一種數(shù)字rlc測試儀的制作方法
【專利摘要】一種數(shù)字RLC測試儀，由電阻電感電容頻率轉(zhuǎn)換電路、AT89S51單片機(jī)電路、LED顯示電路和電源電路組成，其連接關(guān)系如附圖所示。采用CB555集成電路設(shè)計的多諧振蕩電路，將電阻、電感和電容的測量轉(zhuǎn)換為對CB555集成電路輸出的方波信號頻率的測量，利用AT89S51單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理，并驅(qū)動四位LED數(shù)碼管顯示被測電阻、電感或電容的測量值，選用78L05三端固定集成穩(wěn)壓器供電，電阻的測量范圍為0～20MΩ，電感的測量范圍為0～20H，電容的測量范圍為0～2000μF。其積極效果在于：測量精度高、速度快、體積小、功能強(qiáng)、功耗低、量程寬、讀數(shù)方便、價格便宜。
【專利說明】一種數(shù)字RLC測試儀

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及電子測量儀器【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種數(shù)字RLC測試儀。

【背景技術(shù)】
[0002] 在電子產(chǎn)品的設(shè)計、生產(chǎn)、檢驗和維修中，經(jīng)常需要測量電阻、電感和電容，電子技 術(shù)的飛速發(fā)展，使RLC測試儀成為一種常用的電子測量儀器。傳統(tǒng)的電阻、電感和電容的測 量方法有伏安法、電橋法和諧振法三種。伏安法測量步驟多，存在固有的方法誤差；電橋法 測量精度高，但速度慢；諧振法測量電路簡單，速度快，但精度低。數(shù)字電路和集成電路技術(shù) 的發(fā)展，為電阻、電感和電容的數(shù)字化測量提供了很好的條件。用單片機(jī)制作的數(shù)字RLC測 試儀，具有測量速度快、精度高和讀數(shù)方便等優(yōu)點，可廣泛地運(yùn)用于電子產(chǎn)品的設(shè)計、生產(chǎn)、 檢驗和維修時的電阻、電感和電容的測量。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為解決現(xiàn)有RLC測試儀的不足，本實用新型公開一種數(shù)字RLC測試儀。該數(shù)字 RLC測試儀采用CB555集成電路設(shè)計的多諧振蕩電路，將電阻、電感和電容的測量轉(zhuǎn)換為對 CB555集成電路輸出的方波信號頻率的測量，利用AT89S51單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理，并 驅(qū)動四位LED數(shù)碼管顯示被測電阻、電感或電容的測量值，選用78L05三端固定集成穩(wěn)壓 器供電，電阻的測量范圍為〇?20ΜΩ，電感的測量范圍為0?20H，電容的測量范圍為0? 2000 μ F〇
[0004] 為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案：本實用新型由電阻電感電容頻 率轉(zhuǎn)換電路、AT89S51單片機(jī)電路、LED顯示電路和電源電路組成。電阻電感電容頻率轉(zhuǎn)換 電路的CB555集成電路的7腳接功能轉(zhuǎn)換開關(guān)Kl-1，2、6腳接功能轉(zhuǎn)換開關(guān)Kl-2,3腳接 AT89S51單片機(jī)的Ρ3. 2端。AT89S51單片機(jī)的Ρ1. 0?Ρ1. 6端分別接LED顯示電路的筆劃 驅(qū)動a?g端，P1. 7端接LED顯示電路的dp端，P0. 0、P0. 1、P0. 2、P0. 3端分別接LED顯示 電路的R3、R4、R5、R6位驅(qū)動輸入端，P0. 4、P0. 5、P 0. 6端分別接電阻電感電容頻率轉(zhuǎn)換電 路的功能轉(zhuǎn)換開關(guān)K1-1的R端、L端和C端。電源電路的輸入端接交流市電，輸出端接電 阻電感電容頻率轉(zhuǎn)換電路、AT89S51單片機(jī)電路和LED顯示電路的電源輸入端。電阻的測 量范圍為0?20ΜΩ，電感的測量范圍為0?20H，電容的測量范圍為0?2000 μ F。
[0005] 本實用新型的積極效果在于：測量精度高、速度快、體積小、功能強(qiáng)、功耗低、量程 寬、讀數(shù)方便、價格便宜。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0006] 圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)方框圖。
[0007] 圖2為本實用新型的電路原理圖。

【具體實施方式】
