基于430的简易电阻、电容和电感测量仪

　　简易电阻、电容和电感测量仪

　　摘要 本系统主要采用TI公司生产的MSP430F1611低功耗单片机作为主控制器，由NE555定时器产生方波振荡器，通过改变电阻和电容的大小，得到不同的频率，以及由电容三点式电路中改变电感大小得到不同的频率，再经过按键控制模拟开关调换不同档位，单片机时钟端口捕获，内部软件计算得到电阻、电容和电感的大小，数据由1602液晶显示，完成简易测量结果。

　　关键词 MSP430；555定时器；电容三点式；1602显示；测量

　　1.方案论证

　　1.1电阻测量方案

　　通过分压、分流及振荡等不同电路可以分别进行电阻的测量选择。

　　方案一：根据串联分压原理Rx=Ux/（Uo/Ro）可知串联电路上电压与电阻成正比关系。通过测量Ro与Rx上的电压，再由公式计算得出电阻大小，但该电路的缺点是电路简单，误差较大，完成不了题目的精度要求。

　　方案二：利用直流电桥平衡原理，通过调节已知电阻与调节电位器的方式可以计算出Rx，但缺点是要测量所调节的电位器阻值，并不符合题目的要求。

　　方案三：利用555定时器构成的多谐振荡器，通过不同的Rx可以产生不同的频率方波，再经由单片机的测频，能够很好的完成精度问题并显示不同的阻值，可行性很好。

　　比较三种方案，选择方案三能够完成题目的要求。

　　1.2电容测量方案

　　通过串并联及振荡等不同电路可以分别进行电阻的测量选择。

　　方案一：直接通过串联电路原理，通过电容换算的容抗跟已知电阻的分压，用分压公式测量电容大小，但缺点是精度不高，完成不了题目的要求。

　　方案二：利用交流平衡原理，通过调节Z与已知的电容容值，可以完成Zx的测量，但缺点是要测量调节电容Z的容值，不符合题目要求。

　　方案三：利用555定时器构成的多谐振荡器，通过不同的Zx可以产生不同的频率方波，再经由单片机的测频，能够很好的完成精度问题并显示不同的阻值，可行性很好。

　　比较三种方案，选择方案三能够完成题目的要求。

　　1.3电感测量方案

　　方案一：直接通过串联电路原理，通过电感换算的感抗跟已知电阻的分压，用分压公式测量电感大小，但缺点是精度不高，完成不了题目的要求。

　　方案二：电容三点式构成的正弦波振荡器，通过不同的Lx可以产生不同的频率方波，再经由单片机的测频，能够很好的完成精度问题并显示不同的阻值，可行性很好。

　　通过比较，方案二精度高，选择方案二。

　　1.4显示方案

　　不同的显示器有各自不同的显示功能，并完成其相应的要求。

　　方案一：采用LED数码管显示，容易读数，但其缺点是只能显示一些简单的数字与字符，完成不了多功能的显示。

　　方案二：采用1602液晶显示，显示字符多，而且具有低功耗节能的优点，能够很好的完成题目的要求。

　　根据题目的多功能要求，故选择方案二。

　　2.总体方案的描述

　　根据题目的要求，系统一共分为三大部分，第一部分为电阻、电容和电感的振荡电路，包括555定时器的方波振荡模块；第二部分为量程切换部分，主要用到模拟开关模块；第三部分为控制显示部分，主要是MSP430单片机的控制与1602液晶显示模块。其总框架图如图1所示。