本实用新型涉及一种电阻电容测量电路，属于一种教学电路。
背景技术：
如今与电阻电容测量电路类似的产品大多为万用表，缺少专门测量电阻电容的仪器。低价类万用表价格低廉，但性能不足，精度不高。高价类万用表虽性能优秀，具备量程自动转换等智能化标志，但价格过于昂贵。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于，提供一种电阻电容测量电路，该测量仪测量精度高，功能齐全。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案在于，一种电阻电容测量电路，包括单片机芯片、显示模块、按键模块、电容测量模块、电阻测量模块、AD转换模块、电源模块、二极管模块和量程转换模块；所述按键模块、电容测量模块、电源模块分别与单片机芯片电连接，所述电阻测量模块通过AD转换模块与单片机芯片连接；所述单片机芯片分别与显示模块和量程转换模块电连接；所述电源模块与二极管模块连接并给二极管模块提供工作电源。
作为优选，所述单片机芯片采用型号为AT89C52的主控芯片U1，该主控芯片U1的 18和19脚之间接晶振电路，其9脚和31脚之间接复位电路；所述主控芯片U1的1、2和 3脚接AD转换模块电路，所述主控芯片U1的32-39脚以及21和22脚分别接显示模块电路和排阻电路；所述主控芯片U1的13脚接按键电路；所述主控芯片U1的14脚接电容测量模块电路的IN端，其23-25脚分别接电阻测量模块电路的三极管S1-S3，其26-28脚接电容测量模块电路的UF、NF和PF端；所述电阻测量模块电路接在AD转换模块电路的 RES端。
作为优选，所述AD转换模块的电路组成为模块转换芯片，所述模块转换芯片为型号为LTC1864的16位串行模数转换芯片，其1脚接电源VCC，2脚接电阻测量模块的数据， 3脚接地，其5、6、7脚分别单片机芯片的1、2、3脚用于时钟及传送数据，所述单片机芯片的型号为AT89C52。
作为优选，在模块转换芯片的1脚和3脚之间连接有一容值为0.1u的C0用于电容隔直。
作为优选，所述显示模块的电路组成为包括LCD1602芯片，其1脚VSS为地电源；2 脚VDD接5V正电源；3脚VEE为液晶显示器对比度调整端，使用时可以通过一个阻值为10K的电位器调整对比度；4脚RS为寄存器选择、接主控芯片U1的21脚，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器；5脚RW为读写信号线；6脚E端为使能端、接主控芯片U1的22脚；7～14脚D0～D7端为8位双向数据线，其分别接主控芯片U1的 39脚-32脚以及排阻RP1；15～16脚在仿真软件中通常隐藏。
作为优选，所述电容测量模块的电路组成为包括NE555芯片，所述NE555芯片的3脚和6脚之间串接有电阻R1-R6、开关SW1-SW3以及二极管D1-D3；NE555芯片的5脚和6 脚之间穿连接有电容C1和CX，其中CX为待测电容。
作为优选，所述电阻测量模块的电路组成为包括运算放大器U6、U4和U41，三极管 S1、S2、S3，电阻R41、R42、R43，三个继电器以及待测电阻RX；当某路继电器导通时，待测电阻RX与电阻R41、R42、R43中的一个连接，并与运算放大器U6形成一反向比例放大电路得到分压值，再经过运算放大器U4形成1:1反向比例放大器将分压值转换为正值，最后通过运算放大器处的电压跟随器将分压值放大传递给AD转换模块。
作为优选，所述量程转换模块利用单片机芯片控制三极管S1、S2和S3的高低电平，从而控制继电器某一路的导通与否，达到自动转换量程。
本实用新型的有益效果：本专利的电阻电容测量电路，主要面向学生，其设计本身具有一定智能性。其涵盖了绝大多数电子信息类学生使用的电容电阻；以及可以用来测量两点间是否导通的二极管功能；且测量精度颇高，完全满足学生测量及部分高精度测量需求。
为使本设计具备一定程度的智能性，在电阻测量方面实现了档位的自动转换，只需将电阻插入测量槽中，则会在显示屏中显示出阻值，若超出量程则会报警。在电容测量方面除了必备的显示屏报警外；还将档位设计的更加人性化，设计pf、nf、uf三个档位的测量，其中因体积相仿，不易辨识的pf和nf电容还可实现部分互通测量，即：pf可测量部分的nf电容，nf亦然。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本实用新型的电路框图；
图2为本实用新型的电路原理图；
图3为AD转换模块对的电路原理图；
图4为电容测量模块的电路原理图；
图5为电阻测量模块的电路原理图；
图6为二极管模块的原理图；
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合实施例对本申请中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1-图2所示，本实用新型公开了一种电阻电容测量电路，包括单片机芯片、显示模块、按键模块、电容测量模块、电阻测量模块、AD转换模块、电源模块、二极管模块和量程转换模块；所述按键模块、电容测量模块、电源模块分别与单片机芯片电连接，所述电阻测量模块通过AD转换模块与单片机芯片连接；所述单片机芯片分别与显示模块和量程转换模块电连接；所述电源模块与二极管模块连接并给二极管模块提供工作电源。
电阻测量模块采用16位AD LTC1864配合5V基准电压，可实现5/65535的电阻分辨率，高精度测量。采用继电器与单片机配合，在电阻测量方面实现量程的自动转换，超出量程则会显示屏报警，赋予作品智能。电容模块使用AT89C52单片机和NE555芯片构成的多谐振荡电路进行电容测量。采用多个挡位(pf、nf、uf)换挡电路的设计，使其能够测量 5pf--1000uf的电容，并显示单位；当所测量电容超过本挡位最大值时，显示屏报警提示，仿真误差在1％以内。二极管导通判断：当所测二极管导通时，蜂鸣器发声，否则无声。
