一种数字rlc测试仪的制作方法
【专利摘要】一种数字RLC测试仪，由电阻电感电容频率转换电路、AT89S51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CB555集成电路设计的多谐振荡电路，将电阻、电感和电容的测量转换为对CB555集成电路输出的方波信号频率的测量，利用AT89S51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、电感或电容的测量值，选用78L05三端固定集成稳压器供电，电阻的测量范围为0～20MΩ，电感的测量范围为0～20H，电容的测量范围为0～2000μF。其积极效果在于：测量精度高、速度快、体积小、功能强、功耗低、量程宽、读数方便、价格便宜。
【专利说明】一种数字RLC测试仪
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及电子测量仪器【技术领域】，具体涉及一种数字RLC测试仪。
【背景技术】
[0002] 在电子产品的设计、生产、检验和维修中，经常需要测量电阻、电感和电容，电子技 术的飞速发展，使RLC测试仪成为一种常用的电子测量仪器。传统的电阻、电感和电容的测 量方法有伏安法、电桥法和谐振法三种。伏安法测量步骤多，存在固有的方法误差；电桥法 测量精度高，但速度慢；谐振法测量电路简单，速度快，但精度低。数字电路和集成电路技术 的发展，为电阻、电感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RLC测 试仪，具有测量速度快、精度高和读数方便等优点，可广泛地运用于电子产品的设计、生产、 检验和维修时的电阻、电感和电容的测量。
【发明内容】
[0003] 为解决现有RLC测试仪的不足，本实用新型公开一种数字RLC测试仪。该数字 RLC测试仪采用CB555集成电路设计的多谐振荡电路，将电阻、电感和电容的测量转换为对 CB555集成电路输出的方波信号频率的测量，利用AT89S51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、电感或电容的测量值，选用78L05三端固定集成稳压 器供电，电阻的测量范围为〇?20ΜΩ，电感的测量范围为0?20H，电容的测量范围为0? 2000 μ F〇
[0004] 为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：本实用新型由电阻电感电容频 率转换电路、AT89S51单片机电路、LED显示电路和电源电路组成。电阻电感电容频率转换 电路的CB555集成电路的7脚接功能转换开关Kl-1，2、6脚接功能转换开关Kl-2,3脚接 AT89S51单片机的Ρ3. 2端。AT89S51单片机的Ρ1. 0?Ρ1. 6端分别接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，P0. 0、P0. 1、P0. 2、P0. 3端分别接LED显示 电路的R3、R4、R5、R6位驱动输入端，P0. 4、P0. 5、P 0. 6端分别接电阻电感电容频率转换电 路的功能转换开关K1-1的R端、L端和C端。电源电路的输入端接交流市电，输出端接电 阻电感电容频率转换电路、AT89S51单片机电路和LED显示电路的电源输入端。电阻的测 量范围为0?20ΜΩ，电感的测量范围为0?20H，电容的测量范围为0?2000 μ F。
[0005] 本实用新型的积极效果在于：测量精度高、速度快、体积小、功能强、功耗低、量程 宽、读数方便、价格便宜。
【专利附图】
【附图说明】
[0006] 图1为本实用新型的结构方框图。
[0007] 图2为本实用新型的电路原理图。
【具体实施方式】
[0008] 如附图1所示，本实用新型由电阻电感电容频率转换电路、AT89S51单片机电路、 LED显示电路和电源电路组成。电阻电感电容频率转换电路的CB555集成电路的7脚接功 能转换开关K1-1，2、6脚接功能转换开关K1-2, 3脚接AT89S51单片机的P3. 2端。AT89S51 单片机的P1. 〇?P1. 6端分别接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，P0. 0、P0. 1、P0. 2、P0. 3端分别接LED显示电路的R3、R4、R5、R6位驱动输入端， P0. 4、P0. 5、P 0. 6端分别接电阻电感电容频率转换电路的功能转换开关K1-1的R端、L端 和C端。电源电路的输入端接交流市电，输出端接电阻电感电容频率转换电路、AT89S51单 片机电路和LED显示电路的电源输入端。
[0009] 如附图2所示。
[0010] 电阻电感电容频率转换电路在测量电阻时是由CB555集成电 路，电容Cl、C2，电阻R K，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= 1.449ARK+2Rx)Cl，则 = 一0.5?。当Cl和RK -定时，将电阻的测量转换为对CB555集成电路3脚输出 的方波信号频率的测量。经单片机采集换算成Rx，并驱动LED显示电路即可显示Rx 的测量值。
[0011] 电阻电感电容频率转换电路在测量电感时是由CB555集成电路，电容C2,电阻&， 二极管D1、功能转换开关K1、量程转换开关K2和被测电感Lx组成的多谐振荡电路。其振 荡频率忍=〇. 345tVLr则Lr = 0. 345IV^。当& 一定时，将电感的测量转换为对CB555 集成电路3脚输出的方波信号频率八的测量。经单片机采集忍换算成U，并驱动LED显 示电路即可显示Lx的测量值。
[0012] 电阻电感电容频率转换电路在测量电容时是由CB555集成电路，电容C2,电阻Rc、 札，功能转换开关K1、量程转换开关K2和被测电容&组成的多谐振荡电路。其振荡频率 =1.449八1^+21?1)0，则& = 1.449八1^+21?1)/。。当&和1?1一定时，将电容的测量转换 为对CB555集成电路3脚输出的方波信号频率的测量。经单片机采集换算成Gr，并 驱动LED显示电路即可显示Or的测量值。
