在平时的工作中，有时我们需要测试电感、电容和小信号的频率。为了方便起见，今天我给大家介绍一款由单片机STC89C52/AT89S52控制，集上述三种功能于一体的神器。下面是详细的制作过程。
我对这款产品的初步测量范围是：
测量范围：0.1 h-1h
小电容测量范围：1pf-2.2 f(非电解电容)
测量范围：50 Hz-400 kHz(可测量的小信号)
电解电容测量范围：0.5f-12000f(电解电容或非电解电容均可)。
在生产开始之前，让我解释一下测量原理：1。小电容和电感的测量原理：
该电路是由LM393(U3A)构成的LC振荡器。单片机测量LC振荡电路的频率F1，然后根据标准电容C1[原理图中的Cref计算出电感L1的值。
这里，电容器C1容量的准确性基本上决定了整个测量过程的准确性。应选择稳定性好、精度高的电容。网上一般都推荐云母电容。如果你买不到，也可以使用单片或CBB电容。
电容Cx和电感Lx的值通过以下公式计算：
其中，F1是固有频率，F2是连接测试电容和电感后的频率。
2.电解电容的测量原理：
电解电容的测量是基于RC电路时间常数的计算。电容器的充电速度与R和C的大小有关，R和C的乘积越大，充电时间越长。RC的这个乘积叫做RC电路的时间常数，即=R？丙.如果用欧姆画R的单位，用C的单位，的单位就是秒。
从图中可以得出充电过程的一般规律：Uc呈指数上升，开始变化很快，然后逐渐变缓，慢慢接近其最终值，当t=时，Uc=0.632e (e为电源电压)；本测量仪通过单片机测量Uc=0到0.632E的周期，并通过以下公式计算出测得的电容值：
该电路由比较器U1B、放电晶体管Q1、Q2等组成。将比较器的正输入端设为Uc (Uc=0.632E，调整Rref得到)，反输入端接被测电容CEx。当微控制器的引脚P15处于低电平时，电容放电。注意51单片机管脚的拉电流很小，不能直接驱动Q1，否则放电时间会很长。当MCU的P15引脚为高电平时，电容充电。充到Uc时，比较器翻转，触发MCU外部中断0。电容可以通过测量的充电时间和充电电阻来计算。
如下示意图所示：
上图中，Btn1是单片机的复位按钮；Btn2为校准按钮，测量小电容时可随时按下复位显示；Btn3是一个功能切换按钮，用来在测量LCF(频率、小电容、电感)和测量电解电容之间切换。
图中三个双刀双掷开关用于切换测量，S1在L和C(小电容)之间切换，S2在频率和LC之间切换，S3在大电解和小电解之间切换；MCU可以根据开关状态和按钮Btn3自动判断测量类型。
此外，Fx、Cx和Lx共用一个GND端子，电路板上的四个端子靠得很近。您还可以添加更多的GND终端，这些终端不共享，因此您可以根据实际情况灵活处理布线。
制造所需的组件如下图所示：
焊接完成
前面的飞线主要是数字电源和数字地线。因为数字电源和模拟电源是严格隔离的，所以飞线比较乱。很多地方可以直接连接，不需要隔离，板子可以做的更漂亮。
背面的飞线主要是键位线、信号检测线、ISP串口下载线等。模拟部分尽量避免飞线或者使用短飞线。
3.芯片和1602
4.安装有机玻璃板。
以下是成品展示图：
比较仪周围元器件很多，布线可能不太方便。我们将为您提供LM393周围的元件位置参考，因此在此布局中不会有太多的飞线。我电路板上的飞线，大多是因为模拟电源和数字电源之间的严格隔离，其实没必要。但LC振荡电路附近的电源必须与地隔离，否则小电容读数可能不稳定！
最好使用2200pF云母电容作为标准电容Cref，这个电容的精度直接决定了小电容和电感的测量精度！(不过不会影响频率和电解电容的测量精度。)
Rref的调试方法在上面的原理中已经提到。比较器的非反相输入端的电压UC是0.632e(电源电压)。
施用方式
测量小电容，电感，频率是一套功能。具体测量由S1/S2的州决定，MCU可以根据S1/S2的州自动识别测量哪一个。大电解电容和小电解电容为一组，具体测量大电解电容还是小电解电容由S3州决定，单片机可以根据S3州自动识别测量大电解电容还是小电解电容。需要功能切换按钮(示意图中的Btn3)在这两组功能之间切换。
1.打开引导界面的电源。
显示网址和大道的必须是会员号。
2.启动前，小电容和电感齿轮未经校准。
