中心議題：

• 基於脈衝計數法的多量程電阻電容測試儀的設計

解決方案：

• 通過鍵盤選擇不同的量程
• 測試電路采用“脈衝計數法”

文章介紹了一種電阻電容測試儀的設計方法
，該係統以STC89C52單片機為核心，由鍵盤
、液晶顯示器、555等deng器qi件jian組zu成cheng。單dan片pian機ji測ce量liang電dian阻zu和he電dian容rong所suo對dui應ying振zhen蕩dang電dian路lu所suo產chan生sheng的de頻pin率lv值zhi來lai實shi現xian對dui電dian阻zu值zhi和he電dian容rong值zhi的de測ce量liang。係xi統tong測ce試shi結jie果guo在zai液ye晶jing上shang顯xian示shi，用yong戶hu可ke以yi通tong過guo鍵jian盤pan選xuan擇ze不bu同tong的de量liang程cheng，當dang所suo測ce電dian阻zu值zhi或huo電dian容rong值zhi超chao出chu量liang程cheng時shi，係xi統tong會hui自zi動dong報bao警jing。另ling外wai，係xi統tong具ju有you記ji憶yi功gong能neng，方fang便bian用yong戶hu記ji錄lu和he查zha詢xun測ce試shi數shu據ju。

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，但是電路複雜、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“脈衝計數法”設計電阻、電dian容rong測ce試shi儀yi，把ba電dian子zi元yuan件jian的de參can數shu轉zhuan換huan成cheng頻pin率lv信xin號hao，用yong單dan片pian機ji計ji數shu後hou再zai求qiu出chu電dian阻zu或huo電dian容rong值zhi
，而er頻pin率lv是shi單dan片pian機ji很hen容rong易yi處chu理li的de數shu字zi量liang。本ben文wen采cai用yong“脈衝計數法”設計電阻電容測試儀

，此測試儀不僅能克服傳統測試儀的種種弊端，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 係統總體設計

本文設計的電阻電容測試儀的係統結構框架如圖1所示，係統主要由用戶控製端、單片機
、液晶屏、電阻測試模塊
、電容測試模塊

、報(bao)警(jing)器(qi)以(yi)及(ji)其(qi)它(ta)附(fu)加(jia)功(gong)能(neng)模(mo)塊(kuai)等(deng)組(zu)成(cheng)。當(dang)用(yong)戶(hu)需(xu)要(yao)測(ce)量(liang)某(mou)一(yi)電(dian)阻(zu)或(huo)電(dian)容(rong)的(de)值(zhi)時(shi)
，隻(zhi)需(xu)要(yao)把(ba)此(ci)電(dian)阻(zu)或(huo)電(dian)容(rong)放(fang)在(zai)相(xiang)應(ying)的(de)測(ce)試(shi)位(wei)置(zhi)

，選(xuan)擇(ze)好(hao)量(liang)程(cheng)，測(ce)試(shi)儀(yi)即(ji)可(ke)自(zi)動(dong)測(ce)出(chu)其(qi)電(dian)阻(zu)值(zhi)或(huo)電(dian)容(rong)值(zhi)
，並(bing)把(ba)測(ce)試(shi)結(jie)果(guo)顯(xian)示(shi)在(zai)液(ye)晶(jing)屏(ping)上(shang)
，方(fang)便(bian)用(yong)戶(hu)讀(du)取(qu)。另(ling)外(wai)，此(ci)測(ce)試(shi)儀(yi)還(hai)具(ju)有(you)超(chao)出(chu)量(liang)程(cheng)警(jing)示(shi)功(gong)能(neng)和(he)記(ji)憶(yi)功(gong)能(neng)，可(ke)存(cun)儲(chu)最(zui)近(jin)十(shi)次(ci)的(de)測(ce)量(liang)結(jie)果(guo)。
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“脈衝計數法”，電路如圖2所示。

