简易电阻电容和电感测试仪的设计

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采集和播报，集成开发环境中配有很多语音API函数，实现语音播报比较简单，解决由语音芯片播放语音不清楚的问题。

4. 显示设备的选择

本模块的主要功能是能实时显示描述系统状态的各种信息状态。LCD不仅显示信息量大，画面效果好，节省I/O口，所以系统设计的显示部分选择液晶屏128×64LCD显示。

5. 系统设计与实现

经过仔细分析与论证，选用系统各模块的最终方案如下：

（1）控制器模块：采用单片机AT89S52控制，且5V供电，符合工作条件。 （2）数据测量模块：采用阻抗-相角法实现。 （3）A/D采样模块：采用凌阳单片机内部AD （5）语音播报模块：采用凌阳单片机集成语音播报 （4）显示模块：采用LCD12864液晶屏显示。

三、单元电路分析与设计

1. 数据测量电路

采用阻抗-相角法把电子元件的集中参数R、L、C转换成频率信号f,然后用单片机计数后在运算求出R、L、C的值。 （1）测量电阻：

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。

该电路可以测出量程在100Ω～2MΩ的电阻。该电路的振荡周期为：

T?t1?t2?(In2)(R?Rx)C?(In2)RxC?(In2)(R?2Rx)Ctt其中1为输出高电平的时间，2为输出低电平的时间。

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图2 测电阻多谐振荡电路

图2

为了使振荡频率保持在10~100KHz这一段单片机计数的高精度范围内，需

f?1(ln2)C(R?2RX)，

选择合适的C和R的值。取R1?20K?,C?2200pf，得到我们将电路分为两档：

第1档：100Ω≤Rx≤1000Ω：I/O2为高电平输出，I/O4为低电平输出，R1=20K

Ω,C2=2200pf.此时 Rx?(6.56(1e?6))/(2*fx)?330/2,相应的电阻范围在

2.8K-16K

第2档：1000Ω≤Rx≤1MΩ:I/O1高电平输出，I/O3为低电平输出，R2=330

Ω,C2=0.01uf.此时Rx?(1.443(1e?8))/(2*fx)?(1e?4) （2）测量电容：

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。

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图3 测电容多谐振电路

555接成多谐振荡器的形式，其振荡周期为：测量电容的振荡电路与测量电

f?13(ln2)RCX，其分析过程如

阻的振荡电路完全一样。取R11=R12=91K，则

测量电阻的方法一样。最后测得电容的范围为10Pf —10uF可以满足精度要求。 （3）测量电感：

电感的测量是采用电容三点式振荡电路来实现的，如图所示。

图4 电容三点式振荡

振荡公式：f?12?LC，其中： C?C4C5

C4?C5则电感的感抗为：L?1 224?fC在测量电感的时候，随着电感值的降低，其频率越来越高，最小的1.2uH电感频率达到4.3MHz左右，而单片机的最大计数频率大约为500KHz，在频率方面达不到测量电感频率，于是我们把测电感的电容三点式电路得出的频率经过

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74LS197对该频率进行16分频满足单片机计数要求。

2. 语音播报电路

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。具体电路如下图所示：

图5 凌阳语音播报电路

3. 液晶显示电路

LCD12864液晶屏有串行和并行两种工作方式，并行占用的I/O口较多（8个数据端口和3个控制端口），而串行只需要两个I/O口（1个时钟端口，1个数据端口）。考虑到AT89S52单片机的I/O口只有32个，为了节省I/O口，我们采用串行方式显示，LCD12864串行工作方式的端口连接图如图6所示，SID为串行数据端口，SCLK为串行时钟端口。

图6 LCD12864串行工作方式端口连接图

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