此时，S1/S2/S3都处于弹出状态。当S1/S2处于其他状态时，其他测量界面(频率Fx或电感Lx测量界面)将自动显示。
图中3.7pF的误差未经校准。一般这个值会比较大，在测量小电容和电感之前必须进行校准。不需要校准频率范围和电解电容测量范围。校准仅适用于小电容和电感测量。
3.小电容和电感齿轮的校准
校准时，只要在测量电容未连接的情况下，按下校准(复位)按钮(原理图中的Btn2)，Cx就会自动复位(如下图所示)。
在感应器校准中，必须短接感应器和GND的端子Lx，然后按下校准按钮。因为不方便，所以不推荐电感校准。小电容和电感的校准是等效的。小电容校准后，按S1测量电感，无需重复校准。
4.测量小电容。
S1/S2处于弹出状态，微控制器会自动显示测量小电容的界面，除非按下功能开关按钮(示意图Btn3)切换到电解电容。
校准后，将小电容直接连接在Cx和GND之间，如下图所示。第一行显示测得的电容值，第二行显示当前LC振荡电路的频率。
小电容的实际测试：
1000pF
150纳法
5.测量电感
按下S1，弹出S2，MCU会自动显示电感测量界面，除非按下功能开关按钮(原理图Btn3)切换到电解电容。
如下图所示，在Lx和GND之间连接电感。第一行显示测得的电感值，第二行显示当前LC振荡电路的频率。
测得的电感与焊接在电路板上的电感相同，标称值为100uH。
电感的实际测试
标称220uH
6.频率测量
按下S2(S1与什么状态无关)，MCU会自动显示测频界面，除非按下功能切换按钮(原理图Btn3)切换到电解电容。
测量仪可以测量幅度相对较小的信号。频率测量范围为50Hz至400KHz，测量精度在0.2%以内。
这是测量20KHz信号的界面。
7.测量电解电容。
在测量小电容、电感和频率的任何状态下，按一次功能开关按钮(示意图中的Btn3)将切换到测量电解电容状态，然后自动识别是否mea
拍照后稍微改动了一下程序，测量范围增加到了12000uF。
电解电容器的实际测试
0.47uF，虽然叫电解档，实际上电解和非电解电容都可以测。
470uF
1000uF
至此，整个DIY已经完成。谢谢你的欣赏。PS:下载相关程序，请点击这里。
在平时的工作中，有时我们需要测试电感、电容和小信号的频率。为了方便起见，今天我给大家介绍一款由单片机STC89C52/AT89S52控制，集上述三种功能于一体的神器。下面是详细的制作过程。
我对这款产品的初步测量范围是：
测量范围：0.1 h-1h
小电容测量范围：1pf-2.2 f(非电解电容)
测量范围：50 Hz-400 kHz(可测量的小信号)
电解电容测量范围：0.5f-12000f(电解电容或非电解电容均可)。
在生产开始之前，让我解释一下测量原理：1。小电容和电感的测量原理：
该电路是由LM393(U3A)构成的LC振荡器。单片机测量LC振荡电路的频率F1，然后根据标准电容C1[原理图中的Cref计算出电感L1的值。
这里，电容器C1容量的准确性基本上决定了整个测量过程的准确性。应选择稳定性好、精度高的电容。网上一般都推荐云母电容。如果你买不到，也可以使用单片或CBB电容。
电容Cx和电感Lx的值通过以下公式计算：
其中，F1是固有频率，F2是连接测试电容和电感后的频率。
2.电解电容的测量原理：
电解电容的测量是基于RC电路时间常数的计算。电容器的充电速度与R和C的大小有关，R和C的乘积越大，充电时间越长。RC的这个乘积叫做RC电路的时间常数，即=R？丙.如果用欧姆画R的单位，用C的单位，的单位就是秒。
从图中可以得出充电过程的一般规律：Uc呈指数上升，开始变化很快，然后逐渐变缓，慢慢接近其最终值，当t=时，Uc=0.632e (e为电源电压)；本测量仪通过单片机测量Uc=0到0.632E的周期，并通过以下公式计算出测得的电容值：
该电路由比较器U1B、放电晶体管Q1、Q2等组成。将比较器的正输入端设为Uc (Uc=0.632E，调整Rref得到)，反输入端接被测电容CEx。当微控制器的引脚P15处于低电平时，电容放电。注意51单片机管脚的拉电流很小，不能直接驱动Q1，否则放电时间会很长。当MCU的P15引脚为高电平时，电容充电。充到Uc时，比较器翻转，触发MCU外部中断0。电容可以通过测量的充电时间和充电电阻来计算。
