【分享】马梓明 基于迪文屏和STM32的简易RLC测量仪

clviolet

一、作品介绍
本作品是基于迪文 T5L 触摸屏 + STM32F103C8T6 制作的简易 RLC 测量仪，由电科 2304 马梓明设计制作。
测量量程：电阻 0Ω~680kΩ、电容 20pF~10μF、电感 200μH~100mH；可自动识别并显示小数点、对应物理单位，测量结果以多位数字分别在 LCD1602 和迪文屏上同步呈现。
硬件组成：核心为 STM32F103C8T6 单片机，搭配 NE555 振荡电路、CD4052 模拟开关、LCD1602 液晶、按键模块、LED 状态指示灯，同时外接迪文 T5L DGUS II 触摸屏实现人机交互。
功能特点：通过按键/触摸屏切换电阻、电容、电感三种测量模式，LED 区分当前档位；电路结构简单、成本低、稳定性较好，利用频率转换方式将元件参数转换为频率信号再反推计算，采用分段线性校准算法提升测量精度，实测误差控制在合理范围。

二、工作原理
整体核心原理：将 RLC 无源器件参数转换为频率信号，单片机采集频率后运算得出元件数值。
参数 - 频率转换：采用 NE555 振荡——电阻、电容测量接入 RC 多谐振荡回路，电感测量切换至电容三点式 LC 振荡回路，元件参数直接改变电路输出振荡频率；单片机对 10Hz~10kHz 区间频率计数精度最高，电路参数围绕该频段匹配设计。
通道切换：利用 CD4052 多路模拟开关，由 STM32 的 PC13、PC14 输出控制电平切换三路测量通道（AB=00 电容 / AB=01 电阻 / AB=10 电感），避免超量程或精度不足问题。
信号采集运算：NE555 输出的方波信号送至 STM32 PA15 引脚触发外部中断计数脉冲，TIM2 定时器每 100ms 读取频率值，依据 555 振荡周期公式反推计算元件数值，再经分段线性校准和多帧滑动平均滤波得到最终结果。
交互显示：测量结果同步输送至 LCD1602 液晶和迪文触摸屏完成数字、单位、小数点显示；按键与触摸屏可切换测量模式，LED 灯对应指示当前测量类型。

三、设计思路
1. 设计方案
频率转换测量法：NE555 振荡电路将元件参数转换成相应频率，单片机测量频率后经校准算法反推元件值，该方案数字化程度高、易编程控制、便于通过 CD4052 实现智能量程切换，综合精度与实用性良好。电阻电容共用 RC 多谐振荡拓扑，电感单独采用电容三点式 LC 振荡拓扑。

2. 整体结构
控制电路：以 STM32F103C8T6 单片机为核心，统筹频率采集、逻辑判断、量程切换、数据运算与外设驱动；
测量电路：NE555 振荡电路，完成 RLC 参数到频率的转换，是信号转换核心；
通道选择电路：CD4052 双路四通道模拟开关，由单片机 GPIO 控制 A、B 端实现测量回路选通；
显示与输入电路：LCD1602 液晶屏与迪文 T5L 触摸屏双屏同步显示，迪文屏通过 USART1 串口（115200bps）以 DGUS II 协议帧（0x5A 0xA5 帧头 + 0x82/0x83 读写命令）进行 VP 变量地址双向通信，实现显控分离；三个独立按键配合软件消抖实现模式切换。

演示视频： 【迪文屏RLC】：https://www.bilibili.com/video/B ... beb08299b75afff71c3