基于单片机的数字电桥设计

第一章绪论1研究背景与现状数字电桥是指能够灵活运用相关的测试条件来帮助使用者来测量电阻值（®），电容值(C)以及电感值(L)的测量工具。该仪器不仅可以获得准确的R,C,L而且还能够得出相角值，损耗因子，品质因子以及其他的相关变量值，可以让使用者更加了解使用的元器件，也就是说，在某种程度上这种仪器可以帮助使用者来进行仪器的筛选和相应的分类，可以明显提高工作效率，因而现在该数字电桥在测量和维护元器件等方面具有不可替代的价值。在70年代中期提出的电子电桥，刚开始是以固定轴法为基础来实现的，发展到70年代后期时采用自由轴法，该项技术极大的推动了电子电桥的发展。在刚开始时可以测量的频率比较低而且有限。后期随着技术的发展，可测量的频率也越来越高同时频率种类也越来越多，因而为了改善在频率高的时候测量的准确性，提出了半桥法与平衡法融合的方法，使得测量的精确度有了很大的提高。在人机交互上，以前仅仅是使用数码技术来进行显示，现在已经发展到可以用图形符号来进行显示，同时也可以显示测量条件和原件数量，有的甚至时不需要使用键盘来进行操作的，可以完全的自主来实现测量。除此之外，部分仪器使用串口通信的方式与电脑端进行数据传送，将测量后的数据发送给电脑端，由电脑端做进一步的处理。目前数字电桥主要包括俩种分别是台式的数字电桥和手持式的电子电桥。通常情况下，台式的表现出更高的测量精确度，但其存在着耗电快，不易携带以及测试条件苛刻等问题因而不能够在普通用户中被广泛使用。手持式时以微处理器为核心设计完成的，表现出操作简单，功耗低，体积小等优点，使得该类电子电桥能够被大多人人所接受。目前手持式的电子电桥所使用的微处理器有以51单片机为核心，以ARM为核心以及使用FPGA来实现的，.其中FPGA的处理速度最快，表现出更好的优势。手持式的电子电桥在生话中可以很方便的使用，测量获得的结果大多数可以满足测量的要求，因而手持式的设备在生活中比台式应用的更加广泛。在电子测量仪器中，手持式的设备可以不用关心测试环境而且具有携带方便功耗低精度高等优点，所以该类设备有着很大的研发意义。2研究内容与意义由于半桥电路的硬件结构简单，而且因硬件原因造成的误差会很小，所以使用以半桥电路为基础的方法完成手持式的电子电桥设备。同时为了防止同向误差的形成采用的测量原理时自由轴法。在主控器的选择上，因为本系统是为了实现方案设计，从设计中了解电子电桥的原理，因而选用可以满足设计要求的AT89C51单片机作为主控制芯片。本次设计时使用AT89C51为控制器的数字电桥的设计，该设计拥有按键电路可实现选择不同的测量功能，同时在LCD上进行显示，可以实现对电子元件相应的电阻值，电感值，和电容值的准确测量，并且依据使用者设置的选择条件来进行筛选。数字电桥是指能够灵活运用相关的测试条件来帮助使用者来测量R,C以及L的测量工具。在获得准确的R,C,L的同时而且还能够得出相角值，损耗因子，品质因子以及其他的相关变量值，可以让使用者更加了解使用的元器件并根据需要进行合适的分类。同时，手