CN103983860A - 一种数字电感电容表 - Google Patents
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Abstract
一种数字电感电容表,由电感电容/频率转换电路、单片机电路、LED显示电路和电源电路组成,其连接关系如附图所示。采用555集成电路设计的多谐振荡电路,将电感和电容的测量转换为对555集成电路输出的方波信号频率的测量,利用AT89C2051单片机进行数据采集和处理,并驱动四位LED数码管显示被测电感或电容的测量值,选用78L05三端固定集成稳压器供电,电感的测量范围为1μH~20H,电容的测量范围为1pF~2000μF。其积极效果在于:测量速度快、精度高、功耗低、体积小、功能强、量程宽、读数方便、工作可靠、价格便宜。
Description
技术领域
本发明涉及电子测量仪器技术领域,具体涉及一种数字电感电容表。
背景技术
在电子产品的设计、生产和维修中,电感和电容的测量十分普遍,电子技术的快速发展,使电感电容表成为了一种不可缺少的电子测量仪器。传统的电感和电容的测量方法有谐振法和电桥法两种,谐振法测量电路简单,速度快,但精度低,电桥法测量精度高,但速度慢。数字电路技术和集成电路技术的快速发展,为电感和电容的数字化测量提供了条件。用单片机制作的数字电感电容表,具有测量精度高、速度快和读数方便等优点,越来越广泛地运用于电子产品的设计、生产和维修时电感和电容的测量。
发明内容
为解决现有电感电容表的不足,本发明公开一种数字电感电容表。该数字电感电容表采用555集成电路设计的多谐振荡电路,将电感和电容的测量转换为对555集成电路输出的方波信号频率的测量,利用AT89C2051单片机进行数据采集和处理,并驱动四位LED数码管显示被测电感或电容的测量值,选用78L05三端固定集成稳压器供电,电感的测量范围为1μH~20H,电容的测量范围为1pF~2000μF。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:本发明由电感电容/频率转换电路、单片机电路、LED显示电路和电源电路组成。电感电容/频率转换电路的555集成电路的7脚接转换开关K1-1,2、6脚接转换开关K1-2,3脚接AT89C2051单片机的P3.2端。单片机电路的AT89C2051单片机的P1.0~P1.6端接LED显示电路的笔划驱动a~g端,P1.7端接LED显示电路的DP端,P3.0、P3.1、P3.3、P3.4端分别接LED显示电路的1、2、3、4端,P3.5、P3.7端分别接电感电容/频率转换电路的转换开关K1-1的C端和L端。电源电路的输入端接交流市电,输出端接电感电容/频率转换电路、单片机电路和LED显示电路的电源输入端。电感的测量范围为1μH~20H,电容的测量范围为1pF~2000μF。
本发明的积极效果在于:测量速度快、精度高、功耗低、体积小、功能强、量程宽、读数方便、工作可靠、价格便宜。
附图说明
图1为本发明的结构方框图。
图2为本发明的电路原理图。
具体实施方式
如附图1所示,本发明由电感电容/频率转换电路、单片机电路、LED显示电路和电源电路组成。电感电容/频率转换电路的555集成电路的7脚接转换开关K1-1,2、6脚接转换开关K1-2,3脚接AT89C2051单片机的P3.2端。单片机电路的AT89C2051单片机的P1.0~P1.6端接LED显示电路的笔划驱动a~g端,P1.7端接LED显示电路的DP端,P3.0、P3.1、P3.3、P3.4端分别接LED显示电路的1、2、3、4端,P3.5、P3.7端分别接电感电容/频率转换电路的转换开关K1-1的C端和L端。电源电路的输入端接交流市电,输出端接电感电容/频率转换电路、单片机电路和LED显示电路的电源输入端。
如附图2所示。
电感电容/频率转换电路在测量电感时是由555集成电路,电容C1,电阻RL1、RL2、RL3,二极管D1、转换开关K1和被测电感Lx组成的多谐振荡电路。其振荡频率f L=0.345RL/Lx 则Lx=0.345RL/f L。当RL一定时,将电感的测量转换为对555集成电路3脚输出的方波信号频率的测量。经单片机采集f L换算成Lx,并驱动LED显示电路即可显示Lx的测量值。
电感电容/频率转换电路在测量电容时是由555集成电路,电容C1,电阻RC1、RC2、RC3、R1,转换开关K1和被测电感Cx组成的多谐振荡电路。其振荡频率f C=1.449/(RC+ 2R1) Cx,则Cx=1.449/(RC+ 2R1)f C。当RC一定时,将电容的测量转换为对555集成电路3脚输出的方波信号频率的测量。经单片机采集f C换算成Cx,并驱动LED显示电路即可显示Cx的测量值。
转换开关K1为三刀六掷开关,K1-1和K1-2用于测量电感或测量电容的功能转换,K1-3用于量程转换,测量电感的三个量程为:0~2000μH、0~2000mH、0~20H,测量电容设计的三个量程为:0~2000pF、0~2000nF、0~2000μF。
