51單片機的RLC自動測量電路+程序設計

ID:465223 · 發表于 2019-3-12 16:46

普渡眾生哈哈哈，交流交流，（5元買的，大家有積分就闊以下載哦）
傳統的RLC參數測量的方法種類很多，例如：直接用歐姆表測量電阻，或者對電阻兩端施加一定的電壓，利用電流表測得流過的電流值，再按照歐姆定理計算出電阻值；而對電感或電容的測試采用測量阻抗角和負阻抗，然后利用數學公式計算出電容和電抗的參數。此外還可以采用過渡過程分析方法，此方法用于計算含有儲能元器件L、C的電路的時間常數，因研究的是一個電路從一個穩態過渡到另一個穩態，此方法涉及到初始值穩態值等數據。算出時間常數，由于電路中使用已知的固定的電阻，所以可以通過公式，計算得出電抗參數。在要求測試準確度高的情況下還可以采用交流電橋法，通過調整已知參數使得電橋達到平衡，讀出電感或電容值。以上方法必須采用手工操作，而且有些方法需要測量多個數據，再進行人工計算，準確度不大，且太費時費力。在這種情況下，數字式的RLC測量儀應運而生。

電路原理圖如下：

單片機源程序如下:

#include <reg51.h>
#include"lcd.h"
#include <stdio.h>
/*******************************************************************/
/*宏定義特征值
/******************************************************************/
#define RS_1 4078852 //特征值 //328852 通過文獻中的公式計算出的值
#define RS_2 60134752 //72134752
#define CS_1 45067376 //36067376
#define CS_2 8208983 //48089834
#define LS 545077 //445077 通過示波器測220uh，顯示的頻率反推出的值
/*******************************************************************/
/*I/O口申明
/******************************************************************/
sbit A1 = P2^0; //模擬開關地址位
sbit B1 = P2^1;
sbit kr = P2^2; //電阻擋
sbit kc = P2^3; //電容擋
sbit kl = P2^4; //按鍵 //電感擋
sbit sr = P1^0; //繼電器1 控制電阻換擋
sbit sc = P1^1; //繼電器 //繼電器2 控制電容換擋
/*******************************************************************/
/*變量定義
/******************************************************************/
uint tval = 0,f = 0,sr_f = 0,sc_f = 0,ft = 0,ff = 0; //tval測量值，f元件標志位，sr_f電阻繼電器標志位，Sc_f電容繼電器標志位,頻率標志位
unsigned long rs = RS_1,cs = CS_1,ls=LS,value = 0; //特征值初始化
/*********************************************************************/
/*子函數定義
/********************************************************************/
/****************************************/
/* 函數名：unsigned int read()
/* 功能：讀取計數器中的值
/* 輸入：無
/* 輸出：計數器中的數值
/****************************************/
uint read(){
uchar tl,th1,th2;
uint val;
while(1){
th1=TH0;
tl=TL0;
th2=TH0;
if(th1==th2) //保證MCU計數器工作正常
break;
}
val=(th1<<8)+tl;
return val;
}
/****************************************/
/* 函數名：unsigned int LcdDisplayInt(unsigned int num)
/* 功能：打印數字
/* 輸入：數值
/* 輸出：LCD打印INT數字
/****************************************/
unsigned int LcdDisplayLong(unsigned long num){
unsigned char buff[11]=NULL;
unsigned int len,i;
len = sprintf(buff,"%ld",num);
for(i=0;i<len;i++){
LcdWriteData(buff[i]);
}
return 1;
}
/****************************************/
/* 函數名： void measure_R()
/* 功能：測量R
/* 輸入：特征值
/* 輸出：電阻值
/****************************************/
unsigned long measure_R(uint fx,unsigned long rs){
unsigned long R = 0,fr=0;
fr=ff*65535+fx;
ff=0;
if(fr != 0) R=rs/fr-110;
return R;
}
/****************************************/
/* 函數名： void measure_C()
/* 功能：測量C
/* 輸入：特征值
/* 輸出：電容值
/****************************************/
unsigned long measure_C(uint fx,unsigned long cs){
unsigned long C = 0,fc=0;
fc=ff*65535+fx;
ff=0;
if(fc != 0) C=cs/fc;
return C;
}
/****************************************/
/* 函數名： void measure_L()
/* 功能：測量L
/* 輸入：特征值
/* 輸出：電感值
/****************************************/
unsigned long measure_L(uint fx,unsigned long ls){
unsigned long L = 0,L1 = 0,fl = 0;
fl=ff*65535+fx;
ff=0;
if(fl != 0){ L1=ls/fl;L=L1*L1;}
return L;
}
/****************************************/
/* 函數名： detection()
/* 功能：按鍵檢測
/* 輸入：無
/* 輸出：無
/****************************************/
void detection(){
//按鍵檢測 0為電阻 1為電電容 2為電感
if(kr == 0) { f = 0; A1 = 0;B1 = 0;}
else if(kc == 0) { f = 1; A1 = 0;B1 = 1;}
else if(kl == 0) { f = 2; A1 = 1;B1 = 0;}
}
/****************************************/
/* 函數名： measure()
/* 功能：測量
/* 輸入：無
/* 輸出：無
/****************************************/
void measure(){
switch (f){
case 0: //電阻測量
LcdWriteData('R');
LcdWriteData(':');
//電阻換擋
value = measure_R(tval,rs);
if(value >= 1000 && sr_f == 0) {
sr = 1;
rs = RS_2;
sr_f = 1;
}
else if(value < 1000 && sr_f == 1){
sr = 0;
rs = RS_1;
sr_f = 0;
}
value = measure_R(tval,rs);
// LcdDisplayLong(sr_f); //顯示檔位
// LcdWriteData(':');
break;
case 1: //電容測量
LcdWriteData('C');
LcdWriteData(':');
value = measure_C(tval,cs);
//電容換擋
if(value < 1000 && sc_f == 0){
sc = 1 ;
cs = CS_2;
sc_f = 1;
}
else if(value >= 1000 && sc_f == 1){
sc = 0;
cs = CS_1;
sc_f = 0;
}
value = measure_C(tval,cs);
break;
case 2: //電感測量
LcdWriteData('L');
LcdWriteData(':');
value = measure_L(tval,ls);
break;
default:
break;
}
}
/****************************************/
/* 函數名： unit()
/* 功能：顯示單位
/* 輸入：無
/* 輸出：無
/****************************************/
void unit(){
switch (f){
case 0:
LcdWriteData(' ');
LcdWriteData('O');
LcdWriteData('H');
LcdWriteData('M');
break;
case 1:
LcdWriteData(' ');
LcdWriteData('P');
LcdWriteData('F');
break;
case 2:
LcdWriteData(' ');
LcdWriteData('U');
LcdWriteData('H');
break;
default:
break;
}
}
/****************************************/
/* 函數名：Init()
/* 功能：初始化
/* 輸入：無
/* 輸出：無
/****************************************/
void Init(){
TMOD = 0x15; //設置計數器和計時器1的工作模式
//Falg初始化
f = 0;
//配置中斷
EA = 1;
ET0 = 1;
ET1 = 1;
//初始化計數器
TH0 = 0;
TL0 = 0;
TR0 = 1;
//初始化定時器
TH1 = (65536-45782)/256;
TL1 = (65536-45782)%256;
TR1 = 1;
//初始化開關
A1 = 0;
B1 = 0;
//初始化繼電器
sr = 0;
sc = 0;
}
/*********************************************************************/
/*主函數
/********************************************************************/
/****************************************/
/* 函數名：void main()
/* 功能：主函數
/* 輸入：無
/* 輸出：無
/****************************************/
void main(){
//延時以便增加電路穩定
Lcd1602_Delay1ms(1000);
Lcd1602_Delay1ms(1000);
LcdInit();
Init();
//=======初始化完成=======
//主循環
while(1){
detection(); //按鍵檢測
//屏幕顯示
Lcd1602_Delay1ms(1000); //延時1S
LcdWriteCom(0x01); //清屏
LcdWriteCom(0x80); //設置指針起點
measure(); //測量
LcdDisplayLong(value); //顯示值
unit(); //顯示單位
}
}
/*********************************************************************/
/*中斷子函數
/********************************************************************/
/****************************************/
……………………
…………限于本文篇幅余下代碼請從51黑下載附件…………