[0008] 如附圖1所示，本實用新型由電阻電感電容頻率轉(zhuǎn)換電路、AT89S51單片機(jī)電路、 LED顯示電路和電源電路組成。電阻電感電容頻率轉(zhuǎn)換電路的CB555集成電路的7腳接功 能轉(zhuǎn)換開關(guān)K1-1，2、6腳接功能轉(zhuǎn)換開關(guān)K1-2, 3腳接AT89S51單片機(jī)的P3. 2端。AT89S51 單片機(jī)的P1. 〇?P1. 6端分別接LED顯示電路的筆劃驅(qū)動a?g端，P1. 7端接LED顯示電 路的dp端，P0. 0、P0. 1、P0. 2、P0. 3端分別接LED顯示電路的R3、R4、R5、R6位驅(qū)動輸入端， P0. 4、P0. 5、P 0. 6端分別接電阻電感電容頻率轉(zhuǎn)換電路的功能轉(zhuǎn)換開關(guān)K1-1的R端、L端 和C端。電源電路的輸入端接交流市電，輸出端接電阻電感電容頻率轉(zhuǎn)換電路、AT89S51單 片機(jī)電路和LED顯示電路的電源輸入端。
[0009] 如附圖2所示。
[0010] 電阻電感電容頻率轉(zhuǎn)換電路在測量電阻時是由CB555集成電 路，電容Cl、C2，電阻R K，功能轉(zhuǎn)換開關(guān)K1、量程轉(zhuǎn)換開關(guān)K2和被測電 阻Rx組成的多諧振蕩電路。其振蕩頻率= 1.449ARK+2Rx)Cl，則 = 一0.5?。當(dāng)Cl和RK -定時，將電阻的測量轉(zhuǎn)換為對CB555集成電路3腳輸出 的方波信號頻率的測量。經(jīng)單片機(jī)采集換算成Rx，并驅(qū)動LED顯示電路即可顯示Rx 的測量值。
[0011] 電阻電感電容頻率轉(zhuǎn)換電路在測量電感時是由CB555集成電路，電容C2,電阻&， 二極管D1、功能轉(zhuǎn)換開關(guān)K1、量程轉(zhuǎn)換開關(guān)K2和被測電感Lx組成的多諧振蕩電路。其振 蕩頻率忍=〇. 345tVLr則Lr = 0. 345IV^。當(dāng)& 一定時，將電感的測量轉(zhuǎn)換為對CB555 集成電路3腳輸出的方波信號頻率八的測量。經(jīng)單片機(jī)采集忍換算成U，并驅(qū)動LED顯 示電路即可顯示Lx的測量值。
[0012] 電阻電感電容頻率轉(zhuǎn)換電路在測量電容時是由CB555集成電路，電容C2,電阻Rc、 札，功能轉(zhuǎn)換開關(guān)K1、量程轉(zhuǎn)換開關(guān)K2和被測電容&組成的多諧振蕩電路。其振蕩頻率 =1.449八1^+21?1)0，則& = 1.449八1^+21?1)/。。當(dāng)&和1?1一定時，將電容的測量轉(zhuǎn)換 為對CB555集成電路3腳輸出的方波信號頻率的測量。經(jīng)單片機(jī)采集換算成Gr，并 驅(qū)動LED顯示電路即可顯示Or的測量值。
[0013] 功能轉(zhuǎn)換開關(guān)K1為雙刀三擲開關(guān)，用于測量電阻、電感或電容的功能轉(zhuǎn)換，K2為 單刀九擲開關(guān)，用于量程轉(zhuǎn)換，測量電阻設(shè)計的三個量程為：〇?2000Ω、〇?2000ΚΩ、〇? 20M Ω，測量電感設(shè)計的三個量程為：〇?2000 μ H、0?2000mH、0?20H，測量電容設(shè)計的三 個量程為：〇 ?2000pF、0 ?2000nF、0 ?2000 μ F。
[0014] AT89S51單片機(jī)電路由AT89S51單片機(jī)，電阻R2,電容C3、C4、C5,晶振XI和按鈕 開關(guān)Κ3組成。AT89S51是一款低功耗、高性能CMOS 8位單片機(jī)，40個引腳，內(nèi)含4ΚΒ可重 復(fù)編程Flash存儲器和128X8位SRAM，32個外部雙向I/O 口，2個16位可編程定時計數(shù) 器,2個全雙工串行通信口，看門狗電路，片內(nèi)時鐘振蕩器。
[0015] AT89S51的9腳是復(fù)位端，高電平復(fù)位。R2、C5和K3組成單片機(jī)的復(fù)位電路。接 通電源時，5V電源給C5充電，因 C5兩端的電壓不能突變，9腳為高電平，單片機(jī)復(fù)位，同時 C5兩端的電壓逐漸增加，當(dāng)C5兩端的電壓增大到5V時，充電結(jié)束，復(fù)位腳電壓為0V，單片 機(jī)進(jìn)入正常工作狀態(tài)。按鈕開關(guān)K3是手動復(fù)位按鍵，按下K3時，9腳為高電平，單片機(jī)進(jìn)入 復(fù)位狀態(tài)，松開K3時，9腳為低電平，單片機(jī)退出復(fù)位狀態(tài)。AT89S51的18腳、19腳內(nèi)部電 路與外部的晶振XI，電容C3、C4組成時鐘振蕩電路，C3、C4為微調(diào)電容。P3. 2為輸入端，與 CB555集成電路輸出端3腳相接。P0. 4、P0. 5和P0. 6用于測量電阻、電感或電容的功能識 別。
[0016] LED顯示電路由數(shù)碼管DS1?DS4、電阻R3?R10和三極管Q1?Q4組成。DS1? DS4采用共陰LED數(shù)碼管，各位段選線并聯(lián)，R3?R10為限流電阻，Q1?Q4為位驅(qū)動三極管。 采用動態(tài)掃描顯示方式，用軟件對字形碼譯碼。單片機(jī)的P1. 〇?P1. 6端用于數(shù)碼顯示的 七段筆劃字形碼的輸出，P1. 7端用于數(shù)碼顯示的小數(shù)點的輸出，P0. 0、P0. 1、P0. 2、P0. 3端 用于四個數(shù)碼管的動態(tài)掃描位驅(qū)動碼輸出。AT89S51單片機(jī)依次發(fā)出段選碼和對應(yīng)位LED 數(shù)碼管的位選碼，實現(xiàn)被測電阻、電感或電容器測量值的動態(tài)掃描顯示。