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這裏選擇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(dan)片(pian)機(ji)測(ce)得(de)振(zhen)蕩(dang)輸(shu)出(chu)的(de)頻(pin)率(lv)，計(ji)算(suan)後(hou)即(ji)可(ke)得(de)到(dao)電(dian)阻(zu)和(he)電(dian)容(rong)的(de)值(zhi)。不(bu)同(tong)量(liang)程(cheng)對(dui)應(ying)不(bu)同(tong)的(de)電(dian)路(lu)參(can)數(shu)，利(li)用(yong)開(kai)關(guan)可(ke)方(fang)便(bian)地(di)選(xuan)擇(ze)對(dui)應(ying)不(bu)同(tong)量(liang)程(cheng)的(de)對(dui)應(ying)電(dian)路(lu)。
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、抗幹擾性強、結構簡單、易於開發等優點，且支持在線係統編程，無需編程器
，方便係統的開發和維護。

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LCDmokuai

，keyibagezhongxinxijishixianshizaiyejingpingshang，fangbianyonghuduqu
，shixitongheyonghuyoulianghaoderenjijiaohujiemian
，geiyonghudailaijidadifangbian。xianshideneirongzhuyaoyousuocedianzuzhi、電容值及其量綱。通過對單片機的控製還可以顯示出最近十次的測量結果。

2．5 用戶輸入

係統采用的是4×4的矩陣式鍵盤
，方便用戶對係統的控製，使係統功能更加完善，更加多樣化，滿足用戶不同的需求。

3 係統軟件設計

本軟件采用結構化程序設計方法和思路

，各功能程序實現模塊化
，增加程序的可讀性。係統軟件的總流程如圖3所示。

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主要的子程序包括頻率測量子程序、jianpansaomiaozichengxuheshujucunquzichengxu。pinlvceliangchengxushixitongruanjiandehexin，yuanlishiyongyigebiaozhundepinlvshizhongqujisuanbeicedepinlv，pinlvceliangchengxuliuchengturutu4所示。

鍵盤掃描子程序其流程是打開數字小鍵盤掃描程序，使單片機每隔1／128s掃(sao)描(miao)一(yi)次(ci)按(an)鍵(jian)，然(ran)後(hou)將(jiang)該(gai)信(xin)息(xi)經(jing)過(guo)單(dan)片(pian)機(ji)的(de)消(xiao)抖(dou)程(cheng)序(xu)進(jin)行(xing)處(chu)理(li)，若(ruo)檢(jian)測(ce)到(dao)有(you)按(an)鍵(jian)按(an)下(xia)
，則(ze)返(fan)回(hui)相(xiang)應(ying)的(de)鍵(jian)值(zhi)。通(tong)過(guo)內(nei)部(bu)編(bian)寫(xie)的(de)程(cheng)序(xu)將(jiang)返(fan)回(hui)的(de)鍵(jian)值(zhi)轉(zhuan)換(huan)為(wei)十(shi)六(liu)進(jin)製(zhi)數(shu)
，便(bian)於(yu)程(cheng)序(xu)的(de)條(tiao)件(jian)判(pan)斷(duan)測(ce)量(liang)電(dian)阻(zu)和(he)電(dian)容(rong)所(suo)選(xuan)用(yong)的(de)量(liang)程(cheng)。
數據存取流程是將每次測量元件類型
、大小參數寫入AT24C02，並能夠讀取近十次的測試記錄。若所測元件的次數大於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

通過對係統的調試
，各電阻測量值如下：
通過對測量數據的分析，本係統可以對1Ω～5MΩ範圍內的電阻精確地測量出阻值
，並且超出量程時自動發出報警聲。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，有效數字顯示4位，並且可通過鍵盤調出最近十次的測量結果並顯示出來。
電容的測試結果如表2所示。

對測試結果進行分析
，本係統對10pF～10μF電容測量較為精確。各檔測量誤差均在±5％之內。