一種數字電阻電容表的製作方法
2023-09-22 17:54:50 2
一種數字電阻電容表的製作方法
【專利摘要】一種數字電阻電容表，由多諧振蕩電路、單片機電路、LED顯示電路和電源電路組成，其連接關係如附圖所示。採用CD40106集成電路設計的多諧振蕩電路，將電阻和電容的測量轉換為對CD40106集成電路輸出的方波信號頻率的測量，利用AT89C2051單片機進行數據採集和處理，並驅動四位LED數碼管顯示被測電阻或電容的測量值，用78L05三端固定集成穩壓器供電，電阻的測量範圍為0～20MΩ，電容的測量範圍為0～2000μF。其積極效果在於：測量精度高、量程寬、功能強、體積小、功耗低、讀數方便、工作可靠、價格便宜。
【專利說明】—種數字電阻電容表
【技術領域】
[0001]本發明涉及電子測量儀器【技術領域】，具體涉及一種數字電阻電容表。
【背景技術】
[0002]電阻和電容是電子產品中最常用的電子元器件，在電子產品的生產、檢測和維修中，經常需要測量電阻和電容的值。傳統的電阻和電容的測量方法有伏安法、諧振法和電橋法。伏安法測量步驟多，存在固有的方法誤差；諧振法測量電路簡單，速度快，精度低；電橋法測量精度高，速度慢。數字電路技術和集成電路技術的飛速發展，給電阻和電容的數位化測量提供了很好的條件。用單片機製作的數字電阻電容表，具有測量精度高，讀數方便等優點，可廣泛用於電子產品的生產、檢測和維修中電阻和電容的測量。
【發明內容】
[0003]為解決現有電阻電容表的不足，本發明公開一種數字電阻電容表。該數字電阻電容表採用CD40106集成電路設計的多諧振蕩電路，將電阻和電容的測量轉換為對CD40106集成電路輸出的方波信號頻率的測量，利用AT89C2051單片機進行數據採集和處理，並驅動四位LED數碼管顯示被測電阻或電容的測量值，用78L05三端固定集成穩壓器供電，電阻的測量範圍為O?20ΜΩ，電容的測量範圍為O?2000 μ F。
[0004]為實現上述目的，本發明採用如下技術方案:本發明由多諧振蕩電路、單片機電路、LED顯示電路和電源電路組成。多諧振蕩電路的CD40106集成電路的I腳接功能轉換開關Κ1-1，2、3腳接功能轉換開關Κ1-2，4腳接AT89C2051單片機的Ρ3.2端。單片機電路的AT89C2051單片機的Pl.0?Pl.6端接LED顯示電路的筆劃驅動a?g端，Pl.7端接LED顯示電路的dp端，P3.0、Ρ3.1、Ρ3.3、Ρ3.4端分別接LED顯示電路的1、2、3、4端，P3.5、Ρ3.7端分別接多諧振蕩電路的功能轉換開關Kl-1的C端和R端。電源電路的輸入端接交流市電，輸出端接多諧振蕩電路、單片機電路和LED顯示電路的電源輸入端。
[0005]本發明的積極效果在於:測量精度高、量程寬、功能強、體積小、功耗低、讀數方便、工作可靠、價格便宜。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0006]圖1為本發明的結構方框圖。
[0007]圖2為本發明的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0008]如附圖1所示，本發明採用如下技術方案:本發明由多諧振蕩電路、單片機電路、LED顯示電路和電源電路組成。多諧振蕩電路的⑶40106集成電路的I腳接功能轉換開關Κ1-1，2、3腳接功能轉換開關Kl-2，4腳接AT89C2051單片機的Ρ3.2端。單片機電路的AT89C2051單片機的Pl.0?Pl.6端接LED顯示電路的筆劃驅動a?g端，Pl.7端接LED顯示電路的dp端，Ρ3.0、Ρ3.1、Ρ3.3、Ρ3.4端分別接LED顯示電路的1、2、3、4端，P3.5、Ρ3.7端分別接多諧振蕩電路的功能轉換開關Kl-1的C端和R端。電源電路的輸入端接交流市電，輸出端接多諧振蕩電路、單片機電路和LED顯示電路的電源輸入端。
[0009]如附圖2所示。
[0010]多諧振蕩電路在測量電阻時是由⑶40106集成電路1、2之間的施密特觸發器，夕卜接電容CK，功能轉換開關Kl，量程轉換開關K2和被測電阻Rx組成的多諧振蕩電路。其振蕩頻率A = 0.8075/RxCK，則Rx = 0.8075//KCK。CD40106集成電路2腳輸出的方波信號經3、4腳之間的施密特觸發器緩衝後從4腳輸出。當Ck 一定時，將電阻的測量轉換為對CD40106集成電路4腳輸出的方波信號頻率的測量。經AT89C2051單片機採集換算成Rx，並驅動LED顯示電路即可顯示Rx的測量值。
[0011]多諧振蕩電路在測量電容時是由CD40106集成電路1、2之間的施密特觸發器，夕卜接電阻I功能轉換開關Kl，量程轉換開關K3和被測電容Cr組成的多諧振蕩電路。其振蕩頻率尺=0.8075/RcCx,則Cr = 0.8075//cRc。CD40106集成電路2腳輸出的方波信號經3、4腳之間的施密特觸發器緩衝後從4腳輸出。當R。一定時，將電容的測量轉換為對CD40106集成電路4腳輸出的方波信號頻率的測量。經AT89C2051單片機採集換算成Cr，並驅動LED顯示電路即可顯示Cx的測量值。
