一种数字电阻电容表的制作方法
【专利摘要】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。
【专利说明】-种数字电阻电容表
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及电子测量仪器【技术领域】，具体涉及一种数字电阻电容表。
【背景技术】
[0002] 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】
[0003] 为解决现有电阻电容表的不足，本实用新型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?20ΜΩ，电容的测量范围为0?2000 μ F。
[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⑶40106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Kl-2,4脚接AT89C2051单片机的P3. 2端。单片 机电路的AT89C2051单片机的Ρ1. 0?Ρ1. 6端接LED显示电路的笔划驱动a?g端，Ρ1. 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。
[0005] 本实用新型的积极效果在于：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。
【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，本实用新型采用如下技术方案：本实用新型由多谐振荡电路、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Kl-2,4脚接AT89C2051单片机的P3. 2端。单片机电 路的AT89C2051单片机的Ρ1. 0?Ρ1. 6端接LED显示电路的笔划驱动a?g端，Ρ1. 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。
[0009] 如附图2所示。
[0010] 多谐振荡电路在测量电阻时是由⑶40106集成电路1、2之间的施密特触发器，夕卜 接电容CK，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= 〇. 8075/RxCK，则Rx = 0. 8075//KCK。⑶40106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C K 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单片机采集换算成Rx，并驱动 LED显示电路即可显示Rx的测量值。
[0011] 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，夕卜 接电阻I功能转换开关K1，量程转换开关K3和被测电容Or组成的多谐振荡电路。其振荡 频率尺=〇. 8075/RcGr，则Gr = 0. 8075//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R。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单片机采集换算成Gr，并驱动 LED显示电路即可显示Cx的测量值。
[0012] 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：〇?2000 Ω、〇? 2000K Ω、〇?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：〇 ?2000pF、0 ?2000nF、0 ?2000 μ F。
[0013] 单片机电路由AT89C2051单片机，电阻R1，电容C1、C2、C3,晶振XI和按钮开关Κ4 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128X8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。
[0014] AT89C2051的1脚是复位端，两个机器周期高电平复位。Rl、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 电压为〇,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XI，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。
[0015] 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. 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。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。
[0016] 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。
[0017] 本实用新型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?2000 μ F，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。
【权利要求】
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Kl-1，2、3脚接 功能转换开关Κ1-2,4脚接AT89C2051单片机的Ρ3. 2端；单片机电路的AT89C2051单片机 的Ρ1. 0?Ρ1. 6端接LED显示电路的笔划驱动a?g端，Ρ1. 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C 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R。，功能转换开关K1，量程转 换开关K3和被测电容Cr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Cl、C2、C3,晶振XI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Dl、D2,滤波电容C4、C5、C6,三端固定集成稳压器78L05组成。
【文档编号】G01R27/02GK203909143SQ201420349489
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年6月28日 优先权日:2014年6月28日
【发明者】张新安 申请人:湖南科技学院