标题: 51单片机的RLC自动测量电路+程序设计 [打印本页]

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作者: 你眼中的明明    时间: 2019-3-12 16:46
标题: 51单片机的RLC自动测量电路+程序设计
普渡众生哈哈哈，交流交流，（5元买的，大家有积分就阔以下载哦）
传统的RLC参数测量的方法种类很多，例如：直接用欧姆表测量电阻，或者对电阻两端施加一定的电压，利用电流表测得流过的电流值，再按照欧姆定理计算出电阻值；而对电感或电容的测试采用测量阻抗角和负阻抗，然后利用数学公式计算出电容和电抗的参数。此外还可以采用过渡过程分析方法，此方法用于计算含有储能元器件L、C的电路的时间常数，因研究的是一个电路从一个稳态过渡到另一个稳态，此方法涉及到初始值稳态值等数据。算出时间常数，由于电路中使用已知的固定的电阻，所以可以通过公式，计算得出电抗参数。在要求测试准确度高的情况下还可以采用交流电桥法，通过调整已知参数使得电桥达到平衡，读出电感或电容值。以上方法必须采用手工操作，而且有些方法需要测量多个数据，再进行人工计算，准确度不大，且太费时费力。在这种情况下，数字式的RLC测量仪应运而生。

电路原理图如下：


单片机源程序如下:

1. #include <reg51.h>
   
2. #include"lcd.h"
   
3. #include <stdio.h>                                          
   
4. /*******************************************************************/
   
5. /*宏定义 特征值
   
6. /******************************************************************/
   
7. #define RS_1 4078852                  //特征值  //328852   通过文献中的公式计算出的值
   
8. #define RS_2 60134752                                        //72134752
   
9. #define CS_1 45067376                                    //36067376
   
10. #define CS_2 8208983                                    //48089834
    
11. #define LS   545077                                            //445077 通过示波器测220uh，显示的频率反推出的值
    
12. /*******************************************************************/
    
13. /*I/O口申明
    
14. /******************************************************************/
    
15. sbit A1 = P2^0;                                  //模拟开关地址位
    
16. sbit B1 = P2^1;                              
    
17. 
    
18. sbit kr        = P2^2;                                  //电阻挡
    
19. sbit kc = P2^3;                                  //电容挡
    
20. sbit kl = P2^4;           //按键          //电感挡
    
21. 
    
22. sbit sr = P1^0;                                  //继电器1 控制电阻换挡
    
23. sbit sc = P1^1;           //继电器          //继电器2 控制电容换挡
    
24. /*******************************************************************/
    
25. /*变量定义
    
26. /******************************************************************/
    
27. uint tval = 0,f = 0,sr_f = 0,sc_f = 0,ft = 0,ff = 0;  //tval测量值，f元件标志位，sr_f电阻继电器标志位，Sc_f电容继电器标志位,频率标志位
    
28. unsigned long rs = RS_1,cs = CS_1,ls=LS,value = 0;   //特征值初始化
    
29. 
    
30. /*********************************************************************/
    
31. /*子函数定义
    
32. /********************************************************************/
    
33. 
    
34. /****************************************/
    
35. /* 函数名：unsigned int read()
    
36. /* 功能：  读取计数器中的值
    
37. /* 输入： 无
    
38. /* 输出： 计数器中的数值
    
39. /****************************************/
    
40. uint read(){
    
41.         uchar tl,th1,th2;
    
42.         uint val;
    
43.         while(1){
    
44.                 th1=TH0;
    
45.                 tl=TL0;
    
46.                 th2=TH0;                        
    
47.                 if(th1==th2)                          //保证MCU计数器工作正常
    
48.                         break;
    
49.         }
    
50.         val=(th1<<8)+tl;                          
    
51.         return val;
    
52. }
    
53. /****************************************/
    
54. /* 函数名：unsigned int LcdDisplayInt(unsigned int num)
    
55. /* 功能：  打印数字
    
56. /* 输入： 数值
    
57. /* 输出：LCD打印INT数字
    
58. /****************************************/
    
59. unsigned int LcdDisplayLong(unsigned long num){
    
60.         unsigned char buff[11]=NULL;
    
61.         unsigned int len,i;
    
62.         len = sprintf(buff,"%ld",num);
    
63.         for(i=0;i<len;i++){
    
64.                 LcdWriteData(buff[i]);        
    
65.         }
    
66.         return 1;
    
67. }
    
68. /****************************************/
    
69. /* 函数名：        void measure_R()
    
