rcl测试仪

凌阳大学计划设计功能及要求测量范围：电阻100Ω～1MΩ；电容100pF～10000pF；电感100μH～10mH。测量精度：±5%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凌阳大学计划设计功能及要求基本完成以上具体要求；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；加入语音播报功能：如测量结果为6.8K欧姆则语音播报“六点八K欧姆”；如果电阻小于100欧姆则语音播报“电阻小于100欧姆”。凌阳大学计划摘要本系统是通过凌阳的16位单片机SPCE061A测量电阻、电容和电感对应振荡电路所产生的频率实现各个参数的测量，一方面测量精度较高，另一方面便于使仪表实现自动化，而且还能加入语音播报的功能使其更加智能化。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。SPCE061A的定时器可以利用外部时钟源来计数，这里我们将RCL的测量电路产生的频率作为单片机SPCE061A的时钟源，通过计数则可以计算出被测频率在通过该频率计算出各个参数。凌阳大学计划单片机简介16位微控制器：16位加法运算、16x16位硬件乘法、DSP的内积滤波运算CPU最高时钟达到49MHZ内建32k字的Flash程序存储器、2k字的SRAM数据存储器2个16位I/O端口7路AD转换通道1路音频AD转换通道凌阳大学计划单片机简介内置MIC放大电路和动态增益(AGC)放大电路2路电流输出的DA转换通道2个定时器实时实钟低电压复位、低电压监测内置在线仿真接口凌阳大学计划（一）方案设计与论证测量电子元器件集中参数R、C、L的仪表种类较多，方法也各有不同，但都有其优缺点。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。在这里我们着重要介绍的是把电子元件的参数R、C、L转换成频率信号f，然后用单片机计数后在运算求出R、C、L，并送显示，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的转换位数字量，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便于使仪表实现智能化。凌阳大学计划（二）系统硬件电路设计RC振荡电路RC振荡电路电容三点式振荡电路多路选择开关CD4052被测电容被测电阻被测电感语音播报按键选择测量电路数字显示f0f0f0061ADAC测量频率Addr量程切换量程切换分频电路二极管指示测量电路控制部分通道选择凌阳大学计划电阻测量电路电阻的测量采用“脉冲计数法”如下图所示由555电路构成的多谐振荡电路，通过计算振荡输出的频率来计算被测电阻的大小。555接成多谐振荡器的形式，其振荡周期为：T=t1+t2=（ln2）（R1+Rx）*C1+（ln2）Rx*C1得出：即：电路分为2档:1)21)(2(ln1CRxRfx2/)1*1*)2(ln1(RfxCRx凌阳大学计划电阻测量电路100≤Rx1000欧姆：IOA5设置为高电平输出IOA7设置为低电平输出R2=200欧姆;C2=0.22uFRx=(6.56*(1e+6))/(2*fx)-330/2对应的频率范围为：2.8K≤fx16K1000≤Rx1M欧姆：IOA6设置为高电平输出IOA8设置为低电平输出R1=20k欧姆；C1=103PFRx=(1.443*(1e+8))/(2*fx)-(1e+4)对应的频率范围为：141Hz≤fx6.8K凌阳大学计划电容测量电路电容的测量同样采用“脉冲计数法”，如下图所示由555电路构成的多谐振荡电路，通过计算振荡输出的频率来计算被测电容的大小。555接成多谐振荡器的形式，其振荡周期为：T=t1+t2=（ln2）（R1+R2）*Cx+（ln2）R2*Cx我们设置R1=R2;得出：即：CxRfx*1)2(ln31fxRCx*1)2(ln31凌阳大学计划档:R1=510K欧姆：IOA10设置为高电平输出R6=R4Cx=(0.94*(1e+6))/fx对应的频率范围为：0.94K≤fx9.4KR1＝100K欧姆：IOA9设置为高电平输出R6=R5；Cx=(4.81*(1e+6))/fx；对应的频率范围为：480Hz≤fx4.8K凌阳大学计划电感测量电路电感的测量是采用电容三点式振荡电路来实现的。三点式电路是指：LC回路中与发射极相连的两个电抗元件必须是同性质的，另外一个电抗元件必须为异性质的，而与发射极相连的两个电抗元件同为电容时的三点式电路，称为电容三点式电路。得出：即：Lx=(38*(1e+6))/f02LCfx21fxfxLx***41凌阳大学计划测试电路凌阳大学计划实现测量类别的转换见下表,当选择了某一通道的频率后，输出频率通过IOB4作为CPU定时器的时钟源并开始计数，当计数到3秒后读出计数器的值，除以3就得到了被测R/C/L所对应产生的频率，通过计算得到被测值。凌阳大学计划按键及二极管显示电路按键和二极管分别表示不同类别的测量，如下表所示：凌阳大学计划数码管显示电路显示数据显示倍数，如显示1，表示101即10倍凌阳大学计划凌阳大学计划音频输出电路语音播报测量结果，当测试结果显示相对较稳定后开始播报测试结果。凌阳大学计划放大，然后输出经过SPYOO30放大，然后输出.SPY0030是凌阳的芯片，相当于LM386，但是比386音质好,它可以工作在2.4~6.0V范围内，最大输出功率可达700mW（386必须工作在4V以上,而且功率只有100mW）凌阳大学计划凌阳大学计划（三）系统软件设计I/O口的分配IOA口分配情况如下：IOA0-IOA3:按键输入IOA3-IOA4:模拟开关通道选择IOA5-IOA6:R测量电路中充电电阻选择IOA7-IOA8:R测量电路中充放电电容选择IOA9-IOA