单片机电路由AT89C2051单片机,电阻R2,电容C2、C3、C4,晶振X1和按钮开关K2组成。AT89C2051是Atmel公司生产的低电压、高性能CMOS 8位单片机,内含2KB可重复编程Flash存储器和128×8位SRAM,工作频率0~24MHz,工作电压2.6~6V, 15条双口可编程I/O口线,2个16位定时器T0和T1,5个中断源,一个串行口。
AT89C2051的1脚是复位端,高电平复位。R2、C4和K2组成单片机的复位电路。接通电源时,5V电源给C4充电,因为C4两端的电压不能突变,1脚为高电平,单片机复位,同时C4两端的电压逐渐增加,当C4两端的电压增大到5V时,充电结束,复位脚电压为0,单片机进入正常工作状态。按钮开关K2是手动复位按键,按下K2时,1脚为高电平,单片机进入复位状态,松开K2时,1脚为低电平,单片机退出复位状态。AT89C2051的4脚、5脚内部电路与外部的晶振X1,电容C2、C3组成振荡电路,C2、C3为微调电容。P3.2为输入端,与555集成电路输出端3脚相接。P3.5和P3.7用于测量电感或电容的功能识别。
LED显示电路由数码管DS1~DS4和电阻R3~R10组成。DS1~DS4采用共阴LED数码管,各位段选线并联,R3~R10为P1.0~P1.7端的上拉电阻。采用动态扫描显示方式,用软件对字形码译码。单片机的P1.0~P1.6端用于数码显示的七段笔划字形码的输出,P1.7端用于数码显示的小数点的输出,P3.0、P3.1、P3.3、P3.4端用于四个数码管的动态扫描位驱动码输出。单片机依次发出段选码和对应位LED数码管的位选码,实现被测电感或电容器测量值的动态扫描显示。
电源电路由降压变压器T1,二极管D2、D3,滤波电容C5、C6、C7,三端固定集成稳压器78L05组成。可将220V的交流电整流、滤波、稳压得到5V稳定的直流电压,为数字电感电容表供电。
本发明设计的数字电感电容表,电感的测量范围为1μH~20H,电容的测量范围为1pF~2000μF,电容测量的各档误差均小于0.5%,电感测量的各档误差均小于1%,整机功耗小于2 W,量程宽、精度高、功耗低、速度快、体积小、功能强、读数方便、工作可靠、价格便宜,拥有广阔的市场前景。
以上说明并非对本发明的限制,该技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变形、修改、替换或添加,亦属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种数字电感电容表,其特征是:它由电感电容/频率转换电路、单片机电路、LED显示电路和电源电路组成;电感电容/频率转换电路的555集成电路的7脚接转换开关K1-1,2、6脚接转换开关K1-2,3脚接AT89C2051单片机的P3.2端;单片机电路的AT89C2051单片机的P1.0~P1.6端接LED显示电路的笔划驱动a~g端,P1.7端接LED显示电路的DP端,P3.0、P3.1、P3.3、P3.4端分别接LED显示电路的1、2、3、4端,P3.5、P3.7端分别接电感电容/频率转换电路的转换开关K1-1的C端和L端;电源电路的输入端接交流市电,输出端接电感电容/频率转换电路、单片机电路和LED显示电路的电源输入端;电感的测量范围为1μH~20H,电容的测量范围为1pF~2000μF。
2.根据权利要求1所述的一种数字电感电容表,其特征是:电感电容/频率转换电路在测量电感时是由555集成电路,电容C1,电阻RL1、RL2、RL3,二极管D1、转换开关K1和被测电感Lx组成的多谐振荡电路。
3.根据权利要求1所述的一种数字电感电容表,其特征是:电感电容/频率转换电路在测量电容时是由555集成电路,电容C1,电阻RC1、RC2、RC3、R1,转换开关K1和被测电感Cx组成的多谐振荡电路。
4.根据权利要求1所述的一种数字电感电容表,其特征是:转换开关K1为三刀六掷开关,K1-1和K1-2用于测量电感或测量电容的功能转换,K1-3用于量程转换。
5.根据权利要求1所述的一种数字电感电容表,其特征是:单片机电路由AT89C2051单片机,电阻R2,电容C2、C3、C4,晶振X1和按钮开关K2组成。
6.根据权利要求1所述的一种数字电感电容表,其特征是:LED显示电路由数码管DS1~DS4和电阻R3~R10组成,DS1~DS4采用共阴LED数码管,各位段选线并联,采用动态扫描显示方式。
7.根据权利要求1所述的一种数字电感电容表,其特征是:电源电路由降压变压器T1,二极管D2、D3,滤波电容C5、C6、C7,三端固定集成稳压器78L05组成。
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CN108037372A (zh) * | 2017-12-04 | 2018-05-15 | 常州市致新精密电子有限公司 | 一种用电感表检测元器件串联等效电容的方法 |
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CN203894335U (zh) * | 2014-06-06 | 2014-10-22 | 湖南科技学院 | 一种数字电感电容表 |
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