CN104049145A - 一种数字电阻电容表 - Google Patents

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Abstract

一种数字电阻电容表，由多谐振荡电路、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CD40106集成电路设计的多谐振荡电路，将电阻和电容的测量转换为对CD40106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数码管显示被测电阻或电容的测量值，用78L05三端固定集成稳压器供电，电阻的测量范围为0～20MΩ，电容的测量范围为0～2000μF。其积极效果在于：测量精度高、量程宽、功能强、体积小、功耗低、读数方便、工作可靠、价格便宜。

Description

一种数字电阻电容表
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阻电容表。
背景技术
 电阻和电容是电子产品中最常用的电子元器件，在电子产品的生产、检测和维修中，经常需要测量电阻和电容的值。传统的电阻和电容的测量方法有伏安法、谐振法和电桥法。伏安法测量步骤多，存在固有的方法误差；谐振法测量电路简单，速度快，精度低；电桥法测量精度高，速度慢。数字电路技术和集成电路技术的飞速发展，给电阻和电容的数字化测量提供了很好的条件。用单片机制作的数字电阻电容表，具有测量精度高，读数方便等优点，可广泛用于电子产品的生产、检测和维修中电阻和电容的测量。
发明内容
为解决现有电阻电容表的不足，本发明公开一种数字电阻电容表。该数字电阻电容表采用CD40106集成电路设计的多谐振荡电路，将电阻和电容的测量转换为对CD40106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数码管显示被测电阻或电容的测量值，用78L05三端固定集成稳压器供电，电阻的测量范围为0～20MΩ，电容的测量范围为0～2000μF。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：本发明由多谐振荡电路、单片机电路、LED显示电路和电源电路组成。多谐振荡电路的CD40106集成电路的1脚接功能转换开关K1-1，2、3脚接功能转换开关K1-2，4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端分别接多谐振荡电路的功能转换开关K1-1的C端和R端。电源电路的输入端接交流市电，输出端接多谐振荡电路、单片机电路和LED显示电路的电源输入端。
 本发明的积极效果在于：测量精度高、量程宽、功能强、体积小、功耗低、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，本发明采用如下技术方案：本发明由多谐振荡电路、单片机电路、LED显示电路和电源电路组成。多谐振荡电路的CD40106集成电路的1脚接功能转换开关K1-1，2、3脚接功能转换开关K1-2，4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端分别接多谐振荡电路的功能转换开关K1-1的C端和R端。电源电路的输入端接交流市电，输出端接多谐振荡电路、单片机电路和LED显示电路的电源输入端。
如附图2所示。
多谐振荡电路在测量电阻时是由CD40106集成电路1、2之间的施密特触发器，外接电容CR，功能转换开关K1，量程转换开关K2和被测电阻Rx组成的多谐振荡电路。其振荡频率f R＝0.8075/RxCR，则Rx＝0.8075/f RCR。CD40106集成电路2脚输出的方波信号经3、4脚之间的施密特触发器缓冲后从4脚输出。当CR一定时，将电阻的测量转换为对CD40106集成电路4脚输出的方波信号频率的测量。经AT89C2051单片机采集f R换算成Rx，并驱动LED显示电路即可显示Rx的测量值。
多谐振荡电路在测量电容时是由CD40106集成电路1、2之间的施密特触发器，外接电阻RC，功能转换开关K1，量程转换开关K3和被测电容Cx组成的多谐振荡电路。其振荡频率f C＝0.8075/RCCx，则Cx＝0.8075/f CRC。CD40106集成电路2脚输出的方波信号经3、4脚之间的施密特触发器缓冲后从4脚输出。当RC一定时，将电容的测量转换为对CD40106集成电路4脚输出的方波信号频率的测量。经AT89C2051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。
功能转换开关K1为双刀双掷开关，用于测量电阻或测量电容的功能转换，K2为单刀三掷开关用于测量电阻时的量程转换，测量电阻设计的三个量程为：0～2000Ω、0～2000KΩ、0～20MΩ。K3为单刀三掷开关用于测量电容时的量程转换，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R1，电容C1、C2、C3，晶振X1和按钮开关K4组成。AT89C2051是一款低电压、高性能CMOS 8位单片机，工作电压2.6～6V，工作频率0～24MHz，内含128×8位SRAM和2KB可重复编程Flash存储器，2个16位定时器T0和T1，5个中断源，一个串行口，15条双口可编程I/O口线。
AT89C2051的1脚是复位端，两个机器周期高电平复位。R1、C1和K4组成单片机的复位电路。接通电源时，5V电源给C1充电，由于C1两端的电压不能突变，1脚为高电平，单片机复位，同时C1两端的电压不断增加，当C1两端的电压增加到5V时，充电结束，1脚电压为0，单片机进入正常工作状态。按钮开关K4是手动复位按键，按下K4时，1脚为高电平，单片机进入复位状态，松开K4时，1脚为低电平，单片机退出复位状态。AT89C2051的4脚、5脚外部的晶振X1，电容C2、C3与内部电路组成时钟振荡电路，C2、C3为微调电容。P3.2为信号输入端，与CD40106集成电路输出端4脚相接。P3.5和P3.7用于测量电阻或测量电容的功能鉴别。
LED显示电路由电阻R2～R9和数码管DS1～DS4组成。R2～R9为P1.0～P1.7端的上拉电阻，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，用软件对字形码译码。单片机的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，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。单片机依次发出段选码和对应位LED数码管的位选码，实现被测电阻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D1、D2，滤波电容C4、C5、C6，三端固定集成稳压器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，为数字电阻电容表供电。
本发明设计的数字电阻电容表，电阻的测量范围为0～20H，电容的测量范围为0～2000μF，电阻和电容测量的各档误差均小于0.5%，整机功耗小于2W。测量精度高、量程宽、功能强、体积小、功耗低、读数方便、工作可靠、价格便宜，拥有广阔的市场前景。