70. /* 功能： 测量R
    
71. /* 输入： 特征值
    
72. /* 输出：  电阻值
    
73. /****************************************/
    
74. unsigned long measure_R(uint fx,unsigned long rs){
    
75.    unsigned long R = 0,fr=0;
    
76.    fr=ff*65535+fx;
    
77.    ff=0;
    
78.    if(fr != 0) R=rs/fr-110;        
    
79.    return R;
    
80. }
    
81. /****************************************/
    
82. /* 函数名：        void measure_C()
    
83. /* 功能： 测量C
    
84. /* 输入： 特征值
    
85. /* 输出： 电容值
    
86. /****************************************/
    
87. unsigned long measure_C(uint fx,unsigned long cs){
    
88.    unsigned long C = 0,fc=0;
    
89.    fc=ff*65535+fx;
    
90.    ff=0;
    
91.    if(fc != 0) C=cs/fc;
    
92.    return C;
    
93. }
    
94. /****************************************/
    
95. /* 函数名：        void measure_L()
    
96. /* 功能： 测量L
    
97. /* 输入： 特征值
    
98. /* 输出： 电感值
    
99. /****************************************/
    
100. unsigned long measure_L(uint fx,unsigned long ls){
     
101.    unsigned long L = 0,L1 = 0,fl = 0;
     
102.    fl=ff*65535+fx;
     
103.    ff=0;
     
104.    if(fl != 0){ L1=ls/fl;L=L1*L1;}
     
105.    return L;
     
106. }
     
107. /****************************************/
     
108. /* 函数名：        detection()
     
109. /* 功能： 按键检测
     
110. /* 输入： 无
     
111. /* 输出： 无
     
112. /****************************************/
     
113. void detection(){
     
114.         //按键检测         0为电阻 1为电电容 2为电感
     
115.         if(kr == 0)                         { f = 0; A1 = 0;B1 = 0;}
     
116.         else if(kc == 0)                 { f = 1; A1 = 0;B1 = 1;}        
     
117.         else if(kl == 0)                 { f = 2; A1 = 1;B1 = 0;}                                                
     
118. }
     
119. /****************************************/
     
120. /* 函数名：        measure()
     
121. /* 功能： 测量
     
122. /* 输入： 无
     
123. /* 输出： 无
     
124. /****************************************/
     
125. void measure(){
     
126.         switch (f){
     
127.                 case 0:         //电阻测量
     
128.                                 LcdWriteData('R');
     
129.                                 LcdWriteData(':');
     
130.                                 //电阻换挡
     
131.                                 value = measure_R(tval,rs);
     
132.                                 if(value >= 1000 && sr_f == 0) {
     
133.                                         sr = 1;
     
134.                                         rs = RS_2;
     
135.                                         sr_f = 1;
     
136.                                 }
     
137.                                 else if(value < 1000 && sr_f == 1){
     
138.                                         sr = 0;
     
139.                                         rs = RS_1;
     
140.                                         sr_f = 0;
     
141.                                 }
     
142.                                 value = measure_R(tval,rs);
     
143.                         //        LcdDisplayLong(sr_f);                                 //显示档位
     
144.                         //        LcdWriteData(':');
     
145.                                 break;
     
146. 
     
147.                 case 1:         //电容测量
     
148.                                 LcdWriteData('C');
     
149.                                 LcdWriteData(':');
     
150.                                 value = measure_C(tval,cs);
     
151.                                 //电容换挡
     
152.                                 if(value < 1000 && sc_f == 0){
     
153.                                         sc = 1 ;
     
154.                                         cs = CS_2;
     
155.                                         sc_f = 1;
     
156.                                 }
     
157.                                 else if(value >= 1000 && sc_f == 1){
     
158.                                         sc = 0;
     
159.                                         cs = CS_1;
     
160.                                         sc_f = 0;
     
161.                                 }
     
162.                                 value = measure_C(tval,cs);
     
163.                                 break;
     
164. 
     
165.                 case 2:        //电感测量
     
166.                                 LcdWriteData('L');
     
167.                                 LcdWriteData(':');
     
168.                                 value = measure_L(tval,ls);
     
169.                                 break;
     
170. 
     
171.                                 default:
     
172.                                 break;
     
173.                         }
     
174. }
     
175. /****************************************/
     
176. /* 函数名：        unit()
     
177. /* 功能：显示单位
     
178. /* 输入： 无
     
179. /* 输出： 无
     
180. /****************************************/
     
181. void unit(){
     
182.         switch (f){
     
183.                 case 0:
     
184.                                 LcdWriteData(' ');
     
185.                                 LcdWriteData('O');
     
186.                                 LcdWriteData('H');
     
187.                                 LcdWriteData('M');
     
188.                                 break;
     
189. 
     