[0012]功能轉換開關Kl為雙刀雙擲開關，用於測量電阻或測量電容的功能轉換，K2為單刀三擲開關用於測量電阻時的量程轉換，測量電阻設計的三個量程為:0?2000Ω、0?2000ΚΩ、0?20ΜΩ。K3為單刀三擲開關用於測量電容時的量程轉換，測量電容設計的三個量程為:0 ?2000pF、0 ?2000nF、0 ?2000 μ F。
[0013]單片機電路由AT89C2051單片機，電阻R1，電容C1、C2、C3，晶振Xl和按鈕開關K4組成。AT89C2051是一款低電壓、高性能CMOS 8位單片機，工作電壓2.6?6V，工作頻率O?24MHz,內含128X8位SRAM和2KB可重複編程Flash存儲器，2個16位定時器TO和Tl，5個中斷源，一個串行口，15條雙口可編程I/O 口線。
[0014]AT89C2051的I腳是復位端，兩個機器周期高電平復位。R1、Cl和K4組成單片機的復位電路。接通電源時，5V電源給Cl充電，由於Cl兩端的電壓不能突變，I腳為高電平，單片機復位，同時Cl兩端的電壓不斷增加，當Cl兩端的電壓增加到5V時，充電結束，I腳電壓為0，單片機進入正常工作狀態。按鈕開關K4是手動復位按鍵，按下K4時，I腳為高電平，單片機進入復位狀態，鬆開K4時，I腳為低電平，單片機退出復位狀態。AT89C2051的4腳、5腳外部的晶振XI，電容C2、C3與內部電路組成時鐘振蕩電路，C2、C3為微調電容。P3.2為信號輸入端，與CD40106集成電路輸出端4腳相接。P3.5和P3.7用於測量電阻或測量電容的功能鑑別。
[0015]LED顯示電路由電阻R2?R9和數碼管DSl?DS4組成。R2?R9為Pl.0?Pl.7端的上拉電阻，DSl?DS4採用共陰LED數碼管，各位段選線並聯，採用動態掃描顯示方式，用軟體對字形碼解碼。單片機的P3.0、P3.1、P3.3、P3.4端用於四個數碼管的動態掃描位驅動碼輸出，Pl.0?Pl.6端用於數碼顯示的七段筆劃字形碼的輸出，Pl.7端用於數碼顯示的小數點的輸出。單片機依次發出段選碼和對應位LED數碼管的位選碼，實現被測電阻或電容器測量值的動態掃描顯示。
[0016]電源電路由降壓變壓器TI，二極體D1、D2，濾波電容C4、C5、C6，三端固定集成穩壓器78L05組成。可將220V的交流電整流、濾波、穩壓得到5V穩定的直流電壓，為數字電阻電容表供電。
[0017]本發明設計的數字電阻電容表，電阻的測量範圍為O?20H，電容的測量範圍為O?2000 μ F，電阻和電容測量的各檔誤差均小於0.5%，整機功耗小於2W。測量精度高、量程寬、功能強、體積小、功耗低、讀數方便、工作可靠、價格便宜，擁有廣闊的市場前景。
【權利要求】
1.一種數字電阻電容表，其特徵是:它由多諧振蕩電路、單片機電路、LED顯示電路和電源電路組成；多諧振蕩電路的CD40106集成電路的I腳接功能轉換開關Kl-1，2、3腳接功能轉換開關Κ1-2，4腳接AT89C2051單片機的Ρ3.2端；單片機電路的AT89C2051單片機的Pl.0?Pl.6端接LED顯示電路的筆劃驅動a?g端，Pl.7端接LED顯示電路的dp端，P3.0、Ρ3.1、Ρ3.3、Ρ3.4端分別接LED顯示電路的1、2、3、4端，P3.5、P3.7端分別接多諧振蕩電路的功能轉換開關Kl-1的C端和R端；電源電路的輸入端接交流市電，輸出端接多諧振蕩電路、單片機電路和LED顯示電路的電源輸入端。
2.根據權利要求1所述的一種數字電阻電容表，其特徵是:多諧振蕩電路在測量電阻時是由CD40106集成電路1、2之間的施密特觸發器，外接電容Ck，功能轉換開關K1，量程轉換開關K2和被測電阻Rx組成的多諧振蕩電路。
3.根據權利要求1所述的一種數字電阻電容表，其特徵是:多諧振蕩電路在測量電容時是由CD40106集成電路1、2之間的施密特觸發器，外接電阻R。，功能轉換開關K1，量程轉換開關K3和被測電容Cr組成的多諧振蕩電路。
4.根據權利要求1所述的一種數字電阻電容表，其特徵是:功能轉換開關Kl為雙刀雙擲開關，用於測量電阻或測量電容的功能轉換；K2為單刀三擲開關，用於測量電阻時的量程轉換；Κ3為單刀三擲開關，用於測量電容時的量程轉換。
5.根據權利要求1所述的一種數字電阻電容表，其特徵是:單片機電路由AT89C2051單片機，電阻Rl，電容Cl、C2、C3，晶振Xl和按鈕開關Κ4組成。
6.根據權利要求1所述的一種數字電阻電容表，其特徵是:LED顯示電路由電阻R2?R9和數碼管DSl?DS4組成；R2?R9為Pl.0?Pl.7端的上拉電阻，DSl?DS4採用共陰LED數碼管，各位段選線並聯，採用動態掃描顯示方式。
7.根據權利要求1所述的一種數字電阻電容表，其特徵是:電源電路由降壓變壓器Tl，二極體Dl、D2，濾波電容C4、C5、C6，三端固定集成穩壓器78L05組成。
【文檔編號】G01R27/02GK104049145SQ201410296842
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年6月28日 優先權日:2014年6月28日
【發明者】張新安 申請人:張新安