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】
[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O?20ΜΩ，电容的测量范围为O?2000 μ F。
[0004]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I脚接功能转换开关Κ1-1，2、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Pl.0?Pl.6端接LED显示电路的笔划驱动a?g端，Pl.7端接LED显示电路的dp端，P3.0、Ρ3.1、Ρ3.3、Ρ3.4端分别接LED显示电路的1、2、3、4端，P3.5、Ρ3.7端分别接多谐振荡电路的功能转换开关Kl-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。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]图1为本发明的结构方框图。
[0007]图2为本发明的电路原理图。
【具体实施方式】
[0008]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⑶40106集成电路的I脚接功能转换开关Κ1-1，2、3脚接功能转换开关Kl-2，4脚接AT89C2051单片机的Ρ3.2端。单片机电路的AT89C2051单片机的Pl.0?Pl.6端接LED显示电路的笔划驱动a?g端，Pl.7端接LED显示电路的dp端，Ρ3.0、Ρ3.1、Ρ3.3、Ρ3.4端分别接LED显示电路的1、2、3、4端，P3.5、Ρ3.7端分别接多谐振荡电路的功能转换开关Kl-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Kl，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A = 0.8075/RxCK，则Rx = 0.8075//KCK。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Ck 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Kl，量程转换开关K3和被测电容Cr组成的多谐振荡电路。其振荡频率尺=0.8075/RcCx,则Cr = 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Cr，并驱动LED显示电路即可显示Cx的测量值。
[0012]功能转换开关Kl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?2000ΚΩ、0?20ΜΩ。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 ?2000 μ F。
[0013]单片机电路由AT89C2051单片机，电阻R1，电容C1、C2、C3，晶振Xl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O?24MHz,内含128X8位SRAM和2KB可重复编程Flash存储器，2个16位定时器TO和Tl，5个中断源，一个串行口，15条双口可编程I/O 口线。
[0014]AT89C2051的I脚是复位端，两个机器周期高电平复位。R1、Cl和K4组成单片机的复位电路。接通电源时，5V电源给Cl充电，由于Cl两端的电压不能突变，I脚为高电平，单片机复位，同时Cl两端的电压不断增加，当Cl两端的电压增加到5V时，充电结束，I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，I脚为高电平，单片机进入复位状态，松开K4时，I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DSl?DS4组成。R2?R9为Pl.0?Pl.7端的上拉电阻，DSl?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，Pl.0?Pl.6端用于数码显示的七段笔划字形码的输出，Pl.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TI，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]本发明设计的数字电阻电容表，电阻的测量范围为O?20H，电容的测量范围为O?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I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Pl.0?Pl.6端接LED显示电路的笔划驱动a?g端，Pl.7端接LED显示电路的dp端，P3.0、Ρ3.1、Ρ3.3、Ρ3.4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Kl-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。
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Kl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；Κ3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Rl，电容Cl、C2、C3，晶振Xl和按钮开关Κ4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DSl?DS4组成；R2?R9为Pl.0?Pl.7端的上拉电阻，DSl?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Tl，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】G01R27/02GK104049145SQ201410296842
【公开日】2014年9月17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:张新安