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1、 编号： 2012届本科毕业论文基于单片机的RC测试仪设计院 系：信息工程学院姓 名：学 号：专 业：年 级：指导教师：职 称：完成日期：2012年5月摘 要 近几年来，电子行业的发展速度相当快，电子行业的公司企业数目也不断增多。这个现象带来的直接结果是电子行业方面的人才需求不断增多。所以，现在大多数高校都开设与电子类相关的专业及课程，为社会培养大量的电子行业的人才。做过电路设计的工作人员或者学生大多数使用万用表来测量一些元件参数或者电路中的电压电流。然而万用表有一定的局限性，它只能测量有限种类的元器件的参数，对于电容和电阻的电抗元件就无能为力了。所以制作一种简便的电容电阻测量仪显得尤为重要，
2、方便电路设计人员或者高校电子类专业的学生测量电路中需要用到的电容及电阻的具体值。本次设计的思想是基于以上原因提出来的。该系统以AT89C51为控制核心，搭配必要的外围电路对电阻、电容参数进行测量。系统的基本原理是将电阻阻值、电容容值的变化均转换成方波脉冲频率的变化，利用计数器测频后通过单片机做运算，最后计算出待测元件的各个参数并显示在1602LCD显示屏上。系统使用按键设置及选择系统参数，使用1602LCD显示屏屏作为显示部分，使用继电器完成自动量程转换，实现了全自动化测量。测量时，只需将待测元件引脚夹在测试仪的输入端，用按键操作需要测量的参数，便可以很快测出被测元器件的参数，简便易用。实验测
3、试结果表明，本系统性能稳定，测量精度高。软件方面，通过Keil，用C语言来编程，利用软硬件的结合，制作出一个快速的、方便的、符合实际应用的RC测量仪。关键词：51单片机；1602LCD显示；电阻；电容AbstractIn recent years, the development of the electronics industry is very fast, the electronics industry have continued to increase the number of companies. This phenomenon is a direct consequence
4、of the growing electronics industry demand for qualified personnel. Therefore, most colleges and universities have set up a professional and courses related to electronics, to cultivate the talent of a lot of the electronics industry for the community. Staff did the circuit design or most students u
5、se a multimeter to measure voltage and current in the device parameters or circuit. Multimeter, however there are some limitations, it can only measure the parameters of the limited types of components, can not do anything for the reactance of the capacitance and resistance components. Make a simple
6、 capacitor resistance measuring instrument is particularly important and need to use the specific values of the capacitance and resistance, to facilitate circuit design or University E professional students in the measurement circuit.The design idea is proposed by the above-mentioned reasons. The sy
7、stem to AT89C51 measure resistance, capacitance parameters for the control of the core, with the necessary peripheral circuits. The basic principle of resistance, capacitance value changes are converted to a square wave pulse frequency changes, the counter frequency measurement by the microcontrolle
8、r operation, the final calculation of the various parameters of the DUT and displayed in the 1602LCD display on. The system uses key settings and select the system parameters, 1602LCD display screen as the display part, use the relay to complete the automatic range switching, to achieve a fully auto
