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文檔簡介
1、題 目: 簡易電子元件測試儀 摘要 通過初期識(shí)別RLC元件或者三極管三端器件之后,通過振蕩電路將電阻, 電感, 電容值轉(zhuǎn)化為頻率值,通過微處理器lm3s811精確測量頻率值, 從而實(shí)現(xiàn)電阻, 電感, 電容的精確測量。通過電阻和A/D測量三極管的極性和特征參數(shù)。Abstract RLC components or transistor is identified first. Then through the oscillation circuit turn resistance's, inductance's, capacitance's value into a fr
2、equency value by the microprocessor LM3S811 accurately. The transistor is measured by the A/D that can get its parameters.1. 引言在進(jìn)行電子設(shè)計(jì)的時(shí)候, 經(jīng)常遇到以下問題:$ 總有一些零散的電阻, 扔了可惜, 用萬用表測要不停地轉(zhuǎn)換量程, 很不方便。$ 拿到一個(gè)電容, 不確定是不是好的, 一般萬用表又沒有電容檔。$ 做DCDC等需要電感的設(shè)計(jì)時(shí), 拿到一個(gè)電感, 卻不知道其參數(shù)。$ 拿到一個(gè)三極管, 卻忘了是NPN, 還是PNP。所以, 決定設(shè)計(jì)一個(gè)操作簡單的電子測試儀,
3、 使用時(shí)無需轉(zhuǎn)換量程即可測量電阻, 電感, 電容和識(shí)別三極管并且它們都使用同一個(gè)接口。 2. 系統(tǒng)方案 RLC的設(shè)計(jì)方案:通過TI的LM3S811芯片實(shí)現(xiàn)了對頻率的精確測量, 測量范圍為1Hz到12。5MHz, 小于1Hz的頻率理論可實(shí)現(xiàn), 但是低頻傾向于測脈寬, 所以此處為實(shí)現(xiàn); 12.5MHz為lm3s811的極限, 無法再高(50%占空比)。1HZ到10kHz, 精確度小于1Hz。 10kHz以上精確度小于萬分之一。 實(shí)際為一個(gè)16位定時(shí)器, 所以精確度是1 / 65535 * 100%。然后通過振蕩電路將電阻, 電感, 電容值轉(zhuǎn)化為頻率信號(hào), 即可實(shí)現(xiàn)精確測量。測量頻率時(shí), 用到芯片兩
4、個(gè)定時(shí)器。一個(gè)設(shè)置為32位的周期循環(huán)模式(32-Bit Periodic Timer Mode), 用于設(shè)定采樣周期。 一個(gè)設(shè)置為16位的輸入邊沿采樣技術(shù)模式(16-Bit Input Edge Count Mode), 用于對頻率信號(hào)進(jìn)行采樣。3. 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)Fig3.1 系統(tǒng)框圖硬件設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是用電阻, 電感, 電容設(shè)計(jì)振蕩電路。 LC, RC的振蕩電路的方案很多, 所以選取時(shí)選取的是設(shè)計(jì)簡單, 計(jì)算方便的電路, 振蕩效果好的電路。 RC振蕩一般有555定時(shí)器振蕩, 非門振蕩, 運(yùn)放振蕩。 經(jīng)過比較這里選用非門振蕩測試(可選用TI :74LVC2G132 - 3.3V)。Fig3.2 R
5、C振蕩電路在Fig3.2中, Frequence = ln4 * R * C注:LC振蕩由于現(xiàn)階段測試精度不夠,電路設(shè)計(jì)還在改進(jìn)中,因此在此空下。Fig3.3 LC&RC模塊預(yù)覽上圖是振蕩電路預(yù)計(jì)制板電路,其中同時(shí)測量通過繼電器的切換實(shí)現(xiàn)。非門用與非門實(shí)現(xiàn)。Fig3.4 三極管三端器件 如上圖所示,例如檢測NPN三級(jí)管,在PX、PY、PZ端分別施加不同的電壓,如果R1、R2、R3只要有一端有電壓,則說明管子導(dǎo)通,此時(shí)狀態(tài)為1,否則為零,當(dāng)PX,PY,PZ三端位置改變,則相應(yīng)狀態(tài)字也會(huì)改變,但狀態(tài)字中1和0的數(shù)量不變,可以根據(jù)不同引腳所加電壓不同,繪制狀態(tài)字的真值表,在程序中可以編寫算法
6、得到狀態(tài)字,查表得到器件和引腳信息,然后送到顯示電路顯示,判斷好器件類型后,相應(yīng)的參數(shù)也可以測出,所以本作品的關(guān)鍵是判斷器件型號(hào),下圖為NPN三極管的狀態(tài)字真值表:設(shè)置X10ZZ10狀態(tài)字Y0110ZZZZZ0101NPNX/ZXXXX0x18YZ/XZ/YXXXX0x22XY/ZX/YXXX0x05ZY/XTable3.1 NPN真值表4. 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) Fig4.1 整體流程由于頻率的測量范圍很寬(1Hz12.5MHz), 所以必須根據(jù)測量到的頻率值實(shí)時(shí)改變采樣周期. Fig4.2 32位定時(shí)器中斷同理, 16位定時(shí)器中也有處理采樣過慢的中斷, 不再贅述.5. 系統(tǒng)創(chuàng)新通過處理器使萬用表的
7、測量簡單化。不再需要切換檔位,不再需要適當(dāng)放置元件位置。其中會(huì)同時(shí)得到元件的R,L,C值(如果是RLC元件)。會(huì)在一定程度上判斷出R,L,C。并且電路簡單,使用容易,配合上M3的低功耗特性能發(fā)展成為簡易方便的測試儀器。6. 評(píng)測與結(jié)論組別參數(shù) 頻率原值測試值電容118HZ0.47u0.4744u電容2688HZ0.01u 0.012033u電容370HZ0.1u0.11455uTable6.1電容測試參數(shù)組別參數(shù) 頻率原值 測試值電阻1124HZ12k12k電阻218HZ82k 82.7k電阻32HZ300k298kTable6.2電阻測試參數(shù)組別參數(shù) 發(fā)生器頻率示波器測試 M3顯示測試值頻率11HZ<10HZ1HZ頻率210HZ10HZ10HZ頻率3100HZ100HZ100HZ頻率41KHZ1KHZ1KHZ頻率510KHZ10KHZ10KHZ頻率6100KHZ100KHZ100KHZ頻率71MHZ1MHZ1MHZ頻率810MHZ10.02MHZ9.9994MHZ頻
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