[0013] 功能转换开关K1为双刀三掷开关，用于测量电阻、电感或电容的功能转换，K2为 单刀九掷开关，用于量程转换，测量电阻设计的三个量程为：〇?2000Ω、〇?2000ΚΩ、〇? 20M Ω，测量电感设计的三个量程为：〇?2000 μ H、0?2000mH、0?20H，测量电容设计的三 个量程为：〇 ?2000pF、0 ?2000nF、0 ?2000 μ F。
[0014] AT89S51单片机电路由AT89S51单片机，电阻R2,电容C3、C4、C5,晶振XI和按钮 开关Κ3组成。AT89S51是一款低功耗、高性能CMOS 8位单片机，40个引脚，内含4ΚΒ可重 复编程Flash存储器和128X8位SRAM，32个外部双向I/O 口，2个16位可编程定时计数 器,2个全双工串行通信口，看门狗电路，片内时钟振荡器。
[0015] AT89S51的9脚是复位端，高电平复位。R2、C5和K3组成单片机的复位电路。接 通电源时，5V电源给C5充电，因 C5两端的电压不能突变，9脚为高电平，单片机复位，同时 C5两端的电压逐渐增加，当C5两端的电压增大到5V时，充电结束，复位脚电压为0V，单片 机进入正常工作状态。按钮开关K3是手动复位按键，按下K3时，9脚为高电平，单片机进入 复位状态，松开K3时，9脚为低电平，单片机退出复位状态。AT89S51的18脚、19脚内部电 路与外部的晶振XI，电容C3、C4组成时钟振荡电路，C3、C4为微调电容。P3. 2为输入端，与 CB555集成电路输出端3脚相接。P0. 4、P0. 5和P0. 6用于测量电阻、电感或电容的功能识 别。
[0016] LED显示电路由数码管DS1?DS4、电阻R3?R10和三极管Q1?Q4组成。DS1? DS4采用共阴LED数码管，各位段选线并联，R3?R10为限流电阻，Q1?Q4为位驱动三极管。 采用动态扫描显示方式，用软件对字形码译码。单片机的P1. 〇?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，P0. 0、P0. 1、P0. 2、P0. 3端 用于四个数码管的动态扫描位驱动码输出。AT89S51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、电感或电容器测量值的动态扫描显示。
[0017] 电源电路由降压变压器T1，整流二极管D2、D3,滤波电容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RLC 测试仪供电。
[0018] 本实用新型设计的RLC测试仪，电阻的测量范围为0?20ΜΩ，电感的测量范围为 0?20H，电容的测量范围为0?2000 μ F，电阻和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3 W，测量的精度高、量程宽、速度快、体积小、功耗 低、功能强、读数方便、价格便宜，拥有广阔的市场前景。
【权利要求】
1. 一种数字RLC测试仪，其特征是：它由电阻电感电容频率转换电路、AT89S51单片 机电路、LED显示电路和电源电路组成；电阻电感电容频率转换电路的CB555集成电路的7 脚接功能转换开关K1-1，2、6脚接功能转换开关K1-2, 3脚接AT89S51单片机的P3. 2端； AT89S51单片机的P1. 0?P1. 6端分别接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，PO. 0、P0. 1、P0. 2、P0. 3端分别接LED显示电路的R3、R4、R5、R6位驱动输 入端，PO. 4、P0. 5、P 0. 6端分别接电阻电感电容频率转换电路的功能转换开关K1-1的R端、 L端和C端；电源电路的输入端接交流市电，输出端接电阻电感电容频率转换电路、AT89S51 单片机电路和LED显示电路的电源输入端；电阻的测量范围为0?20ΜΩ，电感的测量范围 为0?20H，电容的测量范围为0?2000 μ F。
2. 根据权利要求1所述的一种数字RLC测试仪，其特征是：电阻电感电容频率转换电 路在测量电阻时是由CB555集成电路，电容C1、C2,电阻R K，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RLC测试仪，其特征是：电阻电感电容频率转换电 路在测量电感时是由CB555集成电路，电容C2,电阻&，二极管D1、功能转换开关K1、量程 转换开关K2和被测电感Lx组成的多谐振荡电路。
4. 根据权利要求1所述的一种数字RLC测试仪，其特征是：电阻电感电容频率转换电 路在测量电容时是由CB555集成电路，电容C2,电阻R e、Ri，功能转换开关K1、量程转换开关 K2和被测电容&组成的多谐振荡电路。
5. 根据权利要求1所述的一种数字RLC测试仪，其特征是：功能转换开关K1为双刀三 掷开关，用于测量电阻、电感或电容的功能转换，K2为单刀九掷开关，用于量程转换。
6. 根据权利要求1所述的一种数字RLC测试仪，其特征是：AT89S51单片机电路由 AT89S51单片机，电阻R2,电容C3、C4、C5,晶振XI和按钮开关K3组成。
7. 根据权利要求1所述的一种数字RLC测试仪，其特征是：LED显示电路由数码管 DS1?DS4、电阻R3?R10和三极管Q1?Q4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。
8. 根据权利要求1所述的一种数字RLC测试仪，其特征是：电源电路由降压变压器T1， 整流二极管D2、D3,滤波电容C6、C7,三端固定集成稳压器78L05组成。
【文档编号】G01R27/02GK203894328SQ201420322474
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年6月18日 优先权日:2014年6月18日
【发明者】张新安 申请人:湖南科技学院