Claims (7)

1.一种数字电阻电容表，其特征是：它由多谐振荡电路、单片机电路、LED显示电路和电源电路组成；多谐振荡电路的CD40106集成电路的1脚接功能转换开关K1-1，2、3脚接功能转换开关K1-2，4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端分别接多谐振荡电路的功能转换开关K1-1的C端和R端；电源电路的输入端接交流市电，输出端接多谐振荡电路、单片机电路和LED显示电路的电源输入端。
2.根据权利要求1所述的一种数字电阻电容表，其特征是：多谐振荡电路在测量电阻时是由CD40106集成电路1、2之间的施密特触发器，外接电容CR，功能转换开关K1，量程转换开关K2和被测电阻Rx组成的多谐振荡电路。
3.根据权利要求1所述的一种数字电阻电容表，其特征是：多谐振荡电路在测量电容时是由CD40106集成电路1、2之间的施密特触发器，外接电阻RC，功能转换开关K1，量程转换开关K3和被测电容Cx组成的多谐振荡电路。
4.根据权利要求1所述的一种数字电阻电容表，其特征是：功能转换开关K1为双刀双掷开关，用于测量电阻或测量电容的功能转换；K2为单刀三掷开关，用于测量电阻时的量程转换；K3为单刀三掷开关，用于测量电容时的量程转换。
5.根据权利要求1所述的一种数字电阻电容表，其特征是：单片机电路由AT89C2051单片机，电阻R1，电容C1、C2、C3，晶振X1和按钮开关K4组成。
6.根据权利要求1所述的一种数字电阻电容表，其特征是：LED显示电路由电阻R2～R9和数码管DS1～DS4组成；R2～R9为P1.0～P1.7端的上拉电阻，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所述的一种数字电阻电容表，其特征是：电源电路由降压变压器T1，二极管D1、D2，滤波电容C4、C5、C6，三端固定集成稳压器78L05组成。
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