簡易電阻、電容和電感測量儀

　　摘要 本系統(tǒng)主要采用TI公司生產(chǎn)的MSP430F1611低功耗單片機(jī)作為主控制器，由NE555定時器產(chǎn)生方波振蕩器，通過改變電阻和電容的大小，得到不同的頻率，以及由電容三點式電路中改變電感大小得到不同的頻率，再經(jīng)過按鍵控制模擬開關(guān)調(diào)換不同檔位，單片機(jī)時鐘端口捕獲，內(nèi)部軟件計算得到電阻、電容和電感的大小，數(shù)據(jù)由1602液晶顯示，完成簡易測量結(jié)果。

　　關(guān)鍵詞 MSP430；555定時器；電容三點式；1602顯示；測量

　　1.方案論證

　　1.1電阻測量方案

　　通過分壓、分流及振蕩等不同電路可以分別進(jìn)行電阻的測量選擇。

　　方案一：根據(jù)串聯(lián)分壓原理Rx=Ux/（Uo/Ro）可知串聯(lián)電路上電壓與電阻成正比關(guān)系。通過測量Ro與Rx上的電壓，再由公式計算得出電阻大小，但該電路的缺點是電路簡單，誤差較大，完成不了題目的精度要求。

　　方案二：利用直流電橋平衡原理，通過調(diào)節(jié)已知電阻與調(diào)節(jié)電位器的方式可以計算出Rx，但缺點是要測量所調(diào)節(jié)的電位器阻值，并不符合題目的要求。

　　方案三：利用555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器，通過不同的Rx可以產(chǎn)生不同的頻率方波，再經(jīng)由單片機(jī)的測頻，能夠很好的完成精度問題并顯示不同的阻值，可行性很好。

　　比較三種方案，選擇方案三能夠完成題目的要求。

　　1.2電容測量方案

　　通過串并聯(lián)及振蕩等不同電路可以分別進(jìn)行電阻的測量選擇。

　　方案一：直接通過串聯(lián)電路原理，通過電容換算的容抗跟已知電阻的分壓，用分壓公式測量電容大小，但缺點是精度不高，完成不了題目的要求。

　　方案二：利用交流平衡原理，通過調(diào)節(jié)Z與已知的電容容值，可以完成Zx的測量，但缺點是要測量調(diào)節(jié)電容Z的容值，不符合題目要求。

　　方案三：利用555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器，通過不同的Zx可以產(chǎn)生不同的頻率方波，再經(jīng)由單片機(jī)的測頻，能夠很好的完成精度問題并顯示不同的阻值，可行性很好。

　　比較三種方案，選擇方案三能夠完成題目的要求。

　　1.3電感測量方案

　　方案一：直接通過串聯(lián)電路原理，通過電感換算的感抗跟已知電阻的分壓，用分壓公式測量電感大小，但缺點是精度不高，完成不了題目的要求。

　　方案二：電容三點式構(gòu)成的正弦波振蕩器，通過不同的Lx可以產(chǎn)生不同的頻率方波，再經(jīng)由單片機(jī)的測頻，能夠很好的完成精度問題并顯示不同的阻值，可行性很好。

　　通過比較，方案二精度高，選擇方案二。

　　1.4顯示方案

　　不同的顯示器有各自不同的顯示功能，并完成其相應(yīng)的要求。

　　方案一：采用LED數(shù)碼管顯示，容易讀數(shù)，但其缺點是只能顯示一些簡單的數(shù)字與字符，完成不了多功能的顯示。

　　方案二：采用1602液晶顯示，顯示字符多，而且具有低功耗節(jié)能的優(yōu)點，能夠很好的完成題目的要求。

　　根據(jù)題目的多功能要求，故選擇方案二。

　　2.總體方案的描述

　　根據(jù)題目的要求，系統(tǒng)一共分為三大部分，第一部分為電阻、電容和電感的振蕩電路，包括555定時器的方波振蕩模塊；第二部分為量程切換部分，主要用到模擬開關(guān)模塊；第三部分為控制顯示部分，主要是MSP430單片機(jī)的控制與1602液晶顯示模塊。其總框架圖如圖1所示。