基于单片机的电容电感测量系统设计.doc
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1、三 江 学 院本科生毕业设计(论文)题 目 基于单片机的电容电感测量系统设计 电气与自动化工程学院 院(系) 电气工程及其自动化 专业学生姓名 吴含 学号 12011071010 指导教师 康明才 职称 副教授 指导教师工作单位 南京理工大学 起讫日期 2015.2.22-5.23 摘 要随着电子工业的发展,电子元器件急剧增加,电子元器件的适用范围也逐渐广泛起来,在应用中我们常常要测定电容电感的大小。因此,设计可靠,安全,便捷的电容电感测试仪具有极大的现实必要性。本文分析测量了电容和电感量原理并且研究了单片机测量频率的方法,介绍了以MCS-51单片机为核心的电容电感测量系统的设计,将电容电感使
2、用对应的振荡电路转化为频率实现各个参数的测量。该测试仪具有低功耗、高精度、携带方便等特点,把所测数据保存在单片机里,然后通过LCD显示。其中电容是采用555多谐振荡电路产生的,而电感则是根据电容三点式产生的。本设计采用Keil51为仿真平台,设计测量系统软件包括主程序模块、显示模块、电容测试模块和电感测试模块。最后测试结果表明,本设计性能稳定,测量精度高。关键词:MCS-51单片机;Keil51仿真平台;电容;电感;LCDAbstractWith the development of electronic industry,electronic components rapidly incre
3、ased the scope of electronic components becomes more and more popularin the application,we often measured the size ofthe inductor and capacitor.Therefore,the design ofreliable,safe,has a great practical necessity capacitance inductance tester convenient.This paper analyzes the method to measure the
4、capacitance and inductance of the principle and measure the frequency of SCM,the system design of capacitance and inductance measurement using MCS-51 microcontroller as the core of the oscillation circuit capacitance and inductance using the correspondingfrequency into the measurement parameters to
5、achieve the.The instrument has the characteristics of low power consumption,high precision,easy to carry,the measured data is stored in the microcontroller,and thenthrough the LED display.The capacitance is generated by the 555 multivibrator circuit,but the inductance is generated according to the t
6、hree point capacitance.This design usesKeil51 as the simulation platform,the design of the measurementsystem software consists of main program module,display module,test module capacitance and inductance test module.The test results show that the design of stable performance,high measurement precisi
7、on.Keywords: MCS-51 microcontroller; Keil51 platform; capacitance; inductance; LCD第一章 前言11.1 研究的目的意义11.2 电容电感测试仪的发展历史和研究现状11.3 本设计所做的工作2第二章 电容电感测试仪的系统设计12.1 分析测量电容和电感量原理12.2单片机测量频率的方法。2 三江学院2011届本科毕业设计(论文)第一章 前言1.1 研究的目的意义电容电感测试仪针对变电站现场测量并联电容器组中的单个电容器电容值时存在的问题而专门研制的。电容电阻的测量在测试技术和产品研究中研发中应用的十分广泛。在应用中
8、我们常常要测量电容电阻的大小。因此,设计可靠,安全,便捷的电阻,电容,电感测试仪具有极大的现实必要性和具有广泛的使用价值和应用前景。 传统的测量电容方法有谐振法和电桥法两种。前者电路简单,速度快,但精度低;后者测量精度高,但速度慢。随着数字化测量技术的发展,在测量速度和精度上有很大的改善,电容的数字化测量常采用恒流法和比较法。电感测量可依据交流电桥法,这种测量方法虽然能较准确的测量电感但交流电桥的平衡过程复杂,而且通过测量Q值确定电感的方法误差较大,所以电感的数字化测量常采用时间常数发和同步分离法。由于测量电容,电感方法多并具有一定的复杂性,所以本次设计是在555振荡器基础上拟定的一套自己的设
9、计方案。本毕业设计希望通过对电容、电感测试仪的设计来培养学生综合运用所学知识分析和解决实际问题的能力,系统的掌握单片机的开发设计过程,强化实际应用技能训练,为今后开展单片机应用系统的设计和开发打下初步的基础。1.2 电容电感测试仪的发展历史和研究现状由于使用的场合不同,测量电容的方法各有不同,在电容的测量系统中,几乎都是普通的电路原理,比如把它作为阻抗的虚部来测量的有充电法、电感交流耦合电桥、比例法等而标准器件测量法、脉冲计数法、恒流源测量法和在线测量法则充分利用了单片机的可编程性,实现了电容测量的智能化。测量电感有很多的方法,有电桥法、谐振法等等,但都不能精确地读出大小。例如:电桥法由于调节
10、电阻值一般只能用手动,电桥的平衡判断亦难以用简单的电路实现,因此不宜实现自动测量;而谐振法对振动器的要求比较高,因此和电桥法一样,他调节平衡判别很难实现智能化。随着单片机的诞生,传统的测量方法得到了根本性的改革,促进了仪器仪表的更新换代,提高了测量精度。在我国1997年05月21日中国航空工业总公司研究出一种电阻、电容、电感在线测量及装置等点位隔离方法,用于对在线的电阻、电容、电感元件实行等电位隔离。 随着生产水平和测试技术的提高,测试仪器得到了迅速发展,近年来我国测量仪器的可靠性和稳定性问题得到了很多方面的重视,状况有了很大改观。不论是航空和导航系统的设计、调试,或者是自动生产线上的产品测试
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