[0017] 電源電路由降壓變壓器T1，整流二極管D2、D3,濾波電容C6、C7,三端固定集成穩(wěn) 壓器78L05組成?？蓪?20V的交流電整流、濾波、穩(wěn)壓得到5V穩(wěn)定的直流電壓，為數(shù)字RLC 測試儀供電。
[0018] 本實用新型設(shè)計的RLC測試儀，電阻的測量范圍為0?20ΜΩ，電感的測量范圍為 0?20H，電容的測量范圍為0?2000 μ F，電阻和電容測量的各檔誤差均小于0. 5%，電感測 量的各檔誤差均小于1%，整機(jī)功耗小于3 W，測量的精度高、量程寬、速度快、體積小、功耗 低、功能強(qiáng)、讀數(shù)方便、價格便宜，擁有廣闊的市場前景。
【權(quán)利要求】
1. 一種數(shù)字RLC測試儀，其特征是：它由電阻電感電容頻率轉(zhuǎn)換電路、AT89S51單片 機(jī)電路、LED顯示電路和電源電路組成；電阻電感電容頻率轉(zhuǎn)換電路的CB555集成電路的7 腳接功能轉(zhuǎn)換開關(guān)K1-1，2、6腳接功能轉(zhuǎn)換開關(guān)K1-2, 3腳接AT89S51單片機(jī)的P3. 2端； AT89S51單片機(jī)的P1. 0?P1. 6端分別接LED顯示電路的筆劃驅(qū)動a?g端，P1. 7端接LED 顯示電路的dp端，PO. 0、P0. 1、P0. 2、P0. 3端分別接LED顯示電路的R3、R4、R5、R6位驅(qū)動輸 入端，PO. 4、P0. 5、P 0. 6端分別接電阻電感電容頻率轉(zhuǎn)換電路的功能轉(zhuǎn)換開關(guān)K1-1的R端、 L端和C端；電源電路的輸入端接交流市電，輸出端接電阻電感電容頻率轉(zhuǎn)換電路、AT89S51 單片機(jī)電路和LED顯示電路的電源輸入端；電阻的測量范圍為0?20ΜΩ，電感的測量范圍 為0?20H，電容的測量范圍為0?2000 μ F。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字RLC測試儀，其特征是：電阻電感電容頻率轉(zhuǎn)換電 路在測量電阻時是由CB555集成電路，電容C1、C2,電阻R K，功能轉(zhuǎn)換開關(guān)K1、量程轉(zhuǎn)換開關(guān) K2和被測電阻Rx組成的多諧振蕩電路。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字RLC測試儀，其特征是：電阻電感電容頻率轉(zhuǎn)換電 路在測量電感時是由CB555集成電路，電容C2,電阻&，二極管D1、功能轉(zhuǎn)換開關(guān)K1、量程 轉(zhuǎn)換開關(guān)K2和被測電感Lx組成的多諧振蕩電路。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字RLC測試儀，其特征是：電阻電感電容頻率轉(zhuǎn)換電 路在測量電容時是由CB555集成電路，電容C2,電阻R e、Ri，功能轉(zhuǎn)換開關(guān)K1、量程轉(zhuǎn)換開關(guān) K2和被測電容&組成的多諧振蕩電路。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字RLC測試儀，其特征是：功能轉(zhuǎn)換開關(guān)K1為雙刀三 擲開關(guān)，用于測量電阻、電感或電容的功能轉(zhuǎn)換，K2為單刀九擲開關(guān)，用于量程轉(zhuǎn)換。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字RLC測試儀，其特征是：AT89S51單片機(jī)電路由 AT89S51單片機(jī)，電阻R2,電容C3、C4、C5,晶振XI和按鈕開關(guān)K3組成。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字RLC測試儀，其特征是：LED顯示電路由數(shù)碼管 DS1?DS4、電阻R3?R10和三極管Q1?Q4組成，DS1?DS4采用共陰LED數(shù)碼管，各位 段選線并聯(lián)，采用動態(tài)掃描顯示方式。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字RLC測試儀，其特征是：電源電路由降壓變壓器T1， 整流二極管D2、D3,濾波電容C6、C7,三端固定集成穩(wěn)壓器78L05組成。
【文檔編號】G01R27/02GK203894328SQ201420322474
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年6月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月18日
【發(fā)明者】張新安 申請人:湖南科技學(xué)院