【分享】罗敏 贺沁馨 基于STM32和迪文屏的LCR测量仪

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一、作品介绍
本作品为基于迪文屏的LCR测量仪，可完成LCR三类元件的参数测量。系统以迪文串口屏为核心交互界面，通过触摸屏实现一键测量及实时数据显示功能。

二、工作原理
本LCR测量仪依托信号转换的思路实现参数检测，以STM32作为信号采集与运算核心，借助NE555定时器搭配外围电路，将电阻、电容、电感的物理参数分别转化为频率或脉冲宽度电信号。电感测量时，被测电感与外围电容组成LC振荡回路，信号经两级三极管放大后由NE555整形为方波，电感量与振荡频率成反比，STM32统计脉冲数量即可换算出电感值；电容测量利用NE555单稳态工作模式，被测电容与固定电阻构成RC充放电回路，电容容量决定输出脉冲宽度，主控捕获脉宽后计算得到电容数值；电阻测量则使NE555工作在多谐振荡模式，被测电阻影响回路充放电速度，阻值越大振荡频率越低，设备通过多次采样取平均的方式降低误差，同时对测量数值进行量程限制。CD4052多路选择开关根据测量类型切换信号通道，迪文串口屏接收触控指令并回显最终测量数据，配合滤波电路保障信号传输稳定，完成整套测量流程。

三、设计思路
本装置采用主控+模块化硬件+触控交互的整体设计方案，选用STM32作为主控制器，搭配迪文串口屏搭建人机交互界面，划分出主控单元、通道切换单元、三类元件独立测量电路以及状态指示电路，模块化的结构便于组装、调试与故障排查。软件层面先通过专用工具完成迪文屏界面、按键与串口参数配置，编写程序实现串口通信、触控按键指令解析、信号采集、数据运算和结果发送等功能。整体按照上电初始化、选择测量档位、切换硬件通道、采集运算、数据显示的流程设计工作逻辑，硬件上增加滤波电容、信号放大电路优化测量性能，软件加入均值滤波与数值限幅算法提升测量精度，开发过程中采用分模块逐步调试的方式，解决通信异常、数据跳动、显示错乱等问题，最终实现电阻、电容、电感三类元件的全自动测量与结果可视化展示。