如下示意图所示：
上图中，Btn1是单片机的复位按钮；Btn2为校准按钮，测量小电容时可随时按下复位显示；Btn3是一个功能切换按钮，用来在测量LCF(频率、小电容、电感)和测量电解电容之间切换。
图中三个双刀双掷开关用于切换测量，S1在L和C(小电容)之间切换，S2在频率和LC之间切换，S3在大电解和小电解之间切换；MCU可以根据开关状态和按钮Btn3自动判断测量类型。
此外，Fx、Cx和Lx共用一个GND端子，电路板上的四个端子靠得很近。您还可以添加更多的GND终端，这些终端不共享，因此您可以根据实际情况灵活处理布线。
制造所需的组件如下图所示：
焊接完成
前面的飞线主要是数字电源和数字地线。因为数字电源和模拟电源是严格隔离的，所以飞线比较乱。很多地方可以直接连接，不需要隔离，板子可以做的更漂亮。
飞翔的线条
比较仪周围元器件很多，布线可能不太方便。我们将为您提供LM393周围的元件位置参考，因此在此布局中不会有太多的飞线。我电路板上的飞线，大多是因为模拟电源和数字电源之间的严格隔离，其实没必要。但LC振荡电路附近的电源必须与地隔离，否则小电容读数可能不稳定！
最好使用2200pF云母电容作为标准电容Cref，这个电容的精度直接决定了小电容和电感的测量精度！(不过不会影响频率和电解电容的测量精度。)
Rref的调试方法在上面的原理中已经提到。比较器的非反相输入端的电压UC是0.632e(电源电压)。
施用方式
测量小电容，电感，频率是一套功能。具体测量由S1/S2的州决定，MCU可以根据S1/S2的州自动识别测量哪一个。大电解电容和小电解电容为一组，具体测量大电解电容还是小电解电容由S3州决定，单片机可以根据S3州自动识别测量大电解电容还是小电解电容。需要功能切换按钮(示意图中的Btn3)在两组功能之间切换。
1.打开引导界面的电源。
显示网址和大道的必须是会员号。
2.启动前，小电容和电感齿轮未经校准。
此时，S1/S2/S3都处于弹出状态。当S1/S2处于其他状态时，其他测量界面(频率Fx或电感Lx测量界面)将自动显示。
图中3.7pF的误差未经校准。一般这个值会比较大，在测量小电容和电感之前必须进行校准。不需要校准频率范围和电解电容测量范围。校准仅适用于小电容和电感测量。
3.小电容和电感齿轮的校准
校准时，只要在测量电容未连接的情况下，按下校准(复位)按钮(原理图中的Btn2)，Cx就会自动复位(如下图所示)。
在感应器校准中，必须短接感应器和GND的端子Lx，然后按下校准按钮。因为不方便，所以不推荐电感校准。小电容和电感的校准是等效的。小电容校准后，按S1测量电感，无需重复校准。
4.测量小电容。
S1/S2处于弹出状态，微控制器会自动显示测量小电容的界面，除非按下功能开关按钮(示意图Btn3)切换到电解电容。
校准后，将小电容直接连接在Cx和GND之间，如下图所示。第一行显示测得的电容值，第二行显示当前LC振荡电路的频率。
小电容的实际测试：
1000pF
150纳法
5.测量电感
按下S1，弹出S2，MCU会自动显示电感测量界面，除非按下功能开关按钮(原理图Btn3)切换到电解电容。
如下图所示，在Lx和GND之间连接电感。第一行显示测得的电感值，第二行显示当前LC振荡电路的频率。
测得的电感与焊接在电路板上的电感相同，标称值为100uH。
电感的实际测试
标称220uH
6.频率测量
按下S2(S1与什么状态无关)，MCU会自动显示测频界面，除非按下功能切换按钮(原理图Btn3)切换到电解电容。
测量仪可以测量幅度相对较小的信号。频率测量范围为50Hz至400KHz，测量精度在0.2%以内。
这是测量20KHz信号的界面。
7.测量电解电容。
在测量小电容、电感和频率的任何状态下，按一次功能开关按钮(示意图中的Btn3)将切换到测量电解电容状态，然后自动识别测量值是否正确
拍照后稍微改动了一下程序，测量范围增加到了12000uF。
电解电容器的实际测试
0.47uF，虽然叫电解档，实际上电解和非电解电容都可以测。
470uF
1000uF
至此，整个DIY已经完成。谢谢你的欣赏。PS:下载相关程序，请点击这里。
