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语音播报的功能的电阻、电容和电感测试仪
 
文章编号:
091222143154
文章分类: 电路 电子元件
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关 键 词: 凌阳,SPCE061A,测试仪,语音,555多谐振荡电路,电容三点式振荡
文章来源:
凌阳大学计划
摘 要:
本系统是通过凌阳的16位单片机SPCE061A测量电阻、电容和电感对应振荡电路所产生的频率实现各个参数的测量,一方面测量精度较高,另一方面便于使仪表实现自动化,而且还能加入语音播报的功能使其更加智能化。

3.2.5 按键及数码管显示电路

按键和二极管分别表示不同类别的测量,如下表所示:  

 

 

按键 二极管 对应测试项
KEY1 L1 测试R
KEY2 L2 测试C
KEY3 L3 测试L

       

数码管显示显示内容如下图所示:

 

 

4.3 中断服务程序流程

 

 

 

 

五、系统测试及整机指标  
 

 

电阻表值 万用表读数 本仪表读数
200欧姆 197.4 196
1k欧姆 991 1.06k
20k欧姆 19.8k 20.8k
10k欧姆 9.88 10.4k
100k欧姆 99.8          104k
510K欧姆 516 515k

电容表值 万用表读数 本仪表读数
100pF    
120pF    
1000pF    
0.01uF    

 

六、总结

  由于SPCE061A的时钟最高可达49M,32个I/O口,而且具有一定的语音处理功能等,这些都为我们实现电路提供了非常便利的条件

1、量程的切换,一般情况我们会采用模拟开关或继电器来控制,我们在这里只需要几个I/O口即可实现该功能不需要外加任何电路,控制简单、节省成本;
2、SPCE061A有丰富的时基中断,我们可以采用2Hz实现定时一两秒,程序简单而且精度高;
3、SPCE061A定时器可以采用外部时钟源计数,则为我们计算振荡电路产生频率提供了便利,而且计算精度较高,控制简单;
4、SPCE061A具有语音处理功能,可以非常轻松的加入语音播报功能,使整个设计更加智能;
5、SPCE061A具有“看门狗”功能,避免出现“死机”现象。    
  该设计将也有很多不足之处,这里只是为大家提供一种思路,您可以根据自己的需求更加完善:如采用标准的电阻、电容和电感进行校准,可提高测量精度等。

七、参考资料
  参考文献: 
  1、《LM555数据手册》
  2、《CD4052数据手册》
  3、《数字电子技术基础》
  4、《SPCE061A单片机原理与应用》
  5、《第二届全国大学生电子设计竞赛获奖作品选编(1995)》

 

3.2.6 音频输出电路

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。

四、软件设计

4.1 I/O口的分配

I/OA口的分配   
IOA0-IOA3:按键输入;
IOA3-IOA4:模拟开关通道选择;
IOA5-IOA6:R测量电路中充电电阻选择;
IOA7-IOA8:R测量电路中充放电电容选择;
IOA9-IOA10:C测量电路中充电电阻选择;
IOA12-IOA14:R/C/L测量指示灯;
具体可参见下表:

 

IOA15-IOA12 IOA11-IOA8 IOA7-IOA4 IOA3-IOA0
A15 A14A13A12 A11 A10A9 A8 A7 A6A5 A4 A3 A2A1A0
× 二极管

R:100

C:010

L:000

×  

 

1”有效

 

 

0”有效

“1”有效   通道选择 

R:0    0

C:0    1

L:1    0

*: 1    1

key

R:001

C:010

L:100

                   

I/OB口的分配如下表所示: 
IOB口分配情况如下:
IOB2:设置为反向输出
IOB4:设置为悬浮输入
B3、IOB4-IOB7:数码管的位选
IOB8-IOB15:数码管的段码控制  
具体可参见下表: 

 

IOB15-IOB12 IOB11-IOB8 IOB7-IOB4 IOB3-IOB0
数码管段码 B7B6B5 B4 B3 B2 B1B0
数码管位选 悬浮输入 位选 反相输出 ××

4.2 主程序流程图

 

3.2 各部分电路设计

3.2.1 电阻测量电路

电阻的测量采用“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阻的大小。

 555接成多谐振荡器的形式,其振荡周期为:T=t1+t2=ln2)(R1+Rx*C1+ln2Rx*C1

得出:  即:

电路分为2档:100≤Rx<1000欧姆:IOA5设置为高电平输出,IOA7设为低电平输出;

R2=200欧姆;C2=0.22uF; 

Rx=(6.56*(1e+6))/(2* fx)-330/2

对应的频率范围为: 2.8K≤fx <16K1000≤Rx<1M欧姆:IOA6设置为高电平输出,IOA8设为低电平输出。

R1=20k欧姆;C1=103PF; 

 Rx =(1.443*(1e+8))/(2* fx)-(1e+4)

 
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