图中为电感电容元件并联组成的谐振电路, 为取样电阻, 为标准电容, 为被测电感的分布电容, 为被测电感。

计算公式如2-2:                                          (2-2)

在利用谐振法试验时,需要产生一个电源信号频率使电路发生谐振,然后测量分布电容 值,不接标准电容 时信号源频率 ,最后根据公式计算得出电感参数值 [4]。

谐振法测量电容运用的原理与测量电感相同。然而在实际测量电路中干扰对结果的影响不可忽视。人为判断电路的交流振荡幅度何时达到最大存在无法避免的偶然误差,所以得出的参数误差较大。综上所述,本次设计不采用谐振原理制作电容电感表。

2。1。3 利用NE555芯片和电容电感组成振荡电路测量

该方法的测量原理是利用NE555芯片和待测电容构成多谐振荡器,振荡电路中产生脉冲信号,单片机计数信号个数,然后利用公式计算参数;另外三极管,电容和待测电感构成电容三点式振荡电路,NE555芯片将电路中正弦脉冲信号整形成矩形波,接着送到单片机计数和计算,最后在液晶屏上显示结果。本设计利用STC89C52单片机定时计数功能对信号进行实时处理,减少了耗时,提高了仪表测量的智能化程度;另一方面结果通过单片机提供给LCD,最后直接显示在屏幕上,避免了人读数造成的偶然误差。综上,本次设计选用振荡电路测量的方法。

2。2 系统设计思路

  本设计的基本工作原理是将直接测量电感,电容的参数数值转换为间接测量振荡电路频率。测量电路分为多谐振荡电路和电容三点式振荡电路。当按下电源键后,电路通电,LCD灯亮。当按下按键选择待测元件种类时,由单片机发出指令给CD4052。CD4052将对应测量电路接入总电路,电路在周期内产生振荡。CD4052输出脉冲振荡,再由单片机接收计数,同时单片机对信号进行锁存,译码,最后将数据送到液晶屏显示。

2。3系统实现的功能

(1)测量电感范围:100uH-10mH

(2)测量电容范围:10pF-500nF

(3)设置按键来选择测量的类型,并在液晶屏上显示

2。4 系统框图

本设计为数字式电感电容表,主要包含四个模块:测量模块,控制模块,通道选择模块,显示模块。系统设计框图如下图2-3所示:

图2-3 系统框图

框图各部分说明如下:论文网

(1)测量模块:该模块分为多谐振荡电路和电容三点式振荡电路,分别用于测量电容和电感的数值。

(2)通道选择:通过单片机控制CD4052模拟开关来选择接入的测量电路类型。

(3)控制部分:采用STC89C52单片机作为核心芯片,利用其外部中断源的中断功能,本身的定时计数功能和特殊引脚构造晶振电路和复位电路。

(4)显示模块:通过单片机引脚输入数据并显示在LCD液晶屏上。

3系统硬件设计

3。1 控制模块

本设计中控制模块的核心是SCM STC89C52,具有较高的软硬件利用系数,可编程性和可靠性。单片机STC89C52作为一种我国具有独立自主知识产权的CMOS 8位微控制器,具有易编程,稳定性好,低功耗,性能强大的特点[5], 。

下面分别对STC89C52的各部分加以说明:

(1)CPU:中央处理器属于一种超大规模的集成电路,主要用于处理数据和代码。

(2)RAM:STC89C52具有256字节的数据存储器,可用于存放读写数据。

(3)ROM:STC89C52具有8K字节的程序存储器,存储的数据只可读不可写。可用于存放永久数据,如代码,预先规定的数据等。

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