復制代碼

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2.電路城資料.rar (327.8 KB, 下載次數: 128)

ID:1 · 發表于 2019-3-16 02:25

好資料，51黑有你更精彩!!!

ID:135915 · 發表于 2019-3-16 11:56

很好，贊

ID:491577 · 發表于 2019-3-16 12:26

這個只是適合學習用，了解一下LRC測量原理是可以的，實用誤差太大。真正LRC測量重點在模擬電路部分，準確度是由模擬電路來保證的，單片機只是計算，顯示而已。

ID:465223 · 發表于 2019-3-23 10:29

hhh402 發表于 2019-3-16 12:26
這個只是適合學習用，了解一下LRC測量原理是可以的，實用誤差太大。真正LRC測量重點在模擬電路部分，準確度 ...

說得對，這個只是一個原理，要是高精度的話那肯定需要做出很大的改進的

ID:380985 · 發表于 2019-4-7 18:13

好資料

ID:465223 · 發表于 2019-4-16 16:42

hhh402 發表于 2019-3-16 12:26
這個只是適合學習用，了解一下LRC測量原理是可以的，實用誤差太大。真正LRC測量重點在模擬電路部分，準確度 ...

這個有一個可以調節誤差的參數，但是需要程序上分類討論，可能很麻煩，但是確實是一種改進誤差的方法

ID:511461 · 發表于 2019-8-7 21:32

精度能達到多少

ID:741786 · 發表于 2020-4-30 15:48

過的
下順德區

ID:626187 · 發表于 2020-11-20 14:33

請問這個電阻、電容的換擋測量范圍是多少？

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