基于PIC單片機控制的RLC智能測量儀

　　在使用電子元器件時，首先需要了解其參數，這就要求能夠對元器件的參數進行精確測量。采用傳統的儀表進行測量時，首先要從電路板上焊開器件，再根據元件的類型，手動選擇量程檔位進行測量，這樣不僅麻煩而且破壞了電路板的美觀。經過理論分析和實驗研究，采用正交采樣算法，并由單片機控制實現在線測量、智能識別、量程自動轉換等多種功能，可大大提高測量儀的測量速度和精度，擴大測量范圍。因此這種RLC測量儀既可改善系統測量的性能，又保持了印刷電路的美觀，較傳統的測量儀還具有高度的智能化和功能的集成化，在未來的應用中將具有廣闊的前景。

　　1 硬件電路設計

　　此測量儀硬件設計思路如圖1所示。

　　由于PIC單片機只能正確采集0～5 V之間的電壓，而輸入的信號是正弦波信號，因此在將此正弦信號送入單片機之前需對其進行電位提升，使整個正弦信號任意時刻的電位均大于或等于0。另外本測量儀具有量程自動轉換和增益自動可控的特點，實現電路如圖2所示。

　　圖2中U1(CD4051)是一個單刀八擲的模擬開關，用以完成量程電阻擋位的轉換;U2(CD4052)是一個雙刀四擲的模擬開關，用來選擇待測元件或基準電阻信號;U3，U4，U5，U6共同組成一個增益可以控制的儀用差分式放大電路，其中U5(CD4052)是用來切換增益倍數的;U8(74LS273)是一個鎖存器，用于將由單片機發出的控制信號鎖存并傳輸給U1，U2，U5實現程控;由于U1，U2，U5開關切換的驅動電壓要求達到5 V以上，而單片機的高電平僅為3～5 V，達不到驅動電壓，所以要采用一個集電極開路的驅動器(74LS07)才能實現由單片機控制的開關切換(R13，R14，R15，R16，R17為74LS07輸出端的上拉電阻)。

　　這樣通過程序控制單片機與74LS273相接端口的高低電位，就可以控制模擬開關選擇不同的通道，從而實現自動的量程檔位轉換和增益控制。

　　2 軟件程序設計

　　本測量儀的測量原理是以正交采樣為基礎。首先選用頻率恒定的正弦信號作為標準測量信號，然后用待測元件和基準電阻串聯對測量信號進行分壓，最后由單片機分別對待測元件和基準電阻分壓后所得的信號進行正交采樣處理。

　　由于流過電容或電感的電流與其兩端的電壓存在90