摘要：文章介紹了一種電阻電容測試儀的設計方法,，該系統(tǒng)以STC89C52單片機為核心，由鍵盤,、液晶顯示器,、555等器件組成。單片機測量電阻和電容所對應振蕩電路所產生的頻率值來實現(xiàn)對電阻值和電容值的測量,。系統(tǒng)測試結果在液晶上顯示,，用戶可以通過鍵盤選擇不同的量程，當所測電阻值或電容值超出量程時,，系統(tǒng)會自動報警,。另外，系統(tǒng)具有記憶功能,，方便用戶記錄和查詢測試數(shù)據(jù),。
關鍵詞：STC89C52；振蕩電路,；脈沖計數(shù)法
0 引言
常用的測量電阻和電容的方法主要有純模擬電路法,、PLC法。采用純模擬電路法設計電阻電容測試儀,，可以避免編程的麻煩,，但是電路復雜、靈活性差,、測量精度低,；采用PLC法設計的電阻電容測試儀速度快、體積小,、可靠性和精度好,，但是價格昂貴。采用“脈沖計數(shù)法”設計電阻,、電容測試儀,，把電子元件的參數(shù)轉換成頻率信號，用單片機計數(shù)后再求出電阻或電容值,，而頻率是單片機很容易處理的數(shù)字量,。本文采用“脈沖計數(shù)法”設計電阻電容測試儀，此測試儀不僅能克服傳統(tǒng)測試儀的種種弊端,，而且增設了記憶功能和警示信號功能,，使測試儀更加智能化。
1 系統(tǒng)總體設計
本文設計的電阻電容測試儀的系統(tǒng)結構框架如圖1所示,，系統(tǒng)主要由用戶控制端,、單片機,、液晶屏、電阻測試模塊,、電容測試模塊、報警器以及其它附加功能模塊等組成,。當用戶需要測量某一電阻或電容的值時,，只需要把此電阻或電容放在相應的測試位置，選擇好量程,，測試儀即可自動測出其電阻值或電容值,，并把測試結果顯示在液晶屏上，方便用戶讀取,。另外,，此測試儀還具有超出量程警示功能和記憶功能，可存儲最近十次的測量結果,。
2 各功能模塊介紹
2．1 電阻和電容測試電路
測試電路采用“脈沖計數(shù)法”,，電路如圖2所示。
這里選擇NE555N作為多諧振蕩電路的核心元件構成振蕩電路,，當振蕩電路中的測試電阻和電容不同時,，振蕩頻率也會不同，多諧振蕩器振蕩周期為：
單片機測得振蕩輸出的頻率,，計算后即可得到電阻和電容的值,。不同量程對應不同的電路參數(shù)，利用開關可方便地選擇對應不同量程的對應電路,。
測量電阻分為兩個量程：
(1)1Ω≤Rx<2kΩ S1閉合,，R1=330Ω，Cx=0．2μF,；
(2)2kΩ≤Rx<5MΩ S2閉合,，R1=20Ω，Cx=10nF,。
測量電容分為三個量程：
(1)10pF≤Cx<10nF S3閉合,，R1=100kΩ， Rx=200kΩ,；
(2)10nF≤Cx<10μF S4閉合,，R1=6．7kΩ，Rx=4．7kΩ,；
(3)1μF≤Cx<10μF S5閉合,，R1=4．7kΩ，Rx=4．7kΩ,；
2．2 單片機
單片機采用的是STC89C52,，其具有功耗低,、抗干擾性強、結構簡單,、易于開發(fā)等優(yōu)點,，且支持在線系統(tǒng)編程，無需編程器,，方便系統(tǒng)的開發(fā)和維護,。
2．3 存儲器
AT24C02是Ateml公司的2kB的存儲器，采用8腳的DIP封裝,，使用方便,。用串行總線和單片機通訊，當電壓最低達到2．5V時,，芯片內的信息可以在斷電的情況下保存40年,。
2．4 液晶顯示
采用128×64的點陣式LCD模塊，可以把各種信息及時顯示在液晶屏上,，方便用戶讀取,，使系統(tǒng)和用戶有良好的人機交互界面，給用戶帶來極大地方便,。顯示的內容主要有所測電阻值,、電容值及其量綱。通過對單片機的控制還可以顯示出最近十次的測量結果,。
2．5 用戶輸入
系統(tǒng)采用的是4×4的矩陣式鍵盤,，方便用戶對系統(tǒng)的控制，使系統(tǒng)功能更加完善,，更加多樣化,，滿足用戶不同的需求。
3 系統(tǒng)軟件設計
本軟件采用結構化程序設計方法和思路,，各功能程序實現(xiàn)模塊化,，增加程序的可讀性。系統(tǒng)軟件的總流程如圖3所示,。
主要的子程序包括頻率測量子程序,、鍵盤掃描子程序和數(shù)據(jù)存取子程序。頻率測量程序是系統(tǒng)軟件的核心,，原理是用一個標準的頻率時鐘去計算被測的頻率,，頻率測量程序流程圖如圖4所示。
鍵盤掃描子程序其流程是打開數(shù)字小鍵盤掃描程序,，使單片機每隔1／128s掃描一次按鍵,，然后將該信息經過單片機的消抖程序進行處理，若檢測到有按鍵按下,，則返回相應的鍵值,。通過內部編寫的程序將返回的鍵值轉換為十六進制數(shù),，便于程序的條件判斷測量電阻和電容所選用的量程。
數(shù)據(jù)存取流程是將每次測量元件類型,、大小參數(shù)寫入AT24C02,，并能夠讀取近十次的測試記錄。若所測元件的次數(shù)大于10次,，按功能鍵則顯示近10次的測量結果,。
4 測試結果及結論
通過對系統(tǒng)的調試，各電阻測量值如下：
通過對測量數(shù)據(jù)的分析,，本系統(tǒng)可以對1Ω～5MΩ范圍內的電阻精確地測量出阻值，并且超出量程時自動發(fā)出報警聲,。各檔測量誤差均≤±5％,。顯示部分的LCD可以明確表示出電阻的測量值和量綱，有效數(shù)字顯示4位,，并且可通過鍵盤調出最近十次的測量結果并顯示出來,。
電容的測試結果如表2所示。
對測試結果進行分析,，本系統(tǒng)對10pF～10μF電容測量較為精確,。各檔測量誤差均在±5％之內。