智能电阻、电容和电感测试仪的设计

I南昌工程学院毕业设计(论文)信息工程学院系（院）通信技术专业毕业设计（论文）题目智能电阻、电容和电感测试仪的设计学生姓名班级学号指导教师完成日期2010年6月19日智能电阻、电容和电感测试仪的设计Smartresistors,capacitorsandinductorsTestInstrument总计毕业设计（论文）27页表格1个插图12幅I摘要本文先对设计功能及要求进行了阐述，然后提出要完成该功能的设计方案，最后会对电阻，电容，电感的测试进行设计。本设计是利用AT89C52芯片的单片机来实现测试的，其中电阻和电容是采用555多谐振荡电路产生的，而电感则是根据电容三点式产生的，从而实现各个参数的测量。这样，一方面测量精度较高，另一方面便于使仪表实现智能化。关键词：AT89C52芯片555多谐振荡电路电容三点式AbstractThispaperfirsttodesignfunctionandrequirementareexpounded,thenputsforwardtofinishthedesignschemeofthefunction,andfinallytoresistance,capacitanceandinductance.ThisdesignisusedtorealizetheAT89C52chipmicrocontrollertest,resistorandcapacitorisusedat555resonanceswings,whichisproducedbytheinductancecircuitsareproducedaccordingtoSanDianShicapacitance,thusrealizeeachparametermeasurement.So,ontheonehand,themeasurementprecision,ontheotherhandtomakeintelligentinstrument.Keywords：AT89C52Chip;555resonanceswingscircuit;SanDianShicapacitance目录摘要......................................................................IAbstract....................................................................I引言........................................................................1第一章设计要求及结构.......................................................21.1设计要求...........................................................21.2系统的总体结构.....................................................3第二章系统硬件电路及芯片介绍...............................................42.1AT89C52单片机......................................................42.2555多谐振荡电路....................................................62.2.1555电路的工作原理...................................................72.2.2利用555芯片构成多谐振荡器...........................................82.3电容三点式振荡电路.................................................92.4按键电路...........................................................9第三章硬件电路测量........................................................123.1电阻测量电路......................................................123.2电容测试电路......................................................133.3电感测试电路......................................................14第四章程序总体模块........................................................15总结.......................................................................17参考文献...................................................................18附录一...................................................................19附录二...................................................................21智能电阻、电容和电感测试仪的设计1引言现代电子产品正以前所未有的速度，向着多功能化、体积最小化、功耗最低化的方向发展，机电产品广泛应用于家电、通信、一般工业乃至航空航天和军事领域。无论是日常生活还是高端科技领域，电子技术的应用均日益深入。掌握必备的电子技术基础设计制作基础知识和基本技能，能够满足我国目前产业结构对广大技术工人、工程技术人员基本素质的要求，而且能为从事高端电子系统开发培养能力和素质，适应信息时代的需要。目前市面上测量电子元器件参数R、C和L的仪表种类较多，方法和优缺点也各有不同。一般的测量方法都存在计算复杂，不易实现自动测量而且很难实现智能化等缺点。在本设计中我们着重介绍一种把电子元件的参数R，C和I转换成频率信号f，然后用单片机计数后再运算求出R、c和L并应用LCD显示的方法。转换原理分别是RC振荡和LC三点式振荡，这样就能够把模拟量近似转换为数字量，而频率f是单片机很容易处理的数字量，这种数字化的处理一方面使测量精度提高了，另一方面也便于使仪表实现智能化。第一章设计要求及结构2第一章设计要求及结构1.1设计要求（1）测量范围：电阻100Ω～1MΩ；电容100pF～10000pF；电感100μH～10mH。（2）测量精度：±5%。（3）制作4位数码管显示器，显示测量数值，并用发光二极管分别指示所测元件的类型和单位。（4）使用三个按键分别控制R、C、L的测试红、黄、绿三个二极管分别代表三种类别的测试。图1-1示意框图智能电阻、电容和电感测试仪的设计31.2系统的总体结构1-2系统的总体结构系统分三大部分，及测量电路，显示电路和控制电路。测量电路包括：被测电阻，被测电容，被测电感，RC振荡电路，电容三点式振荡电路，；控制电路包括：按键选择测量电路，AT89C52单片机,启动单片机；显示电路包括：二极管显示，数字显示。电容三点式振荡被测电阻被测电容被测电感RC振荡电路RC振荡电路按键选择测量电路启动单片机电路AT89C52发光二极管显示显示数字显示第二章系统硬件电路及芯片介绍4第二章系统硬件电路及芯片介绍2.1AT89C52单片机AT89C52是美国Atmel公司生产的低电压、高性能CMOS8位单片机，片内含8KB的可反复檫写的程序存储器和12B的随机存取数据存储器（RAM），器件采用Atmel公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内配置通用8位中央处理器（CPU）和Flash存储单元，功能强大的AT89C52单片机可灵活应用于各种控制领域。AT89C52单片机属于AT89C51单片机的增强型，与Intel公司的80C52在引脚排列、硬件组成、工作特点和指令系统等方面兼容。其主要工作特性是：（1）片内程序存储器内含8KB的Flash程序存储器，可擦写寿命为1000次；（2）片内数据存储器内含256字节的RAM；（3）具有32根可编程I/O口线；（4）具有3个可编程定时器；（5）中断系统是具有8个中断源、6个中断矢量、2个级优先权的中断结构；（6）串行口是具有一个全双工的可编程串行通信口；（7）具有一个数据指针DPTR；（8）低功耗工作模式有空闲模式和掉电模式；（9）具有可编程的3级程序锁定位；（10）AT89C52工作电源电压为5（1+0.2）V，且典型值为5V；（11）AT89C52最高工作频率为24MHz。功能特性描述：AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。AT89C52具有以下标准功能：智能电阻、电容和电感测试仪的设计58k字节Flash，256字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89C52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。8位微控制器8K字节在系统可编程。AT89C52有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，2个读写口线，AT89C52可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。AT89C52有PDIP、PQFP/TQFP及PLCC等三种封装形式，以适应不同产品的需求。主要功能特性：·兼容MCS51指令系统·8k可反复擦写(1000次）FlashROM·32个双向I/O口·256x8bit内部RAM·3个16位可编程定时/计数器中断·时钟频率0-24MHz·2个串行中断·可编程UART串行通道·2个外部中断源·共6个中断源·2个读写中断口线·3级加密位·低功耗空闲和掉电模式·软件设置睡眠和唤醒功能引脚功能特性：·P1.0T2,时钟输出·P1.1T2EX,(定时/计数器2)·P2口：P2是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对端口P2写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口，作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流(IIL)。在访问外部程序存储器或16位地址的外部数据存储器（例如执行MOVX@DPTR指令）时，P2口送出高8位地址数据。在访问8位地址的外部数据存储器（如执行MOVX@RI指令）时，P2口输出P2锁存器的内容。Flash编程或校验时，P2亦接收高位地址和一些控制信号。第二章系统硬件电路及芯片介绍6·P3口：P3口是一组带有内部上拉电阻的8位双向I/O口。P3口输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电