190.                 case 1:
     
191.                                 LcdWriteData(' ');
     
192.                                 LcdWriteData('P');
     
193.                                 LcdWriteData('F');
     
194.                                 break;
     
195. 
     
196.                 case 2:
     
197.                                 LcdWriteData(' ');
     
198.                                 LcdWriteData('U');
     
199.                                 LcdWriteData('H');
     
200.                                 break;
     
201. 
     
202.                                 default:
     
203.                                 break;
     
204.         }
     
205. }
     
206. /****************************************/
     
207. /* 函数名：Init()
     
208. /* 功能：初始化
     
209. /* 输入： 无
     
210. /* 输出： 无
     
211. /****************************************/
     
212. void Init(){
     
213.         TMOD = 0x15;                                        //设置计数器和计时器1的工作模式
     
214.         //Falg初始化
     
215.         f = 0;
     
216.         //配置中断
     
217.         EA = 1;
     
218.         ET0 = 1;
     
219.         ET1 = 1;
     
220.         //初始化计数器
     
221.         TH0 = 0;
     
222.         TL0 = 0;
     
223.         TR0 = 1;
     
224.         //初始化定时器
     
225.         TH1 = (65536-45782)/256;
     
226.         TL1 = (65536-45782)%256;
     
227.         TR1 = 1;
     
228.         //初始化开关
     
229.         A1 = 0;
     
230.         B1 = 0;
     
231.         //初始化继电器
     
232.         sr = 0;
     
233.         sc = 0;
     
234. }
     
235. 
     
236. /*********************************************************************/
     
237. /*主函数
     
238. /********************************************************************/
     
239. 
     
240. /****************************************/
     
241. /* 函数名：void main()
     
242. /* 功能： 主函数
     
243. /* 输入： 无
     
244. /* 输出： 无
     
245. /****************************************/
     
246. void main(){
     
247.         //延时以便增加电路稳定
     
248.         Lcd1602_Delay1ms(1000);
     
249.         Lcd1602_Delay1ms(1000);
     
250.            LcdInit();
     
251.     Init();
     
252.         //=======初始化完成=======
     
253.                
     
254.         //主循环
     
255.         while(1){
     
256.                 detection();        //按键检测
     
257.                 //屏幕显示
     
258.                 Lcd1602_Delay1ms(1000);                //延时1S
     
259.                 LcdWriteCom(0x01);                        //清屏
     
260.                 LcdWriteCom(0x80);                        //设置指针起点
     
261.                 measure();                                        //测量
     
262.                 LcdDisplayLong(value);                //显示值
     
263.                 unit();                                                //显示单位               
     
264.         }
     
265. 
     
266. }
     
267. 
     
268. /*********************************************************************/
     
269. /*中断子函数
     
270. /********************************************************************/
     
271. 
     
272. /****************************************/
     
273. ……………………
     
274. 
     
275. …………限于本文篇幅 余下代码请从51黑下载附件…………
     

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作者: admin    时间: 2019-3-16 02:25
好资料，51黑有你更精彩!!!

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作者: troy2    时间: 2019-3-16 11:56
很好，赞

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作者: hhh402    时间: 2019-3-16 12:26
这个只是适合学习用，了解一下LRC测量原理是可以的，实用误差太大。真正LRC测量重点在模拟电路部分，准确度是由模拟电路来保证的，单片机只是计算，显示而已。

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作者: 你眼中的明明    时间: 2019-3-23 10:29

hhh402 发表于 2019-3-16 12:26
这个只是适合学习用，了解一下LRC测量原理是可以的，实用误差太大。真正LRC测量重点在模拟电路部分，准确度 ...

说得对，这个只是一个原理，要是高精度的话那肯定需要做出很大的改进的

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作者: 18239311863    时间: 2019-4-7 18:13
好资料

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作者: 你眼中的明明    时间: 2019-4-16 16:42

hhh402 发表于 2019-3-16 12:26
这个只是适合学习用，了解一下LRC测量原理是可以的，实用误差太大。真正LRC测量重点在模拟电路部分，准确度 ...

这个有一个可以调节误差的参数，但是需要程序上分类讨论，可能很麻烦，但是确实是一种改进误差的方法

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作者: aaaaaa。    时间: 2019-8-7 21:32
精度能达到多少

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作者: 99990440    时间: 2020-4-30 15:48
过的
下顺德区

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作者: 区善熙    时间: 2020-11-20 14:33
请问这个电阻、电容的换挡测量范围是多少？

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