提要:本设计是把电子元件的集中参数R.C.L转换成频率信号f,然后用单片机计数后再运算求出R.C.L的值,并送显示,即是把模拟量近似转换为数字量(频率f是单片机很容易处理的数字量)。这种数字化处理,一方面便于使仪表实现智能化,另一方面也避免了由于指针读数引起的误差。
一、系统原理与结构
系统框图结构如图1所示。
由单片机选择通道,向模拟开关送两位地址信号,取得振荡频率,然后根据所测频率判断是否转换量程,或是把数据进行处理后,送数码管显示相应的参数值。
二、测量Rx的RC振荡电路
如图2所示,它是一个由555电路构成的多谐振荡器电路。
其振荡周期为:
T=T1+T2=(1n2)(R4+2Rx)C8,故此:Rx=1/[(21n2)C8f]-R4/2为使振荡频率保持在10Hz—100Hz频段(单片机计数的高精度范围),需选择合适的c8和R4值,同时要求电阻功耗不能太大。在第一个量程选择:R4=200Ω.C8=0.22uF;第二个量程选择:R4=20K.C8=1000pF。这样在第一量程中,Rx=100Ω时(下限)f=164kHz;在第二量程中,Rx=1M时(上限)f=714Hz。因为Rc振荡的稳定度可达10的-3次方,而单片机频率最多误差一个脉冲,所以由单片机测量频率值引起的误差在1%以下。量程转换原理为:单片机在第一个频率的记录中发现频率过小,即通过继电器转换量程。再测频率,计算出Rx值。在电路中采用了稳定性良好的独石电容,所以被测电阻的精度可达1%。
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