本设计的核心是采用STC89C52组成最小系统板，其作用至关重要，承上启下；单片机接收按键模块的控制信息；单片机对电容测量模块的频率进行计数；单片机接收由电阻测量模块采集到的模拟量经AD模块转化后得到的数字量；单片机同时控制量程转换模块，完成量程的自动转换；单片机由电源模块完成其供电；二极管模块由电源模块进行供电，不与单片机连接；单片机将得到的数据传送至显示模块，在LCD1602上显示数值。
所述单片机芯片采用型号为AT89C52的主控芯片U1，该主控芯片U1的18和19脚之间接晶振电路，其9脚和31脚之间接复位电路；所述主控芯片U1的1、2和3脚接AD转换模块电路，所述主控芯片U1的32-39脚以及21和22脚分别接显示模块电路和排阻电路；所述主控芯片U1的13脚接按键电路；所述主控芯片U1的14脚接电容测量模块电路的IN 端，其23-25脚分别接电阻测量模块电路的三极管S1-S3，其26-28脚接电容测量模块电路的UF、NF和PF端；所述电阻测量模块电路接在AD转换模块电路的RES端。
如图3所示，所述AD转换模块的电路组成为模块转换芯片，所述模块转换芯片为型号为LTC1864的16位串行模数转换芯片，其1脚接电源VCC，2脚接电阻测量模块的数据，3脚接地，其5、6、7脚分别单片机芯片的1、2、3脚用于时钟及传送数据，所述单片机芯片的型号为AT89C52。在模块转换芯片的1脚和3脚之间连接有一容值为0.1u的C0 用于电容隔直。
所述显示模块的电路组成为包括LCD1602芯片，其1脚VSS为地电源；2脚VDD接 5V正电源；3脚VEE为液晶显示器对比度调整端，使用时可以通过一个阻值为10K的电位器调整对比度，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”；4脚RS为寄存器选择、接主控芯片U1的21脚，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器；5脚RW为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当RS和RW共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS为低电平RW为高电平时可以读忙信号，当RS为高电平RW为低电平时可以写入数据；6脚E端为使能端、接主控芯片U1的22脚，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令；7～14脚 D0～D7端为8位双向数据线，其分别接主控芯片U1的39脚-32脚以及排阻RP1，用于从单片机接收控制数据及显示数据；15～16脚在仿真软件中通常隐藏，在实物中15脚连接 10欧限流电阻再连接VCC，16脚接地，开启LCD1602的背光功能。
按键控制模块由一按键和一10K的电阻组成，其SW端连接至单片机13脚。本测量仪默认测量电阻，当该按键按动，即切换至电容测量。
LTC1864是凌力尔特推出的16位串行模数转换芯片，采用单5V工作电源，本设计选用型号能保证在-20℃-+50℃的温度范围内工作，最大工作电流为850μA,最大采样率 250ksps，供电电流随采样速率的降低而减小。本设计采用LTC1864作为AD模块的主要芯片，LTC1864共8个引脚，在proteus软件中仅体现6脚。
如图4所示，所述电容测量模块的电路组成为包括NE555芯片，所述NE555芯片的3 脚和6脚之间串接有电阻R1-R6、开关SW1-SW3以及二极管D1-D3；NE555芯片的5脚和 6脚之间穿连接有电容C1和CX，其中CX为待测电容。
电容模块使用AT89C52单片机和NE555芯片构成的多谐振荡电路进行电容测量。让 NE555芯片工作在直接反馈无稳态的状态下，此时NE555芯片会输出一定频率的方波，其频率的大小跟被测量的电容之间的关系是：F＝0.722/(RC)，如果R确定，我们用单片机定时一秒钟，用单片机的计数器测量出相应方波的频率，就能得到电容的大小。
NE555的IN顶端连接单片机的14脚，UF连接26脚，NF连接27脚，PF连接28脚。
电容模块中的换挡电路由三个挡位组成，将R串接在555芯片3和6脚之间，通过改变R值进行挡位的调整，并使用LED灯提示。
其中CX为待测电容，根据公式F＝0.722/(RC)。
当SW1闭合时，电阻的值是100欧姆，F＝0.00722/C＝7220/(C*1uf)该档位可以测量UF级别的电容。
同理，当SW2闭合时，电阻的值是100K欧姆，频率F＝7220/(C*1nf)，可以测量NF 级别的电容。
同理，当SW3闭合时，电阻的值是100M欧姆，频率F＝7220/(C*1pf)，可以测量 PF级别的电容。
如图5所示，所述电阻测量模块的电路组成为包括运算放大器U6、U4和U41，三极管S1、S2、S3，电阻R41、R42、R43，三个继电器以及待测电阻RX；当某路继电器导通时，待测电阻RX与电阻R41、R42、R43中的一个连接，并与运算放大器U6形成一反向比例放大电路得到分压值，再经过运算放大器U4形成1:1反向比例放大器将分压值转换为正值，最后通过运算放大器处的电压跟随器将分压值放大传递给AD转换模块。
所述量程转换模块利用单片机芯片控制三极管S1、S2和S3的高低电平，从而控制继电器某一路的导通与否，达到自动转换量程。其中单片机端口的输出电流很小，不能直接驱动继电器，所以利用三极管进行放大，再用放大的信号去驱动继电器。
如图6所示，二极管导通判断电路的设计较为简单，当在接口处连接的二极管为导通方向时，电流通过5V蜂鸣器，5V蜂鸣器提示；反之亦然。
在本专利中电源模块提供正负5V的电压以及一个可调正负电压，适用于本模块正负5V的供电要求。
所描述的实施例只是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。