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图2 测电阻多谐振荡电路

图2

为了使振荡频率保持在10~100KHz这一段单片机计数的高精度范围内，需

f?1(ln2)C(R?2RX)，

选择合适的C和R的值。取R1?20K?,C?2200pf，得到我们将电路分为两档：

第1档：100Ω≤Rx≤1000Ω：I/O2为高电平输出，I/O4为低电平输出，R1=20K

Ω,C2=2200pf.此时 Rx?(6.56(1e?6))/(2*fx)?330/2,相应的电阻范围在

2.8K-16K

第2档：1000Ω≤Rx≤1MΩ:I/O1高电平输出，I/O3为低电平输出，R2=330

Ω,C2=0.01uf.此时Rx?(1.443(1e?8))/(2*fx)?(1e?4) （2）测量电容：

电容的测量同样采用\脉冲计数法\，如下图所示由555电路构成的多谐振荡电路，通过计算振荡输出的频率来计算被测电容的大小。

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图3 测电容多谐振电路

555接成多谐振荡器的形式，其振荡周期为：测量电容的振荡电路与测量电

f?13(ln2)RCX，其分析过程如

阻的振荡电路完全一样。取R11=R12=91K，则

测量电阻的方法一样。最后测得电容的范围为10Pf —10uF可以满足精度要求。 （3）测量电感：

电感的测量是采用电容三点式振荡电路来实现的，如图所示。

图4 电容三点式振荡

振荡公式：f?12?LC，其中： C?C4C5

C4?C5则电感的感抗为：L?1 224?fC在测量电感的时候，随着电感值的降低，其频率越来越高，最小的1.2uH电感频率达到4.3MHz左右，而单片机的最大计数频率大约为500KHz，在频率方面达不到测量电感频率，于是我们把测电感的电容三点式电路得出的频率经过

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74LS197对该频率进行16分频满足单片机计数要求。

2. 语音播报电路

语音播报测量结果，当测试结果显示相对较稳定后开始播报测试结果。具体电路如下图所示：

图5 凌阳语音播报电路

3. 液晶显示电路

LCD12864液晶屏有串行和并行两种工作方式，并行占用的I/O口较多（8个数据端口和3个控制端口），而串行只需要两个I/O口（1个时钟端口，1个数据端口）。考虑到AT89S52单片机的I/O口只有32个，为了节省I/O口，我们采用串行方式显示，LCD12864串行工作方式的端口连接图如图6所示，SID为串行数据端口，SCLK为串行时钟端口。

图6 LCD12864串行工作方式端口连接图

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四、软件部分设计

软件设计主流程如下图所示：

开 始系统初始化识别电阻、电容、电感N识别是否为RY计算结果并显示N识别是否为LY计算结果并显示N识别是否为CY计算结果并显示

图7 软件设计流程图

五、系统测试与分析

1. 测试仪器

本次测试使用的仪器设备如表1所示

表1 测试用仪器设备

序号 1 2 3 数字示波器 数字万用表 信号发生器 2. 测试方法与结果 （1）电阻测试

1 1 1 Tektronix TDS1012 河南虞城华星量具有限公司 南京新联电子设备有限公司 名称,型号,规格 数量 备注 .

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表2 电阻测量分析表

被测电阻测量值 2.012MHz 910.28KHz 508.78KHz 100.09KHz 91.143KHz 51.112 KHz 2.0004KHz

（2）电容测试

表3 电容测量分析表

被测电容测量值 20.003P 29.991P 100.09P 1000.03P 2199.974P 10nF 99.979nF 1.0031nF .

被测电阻实际值 2.0094 MHz 910.11 KHz 510.02 KHz 100.02 KHz 91.092 KHz 51.089 KHz 2.0011 KHz 误 差 4.08% 0.18% 2.43% 0.99% 0.55% 0.45% 0.34% 被测电容实际值 20P 30P 100P 1000P 2200P 10000P 100000P 1000000P 误 差 0.15% 0.03% 0.9% 0.3% 0.13% 0 0.21% 0.31%