RC測量儀的設(shè)計

RC丈量儀的設(shè)計大綱：介紹了RC丈量儀設(shè)計方法，采納555準(zhǔn)時器構(gòu)成多諧振蕩器電路，丈量RC振蕩頻率，利用單片機將收集的脈沖頻率經(jīng)內(nèi)部計算得出相應(yīng)的電容值或電阻值，最后將丈量值經(jīng)過數(shù)碼管顯示出來。電阻丈量方法采納電橋電路，利用電橋均衡原理，R=R1*R2/R3，但是電橋電路丈量出的值偏差相比較較大一些。電容測試方法采納RC充電時間常數(shù)，算出電容值，利用數(shù)字電路實現(xiàn)，利用555準(zhǔn)時器構(gòu)成多諧振蕩器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器構(gòu)成測試電路，計數(shù)器數(shù)脈沖個數(shù)，經(jīng)譯碼顯示輸出。但是數(shù)字慣例電路，IC芯片多，電路復(fù)雜，并且擴展功能受限制。采納單片機電路設(shè)計，電路簡單，智能化，性價比好。要點詞：多諧振蕩器RC丈量數(shù)碼顯示中圖分類號：TN806文件表記碼：A文章編號：1007-9416（2015）10-0000-00方案設(shè)計RC丈量儀包含RC變換、頻率收集、CPU辦理、數(shù)碼顯示四大模塊構(gòu)成，系統(tǒng)框圖如圖1所示。此中RC變換模塊采納繼電器電路實現(xiàn)劃分被測電阻或電容，利用555準(zhǔn)時器構(gòu)成多諧振蕩器產(chǎn)生頻率，頻率收集利用數(shù)據(jù)選擇器74LS153實現(xiàn)，CPU辦理模塊采納AT89S52單片機實現(xiàn)，數(shù)碼顯示模塊采納共陽數(shù)碼管動向顯示實現(xiàn)。系統(tǒng)設(shè)計2.1RC變換電阻丈量電路參數(shù)的計算2.2頻率收集1）量程切換：將被測元件擱置丈量口，電路可以自動鑒別元件的種類：電阻或電容。利用繼電器開關(guān)作為量程切換開關(guān)，丈量電阻使用繼電器K1開關(guān)，丈量電容兩使用繼電器K2開關(guān)。利用三極管驅(qū)動繼電器線圈，實現(xiàn)繼電器開關(guān)的閉合與斷開。單片機P1.0實現(xiàn)對K1繼電器的控制；P1.1實現(xiàn)對K2繼電器的控制。將電阻擱置丈量口，P1.0=’0’時，K1繼電器線圈得電，開關(guān)閉合，U1振蕩器的輸出端Q1產(chǎn)生某一頻率的脈沖；P1.0=’1’時，K1繼電器線圈失電，開關(guān)斷開，U1振蕩器的輸出端Q1沒有輸出。將電容擱置丈量口，P1.1=’0’時，K2繼電器線圈得電，開關(guān)閉合，U2振蕩器的輸出端Q2產(chǎn)生某一頻率的脈沖；P1.1=’1’時，K2繼電器線圈失電，開關(guān)斷開，U2振蕩器的輸出端Q2沒有輸出。（2）頻率收集：電路中頻率收集采納數(shù)據(jù)選擇器74LS153實現(xiàn)，由于Q1、Q2只有兩個輸出端，因此采納四選一數(shù)據(jù)選擇器。單片機P1.2、P1.3控制U3數(shù)據(jù)選擇器74LS153的S0、S1端，當(dāng)S0S1輸入端為“00”時，將Q1的數(shù)據(jù)傳遞給輸出端P2.0；當(dāng)S0S1輸入端為“01”時，將Q2的數(shù)據(jù)傳遞給輸出端P2.0。2.3CPU辦理量程自動切換設(shè)計思路：P1.0=’0’、P1.1=’1’、P1.2=’0’、P1.3=’0’時，判斷P2.0能否有某一頻率的脈沖信號？假如有，P0.0作為電阻指示燈亮。假如沒有，P1.0=’1’、P1.1=’0’、P1.2=’0’、P1.3=’1’時，判斷P2.0能否有某一頻率的脈沖信號？假如有，P0.1作為電容指示燈亮。當(dāng)丈量元件為電阻時，P2.0計算出脈沖的頻率，先做除法運算，再做減法運算，進行二進制BCD碼的變換，最后進行顯示。當(dāng)丈量元件為電容時，P2.0計算出脈沖的頻率，做除法運算，進行二進制BCD碼的變換，最后進行顯示。2.4數(shù)碼顯示采納四位數(shù)碼管作為輸出顯示器件。數(shù)碼管采納動向掃描方式，每一時刻只有一個數(shù)字和一個字位被選中輸出，各位挨次輪番顯示，每位顯示都保持一段同樣的時間，每個字位選中時中送入對應(yīng)的數(shù)字，可以實現(xiàn)多位不一樣的數(shù)字顯示。單片機內(nèi)部編程譯碼，直接輸出給數(shù)碼管顯示。單片機控制74LS139二/四譯碼器的輸入端，輸出端與每一個數(shù)碼管的公共端相連。系統(tǒng)測試1）測試儀器：數(shù)字式萬用表、RC丈量儀、標(biāo)稱電阻、標(biāo)稱電容；（2）測試方法：將數(shù)字式萬用表調(diào)至歐姆檔測標(biāo)稱電阻阻值，將數(shù)字式萬用表調(diào)至電容檔測電容容量；用RC丈量儀丈量標(biāo)稱電阻阻值、標(biāo)稱電容容量，兩組數(shù)值比較。（3）測試出現(xiàn)問題及解決方法：1）調(diào)試中最困難的是RC振蕩頻率的采納，頻率太高或太低，單片機都沒法正常測出，只有選好適合的電阻值和電容值，單片機才能有效的計數(shù)測量。為了保證丈量量程，我們用精美可調(diào)電位器取代理論上所設(shè)計的值。2）在測試電阻上，程序中出現(xiàn)除法與減法，調(diào)出來的電路測試電阻數(shù)值大的比較準(zhǔn)，并且偏差小；數(shù)值小的偏差大，采納軟件賠償?shù)姆椒ń鉀Q問題。結(jié)語采納AT89S52單片機作為RC丈量儀電路設(shè)計的核心，單片機的應(yīng)用從根本上改變著傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計思想和設(shè)計方法。以前一定由模擬電路或數(shù)字電路實現(xiàn)的大部分控制功能，此刻可以使用單片機經(jīng)過軟件方法實現(xiàn)了。參照文件郭天祥.新看法51單片機C語言教程[M].北京：電子工業(yè)第一版社，2009