提要:本设计是把电子元件的集中参数r.c.l转换成频率信号f,然后用单片机计数后再运算求出r.c.l的值,并送显示,即是把模拟量近似转换为数字量(频率f是单片机很容易处理的数字量)。这种数字化处理,一方面便于使仪表实现智能化,另一方面也避免了由于指针读数引起的误差。
一、系统原理与结构
系统框图结构如下图所示。
由单片机选择通道,向模拟开关送两位地址信号,取得振荡频率,然后根据所测频率判断是否转换量程,或是把数据进行处理后,送数码管显示相应的参数值。
二、测量rx的rc振荡电路
如下图所示,它是一个由555电路构成的多谐振荡器电路。
其振荡周期为:
t=t1+t2=(1n2)(r4+2rx)c8,故此:rx=1/[(21n2)c8f]-r4/2为使振荡频率保持在10hz—100hz频段(单片机计数的高精度范围),需选择合适的c8和r4值,同时要求电阻功耗不能太大。在第一个量程选择:r4=200ω.c8=0.22uf;第二个量程选择:r4=20k.c8=1000pf。这样在第一量程中,rx=100ω时(下限)f=164khz;在第二量程中,rx=1m时(上限)f=714hz。因为rc振荡的稳定度可达10的-3次方,而单片机频率最多误差一个脉冲,所以由单片机测量频率值引起的误差在1%以下。量程转换原理为:单片机在第一个频率的记录中发现频率过小,即通过继电器转换量程。再测频率,计算出rx值。在电路中采用了稳定性良好的独石电容,所以被测电阻的精度可达1%。