9、mated measurements. Measurements, only the DUT pin folder the input of the tester button operation requires measurement of the parameters, we can quickly measure the parameters of the tested components, easy to use. The test results show that the system performance and stability, high measurement ac
10、curacy. The software side, the Keil C language programming, the use of a combination of hardware and software, to produce a fast, convenient, in line with the practical application of the RC measuring instrument.KEY WORDS : 51 SCM; 1602LCD displays; Resistor; capacitance 目 录1绪 论11.1本课题的背景、意义及目的11.2简
11、述本课题11.3本课题主要研究方法22总体方案设计的说明32.1总体方案的选择32.2总体方案的分析33硬件设计53.1单片机控制部分53.2显示部分73.3测量部分93.3.1555定时器介绍93.3.2测电阻的电路113.3.3测量电容的电路124软件设计144.1液晶显示部分154.2定时/计数部分165调试与仿真186结论24致谢25参考文献26附录27附录源程序271绪 论1.1 课题研究背景及选题意义电路参数电阻、电容和是电路的两种基本参数，也是描述网络和系统的重要参数，广泛应用于科学研究、教学实验、工农业生产、通信、医疗及军事等领域中。例如在强电系统中，输电线路中的传输线，电气设
12、备中继电器、变压器、发电机等，都是用阻抗参数R、C来描述的。人们通过测试阻抗参数可以判定设备的好坏，是否存在故障隐患。在弱电系统中，电路参数元件的好坏、量值的大小直接影响所设计的线路板的正常工作和可靠性。所以对它们的测试具有重要的意义。测量是通过实验的方法获得定量信息的过程。没有测量，就没有科学，而且测量是认识自然界的主要工具。事实上，测量技术水平也是一个历史时期、一个国家的科学技术水平的一面“镜子”，它可以用来评价一个国家的科技状态。电子测量是利用电子技术对电量、磁量和各种非电量的测量，电子测量是电子工业的基础，也是一般工业不可或缺的重要测量手段。随着微电子技术、计算机技术和软件技术的快速发
13、展，电子测量技术也随着向前发展，甚至可以说是一个飞跃，一场革命。电子测量的内容主要包括电能量的测量、电路参数和电子元件的测量、电信号特征的测量、电子设备性能的测量以及特性曲线的测量。电阻和电容是最基本的元器件，也是应用最广泛的元器件，因此，对它们的参数值的测量，已经变得很有必要了。测量电阻、电容的方法有很多，这些方法都有实用性，但是随着电子技术的发展以及工程技术要求的提高，它们的弊端也越来越明显，这就要求必须有一个新的思路。1.2 课题概述到目前为止，国内外已经有很多的厂家做出了RC检测仪，国外的厂家主要有日本日置，美国的安杰伦、惠普和福禄克等，他们的产品体积小，测试频率的范围可以从十几赫兹到
14、达几十兆赫兹，并且有多种测试频率可供选择，测试速度也很快。国内的厂家主要有上海仪器仪表研究所、重庆茂丰工贸、苏州协锐电子和常州同惠电子等，所生产的RC检测仪体积比较大，测试频率的范围一般从几十赫兹到达几百千赫兹，而且可供选择的频率的种类也相对少些，测试速度与国外仪器相当。虽然我国的电子测量技术已经有很大的提高，但是跟国外相比，仍然有很大的差距，我国主要的科研单位、学校以及企业等单位中使用的大型的仪器设备几乎全部依赖进口。同时，国外公司还占有国内中档产品以及许多关键零部件市场60%以上的份额。世界测试仪器市场仍然对我国有很大的影响。目前，在世界电子测量仪器市场上，竞争依然很激烈，现在的厂商，都是
15、把顾客当上帝，消费者需要什么样的仪器，他们就生产什么样的仪器，并且把更便宜、更好、更快、更易使用的测试仪器作为他们的奋斗目标。在这样信息化的推动下，全世界的测试仪器市场将继续保持很好的势头，电子测量技术的前景依然会很乐观。1.3 课题主要研究方法本课题主要研究的内容是基于单片机的RC检测仪，测量电容和电阻的原理是利用555形成多谐振荡电路，通过电容的充放电，使电阻、电容的参数转换为频率。计算频率，是通过51单片机的定时/计数器T0和T1来计算的，把高低电平矩形波送给单片机，设时一定的时间。这段时间里，单片机对波进行计数，当达到定的时间时，溢出，计数停止，那么波的频率就是计数的数值除以定时的时间，根据频率，可计算算出被测元器件的参考值，然后显示出来。2总体方案设计2.1 总体方案的选择基于单片机的RC检测仪，是指以单片机为核心，实现对电阻和电容的值的测量。测量阻抗参数最常用的方法有伏安法、电桥法和谐振法。伏安法又称为电压电流法，该方法是利用电压表和电流表分别测出元件的电压值和电流值，从而计算出元器件的值。该方法一般只能用于频率较低的情况，而且还需要把电阻器、电容器看成是理想的元器件。可想而知，这样的测量方法，误差肯定比较大，而且测量也不方便，受到的限制比较多，但是，也有它的
