摘要:本万用表通过采集电压值与频率值等物理量反推出相应的电阻、电容、电感以及频率值,利用DDS芯片发生任意频率波形,采用STC89C52通过外部按键选择与设置系统的工作状态,外部各个开关配合使表笔选通不同硬件电路从而产生相应元件的电压或频率信号供软件处理,外设12864液晶屏显示系统工作结果,可实现结果的调回。
关键词:万用电表;STC89C52;波形发生器
1 工作原理
万用表是电气、电子行业中常用的仪器之一,本文通过对MCS-51单片机进行电路及软件开发,实现电阻、电感、电容的精确测量,同时利用DDS芯片发生任意频率波形。其系统整体结构框图如图1所示。
单片机取得按键值,从而判断工作模式,具体测量不同类型由硬件或软件选通相应电路。
电阻:被测电阻与内部已知电阻串联,测其公共端电压与两电阻总电压。
电容:采用被测电阻与内部已知电阻构成RC CMOS振荡器,记录其频率通过C=l/πRf求得(C:电容值,R:电阻值,f:频率值)。
电感:利用被测电感与内部已知电容构成LC振荡电路,记录其频率通过求得(f:频率值,L:电感值,C:电容值)。
频率:将被测信号接入单片机单位时间内脉冲个数,以计算频率值f=m/t(f:频率值,m:脉冲个数,t:时间)。
信号发生:采用DDS芯片AD9850芯片。通过单片机控制其频率及相位。
数据储存:采用24C04 E2PROM进行数据的存储,实现数据调回。
2 电阻测量模块
2.1 电阻测量模块设计
如图2所示,基于AD芯片PCF8591的4路8位AD中的一路。由于此为8位AD,被测电阻Rx与Ro之间有Ro/256<Rx<256Ro,随本系统采用双档位的电阻测量。电路中R0有两个值,R01=30kΩ其测量范围为118Ω到7.68MΩ。Ro2=100 Ω其测量范围为0.3 Ω到25.6kΩ。Q1、Q2完成大小量程自动切换。