基于脉冲计数法的多量程电阻电容测试仪的设计

　　0 引言

　　常用的测量电阻和电容的方法主要有纯模拟电路法、PLC法。采用纯模拟电路法设计电阻电容测试仪，可以避免编程的麻烦，但是电路复杂、灵活性差、测量精度低;采用PLC法设计的电阻电容测试仪速度快、体积小、可靠性和精度好，但是价格昂贵。采用“脉冲计数法”设计电阻、电容测试仪，把电子元件的参数转换成频率信号，用单片机计数后再求出电阻或电容值，而频率是单片机很容易处理的数字量。本文采用“脉冲计数法”设计电阻电容测试仪，此测试仪不仅能克服传统测试仪的种种弊端，而且增设了记忆功能和警示信号功能，使测试仪更加智能化。

　　1 系统总体设计

　　本文设计的电阻电容测试仪的系统结构框架如图1所示，系统主要由用户控制端、单片机、液晶屏、电阻测试模块、电容测试模块、报警器以及其它附加功能模块等组成。当用户需要测量某一电阻或电容的值时，只需要把此电阻或电容放在相应的测试位置，选择好量程，测试仪即可自动测出其电阻值或电容值，并把测试结果显示在液晶屏上，方便用户读取。另外，此测试仪还具有超出量程警示功能和记忆功能，可存储最近十次的测量结果。

　　2 各功能模块介绍

　　2.1 电阻和电容测试电路

　　测试电路采用“脉冲计数法”，电路如图2所示。

　　这里选择NE555N作为多谐振荡电路的核心元件构成振荡电路，当振荡电路中的测试电阻和电容不同时，振荡频率也会不同，多谐振荡器振荡周期为：

　　单片机测得振荡输出的频率，计算后即可得到电阻和电容的值。不同量程对应不同的电路参数，利用开关可方便地选择对应不同量程的对应电路。

　　测量电阻分为两个量程：

　　(1)1Ω≤Rx<2kΩ S1闭合，R1=330Ω，Cx=0.2μF;

　　(2)2kΩ≤Rx<5MΩ S2闭合，R1=20Ω，Cx=10nF。

　　测量电容分为三个量程：

　　(1)10pF≤Cx<10nF S3闭合，R1=100kΩ， Rx=200kΩ;

　　(2)10nF≤Cx<10μF S4闭合，R1=6.7kΩ，Rx=4.7kΩ;

　　(3)1μF≤Cx<10μF S5闭合，R1=4.7kΩ，Rx=4.7kΩ;

　　2.2 单片机

　　单片机采用的是STC89C52，其具有功耗低、抗干扰性强、结构简单、易于开发等优点，且支持在线系统编程，无需编程器，方便系统的开发和维护。

　　2.3 存储器

　　AT24C02是Ateml公司的2kB的存储器，采用8脚的DIP封装，使用方便。用串行总线和单片机通讯，当电压最低达到2.5V时，芯片内的信息可以在断电的情况下保存40年。