历届全国大学生电子竞赛 SPCE061A 实现方案
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具有语音功能的电阻,电容,电感测试仪
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. 其中电阻和电容是采用 555 多谐振荡电路产生的,而电感则是根据电容三点式产 生的.SPCE061A 的定时器可以利用外部时钟源来计数,这里我们将 RCL 的测量电路 产生的频率作为单片机 SPCE061A 的时钟源,通过计数则可以计算出被测频率在通过 该频率计算出各个参数.
关键词:
SPCE061A 单片机
555 多谐振荡电路
电容三点式振荡
SPCE061A 单片机概述
SPCE061A 是继'nSP 系列产品 SPCE500A 等之后凌阳科技推出的又一个 16 位结构 的微控制器.目前有两种封装形式:84 引脚的 PLCC84 封装和 80 引脚的 LQFP80 贴 片封装. 主要性能如下: ■16 位'nSP 微处理器; ■工作电压:VDD 为 2.4~3.6V(cpu), VDDH 为 2.4~5.5V(I/O); ■CPU 时钟:32768Hz~49.152MHz ; ■内置 2K 字 SRAM,内置 32K FLASH; ■可编程音频处理; ■32 位通用可编程输入/输出端口; ■32768Hz 实时时钟,锁相环 PLL 振荡器提供系统时钟信号; ■2 个 16 位可编程定时器/计数器(可自动预置初始计数值); ■2 个 10 位 DAC(数-模转换)输出通道; ■7 通道 10 位电压模-数转换器(ADC)和单通道语音模-数转换器; ■声音模-数转换器输入通道内置麦克风放大器自动增益控制(AGC)功能; ■系统处于备用状态下(时钟处于停止状态)耗电小于 2A@3.6V; ■14 个中断源:定时器 A / B,2 个外部时钟源输入,时基,键唤醒等; ■具备触键唤醒的功能; ■使用凌阳音频编码 SACM_S240 方式(2.4K 位/秒),能容纳 210 秒的语音数据; ■具备异步,同步串行设备接口; ■具有低电压复位(LVR)功能和低电压监测(LVD)功能; ■内置在线仿真电路接口 ICE(In- Circuit Emulator) ; ■具有保密能力;
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http://www.unsp.com.cn ■具有 WatchDog 功能(由具体型号决定)
一,设计功能及要求
1.1 设计要求
设计并制作一台数字显示的电阻,电容和电感参数测试仪,示意框图如下:
具体要求 (1)测量范围:电阻 100Ω～1MΩ;电容 100pF～10000pF;电感 100μH～10mH. (2)测量精度:±5% . (3)制作 4 位数码管显示器,显示测量数值,并用发光二极管分别指示所测元件的类 型和单位.
1.2 系统功能
1, 基本完成以上具体要求 2, 使用三个按键分别控制 R,C,L 的测试 3, 红,黄,绿三个二极管分别代表三种类别的测试 4, 加入语音播报功能:如测量结果为 6.8K 欧姆则语音播报"六点八 K 欧姆" ;如果 电阻小于 100 欧姆则语音播报"电阻小于 100 欧姆" .
二,方案设计与论证
测量电子元器件集中参数 R,C,L 的仪表种类较多,方法也各有不同,但都有其 优缺点.一般的测量方法都存在计算复杂,不易实现自动测量而且很难实现智能化. 在这里我们着重要介绍的是把电子元件的参数 R,C,L 转换成频率信号 f,然后 用单片机计数后在运算求出 R,C,L,并送显示,转换原理分别是 RC 振荡和 LC 三
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http://www.unsp.com.cn 点式振荡,这样就能够把模拟量近似的转换位数字量,而频率 f 是单片机很容易处理 的数字量,这种数字化的处理一方面便于使仪表实现智能化, . 方案中用到的单片机式凌阳的 16 位单片机 SPCE061A,由于该 CPU 具有丰富的 I/O 口和丰富的时基信号,为我们提供了极大的方便,其中可以利用 I/O 口置高低电平 来实现量程的转换,由于单片机 SPCE061A 的定时器可以通过外部时钟源来计数,我 们便可以将 555 电路或电容三点式振荡电路产生的频率作为 SPCE061A 的定时器的时 钟源,这样就很容易得到被测 R/C/L 对应产生的频率.而且 SPCE061A 具有语音处理 功能,我们在显示的基础上还可以加入语音播报,使得整个测量过程更加智能化.

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