高精度電容電感測量系統設計

電子機電論文編號:JD867  附開題報告,任務書,外文翻譯,論文字數:11298,頁數:34

摘要 
目次 
1 緒論  1
1.1 背景  1
1.2 目的  1
1.3 意義  1
1.4 論文結構  1
2 系統測試原理與總體方案設計  3
2.1 LC及R（相同原理下的添加）測量原理  3
2.1.1 相位加有效值測量  3
2.1.2 相位加有效值測量方案軟仿真  4
2.1.3 系統參數測量方法  5
2.2 總體方案設計  6
2.2.1 系統原理框圖  6
2.2.2 整個系統工作流程  6
2.3 系統設計中的難點和關鍵技術  7
3 硬件中模塊設計  8
3.1 標準正弦信號發生模塊  8
3.1.1 標準正弦的原理  8
3.1.2 AD9850芯片簡介  10
3.1.3 AD9850硬件電路圖及單片機程序  12
3.2 -5V電源設計  13
3.3 I-V變換模塊  14
3.3.1 I-V變換方案設計  14
3.3.2 I-V變換的硬件電路  14
3.4 同時采樣模塊  15
3.4.1 同時采樣模塊的方案設計  15
3.4.2 A/D芯片選擇  15
3.4.3 ADS7861芯片介紹  16
3.4.4 ADS7861轉換時序的邏輯控制  17
3.5 單片機系統設計  18
3.5.1 SPCE061A單片機概述  18
3.5.2 單片機電源設計  19
3.5.3 SPCE061A最小系統設計  20
3.6 顯示模塊  22
3.6.1 數碼管工作原理  22
3.6.2 數碼管顯示電路及數碼管顯示流程圖  22
4 系統應用軟件設計  25
4.1 數據采集模塊程序流程圖  25
4.2 中斷流程圖  26
4.3 主程序流程圖  27
5 總結  28
參考文獻  29
致謝  30
附錄A  31
附錄B  33

摘要：目前的電感電容輕便儀器設計中存在精度不夠高、智能化程度不足的問題。鑒于這樣的原因，本文介紹了一種基于單片機的高精度電感和電容測量儀器的設計。由于電容和電感屬于電抗元件，因此不能采用直流來產生測量信號，而只能采用交流信號。本設計采用DDS芯片AD9850產生高精度正弦波信號流經待測的電容或者電感和標準電阻的串連電路，通過測量相關量，利用“相位+有效值”的方法推算出電容或電感值。本設計充分利用單片機的運算和控制功能，方便地實現測量，使測量精度得到了提高。同時用軟件程序代替一些硬件測量電路，可在硬件結構不變的情況下，修改軟件以增加新的功能。能夠很好的完成對各參數的測量，以滿足現代測控系統的需要。

關鍵詞：電容測量； 電感測量； DDS;  單片機

The design of a high-precision instrument for inductance and capacitor measurement

Abstract: At present, the problem of the light equipment for inductance and capacitor measurement is low accuracy and lacking of intelligence. In view of this reason, the paper introduced a high-precision instrument for inductance and capacitor measurement based on single-chip. As a result of inductance and capacitor are reactors components, DC can not be used to generate measurement signals, but only AC signals. The design adopted AD9850 to produce a high accuracy sine wave signal, which is implemented through the series circuit of the capacity or the inductance and the standard resistance. By measuring the relevant quantity, the “phase+RMS” approach is used to estimate the value of capacitance or inductance.     By taking full advantaged of the single-chip computing and control functions to facilitate the realization of measurement, the measurement accuracy has been enhanced. At the same time, a number of software programs instead of hardware measurement circuit under the hardware architecture invariable situation are applied to modify the software to add new functions,  which may complete a very good measurement of various parameters in order to meet the needs of modern measurement and control system.

Keywords: Capacitance measurement; Inductance measurement ; DDS; Single-chip