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数显式电阻及电容测量系统设计方案

2017年08月11日 11:05 次阅读

本文介绍了一种基于555定时器和单片机的数显式电阻和电容测量系统设计方案。该系统利用555和待测电阻或电容组成多谐振荡器,通过单片机测量555输出信号的周期,根据周期与待测电阻或电容的数学关系计算出电阻或电容值,再将之在LCD1602上显示出来。最后仿真结果表明该测量系统具有结构简单,方便实用等优点,能够测量一定范围内的电阻和电容值。

1.引言

在电子仪器、仪表的制造及使用行业,有大量的印刷电路板需要调试、测量与维修,需要对电阻电容的数值进行测试。

本文介绍了一种基于AT89C51单片机和555定时器的数显式电阻和电容测量系统设计方案,然后制作出电路实物,实现系统的功能。系统利用555定时器和待测电阻(或电容)组成多谐振荡器,通过单片机定时器测量555输出信号的周期,根据周期和待测电阻(或电容)的数学关系再计算出电阻(或电容)值,再通过1602液晶显示器将其显示出来。经仿真结果表明该测量系统具有结构简单,方便实用等优点。

2.设计方案与原理

2.1 设计总方案

整个测量系统由单片机最小系统,按键,电阻、电容和555组成的多谐振荡器和液晶显示等几个电路模块组成。如图1所示。

数显式电阻和电容测量系统设计方案

2.2 多谐振荡器原理

数显式电阻和电容测量系统设计方案

如图2所示,测量电容时,利用555和待测电容CX和电阻R1和R2(R1和R2为已知电阻)等组成多谐振荡器,这样从555的输出端Q将输出周期性方波,接到示波器,如图2(b)所示。该信号不是一个占空比为50%的方波,根据参考文献2,一个周期T中高电平时间持续时间为:

数显式电阻和电容测量系统设计方案

测量电阻时,另用一个555组成一个多谐振荡器电路,将待测电阻RX接在R1的位置(或者将RX和一个已知电阻串联),CX替换成一个已知的电容C.这样一个周期时间为:

数显式电阻和电容测量系统设计方案

2.3 单片机计时原理

555输出的周期性方波信号送给单片机进行计时,测量出信号的一个周期时间T,再利用上面的数学关系进行计算处理,得到待测的电容或者电阻值。单片机计时的原理是:利用单片机的外部中断0和定时器0.555的输出信号接到单片机的外部中断0引脚P3.2,将其设置成下降沿触发。当555的输出信号为下降沿时,触发外部中断,开启单片机的定时器0开始计时,直到下一次下降沿到达时,即一个周期到达了,停止计时,这时定时器记下的就是一个周期的时间长度。

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发表于 2017-11-08 09:11 332次阅读
cc2530定时器

单片机定时器中断原理图解

中断系统是一套硬件电路,它可以在每个机器周期对所有的外设的标志位作查询。相比于前面的软件查询(if(...

发表于 2017-11-07 16:49 4219次阅读
单片机定时器中断原理图解

单片机定时器中断程序

采用时基电路定时:列采用555电路,外接必要的元器件(电阻和电容),即可构成硬件定时电路,但在硬件连...

发表于 2017-11-07 16:21 906次阅读
单片机定时器中断程序

cd4093自制多谐振荡器

多谐振荡器是一种能产生矩形波的自激振荡器,也称矩形波发生器。“多谐”指矩形波中除了基波成分外,还含有...

发表于 2017-11-07 09:28 313次阅读
cd4093自制多谐振荡器

单片机中的数字逻辑门电路是什么,定时器又如何理解

时钟周期:时钟周期T是时序中最小的时间单位具体计算的方法就是1/时钟源,如果大家用的晶振是11.05...

发表于 2017-10-27 14:30 423次阅读
单片机中的数字逻辑门电路是什么,定时器又如何理解

msp430f5529定时器

MSP430F5529是最新一代的具有集成USB的超低功耗单片机,可以应用于能量收集、无线传感以及自...

发表于 2017-10-23 16:38 190次阅读
msp430f5529定时器

stm32定时器触发adc

什么是ADC? ADC模块是一种12位的逐次逼近型模拟数字转换器。它有多达19个通道,可测量16个外...

发表于 2017-10-13 10:58 382次阅读
stm32定时器触发adc

stm32定时器中断配置

stm32中断 stm32的Cortex内核具有强大的异常响应系统,它把能够打断当前代码执行流程的事...

发表于 2017-10-12 14:23 273次阅读
stm32定时器中断配置

基于STM32F1系列的重要宝典RM0008参考...

毕竟STM32CubeMX工程浩大,肯定还有需要完善的地方,尤其类似的细节问题。不过,我们相信会越来...

发表于 2017-09-19 09:27 4855次阅读
基于STM32F1系列的重要宝典RM0008参考...

施密特触发器的基本原理_施密特触发器电路工作原理...

施密特触发器最重要的特点是能够把变化缓慢的输入信号整形成边沿陡峭的矩形脉冲。同时,施密特触发器还可利...

发表于 2017-08-24 09:23 1736次阅读
施密特触发器的基本原理_施密特触发器电路工作原理...

由555定时器组成的单稳态触发器详解

单稳态触发器在数字电路中一般用于定时(产生一定宽度的矩形波),整形(把不规则的波形变为幅度和宽度都相...

发表于 2017-06-10 11:03 3275次阅读
由555定时器组成的单稳态触发器详解

555定时器的应用与电路图详解

上图1为由555定时器和外接定时元件R、C构成的单稳态触发器。D为钳位二极管,稳态时555电路输入端...

发表于 2017-06-10 09:36 1849次阅读
555定时器的应用与电路图详解

555定时器类型与内部结构与电路原理图详解

555定时器是一种应用极为广泛的中规模集成电路。该电路使用灵活、方便,只需外接少量的阻容元件就可以构...

发表于 2017-06-10 08:54 1813次阅读
555定时器类型与内部结构与电路原理图详解

如何设计一套简单、准确调光汽车照明系统

夜间驾驶时,您可能很少会想到汽车的前大灯和尾灯,而我对这些照明系统中的很多设计元素却非常着迷:车身造...

发表于 2017-05-26 09:22 902次阅读
如何设计一套简单、准确调光汽车照明系统

超详细详解IGBT在电动汽车的作用原理,简要说明...

该电源的输入是新能源乘用车常规的12V电源,该电源通常波动范围是8~16V,而驱动电源的输出需要相对...

发表于 2017-05-24 16:36 2754次阅读
超详细详解IGBT在电动汽车的作用原理,简要说明...

555定时器解析,555定时器的工作模式及其应用

555定时器是一种多用途的数字-模拟混合集成电路,利用它能极方便地构成施密特触发器、单稳态触发器和多...

发表于 2017-05-23 14:42 2276次阅读
555定时器解析,555定时器的工作模式及其应用

由555定时器组成的单稳态触发器

555定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。一般用双极型(TTL)工艺制作的称为 555...

发表于 2017-05-23 11:27 8789次阅读
由555定时器组成的单稳态触发器

555定时器的电路结构与功能,由555定时器实现...

555定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。一般用双极型(TTL)工艺制作的称为 555...

发表于 2017-05-23 09:50 1547次阅读
555定时器的电路结构与功能,由555定时器实现...