【分享】雷馨怡+付斌杰 简易LCR测试仪

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[color=rgba(0, 0, 0, 0.85)][color=rgba(0, 0, 0, 0.85)][color=rgba(0, 0, 0, 0.85)][color=rgba(0, 0, 0, 0.85)][color=rgba(0, 0, 0, 0.85)][color=rgba(0, 0, 0, 0.85)]一、作品介绍
本作品是基于 STM32 单片机 + NE555 振荡电路的简易电阻、电容、电感（RLC）综合测量仪，由中南大学电科 2305 班学生设计制作。

• 、测量量程：电阻 100Ω~1MΩ、电容 100pF~10000pF、电感 100μH~10000μH；支持自动量程切换，可自动识别并显示小数点、对应物理单位，测量结果以 4 位数字呈现。
• 硬件组成：核心为 STM32 单片机，搭配 NE555 多谐振荡电路、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，利用频率转换方式提升测量自动化与精度，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 多谐振荡电路，把待测电阻、电容、电感接入振荡回路，元件参数会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，电路参数也围绕该频段匹配设计。
• 通道与量程切换：利用 CD4052 多路模拟开关，由 STM32 输出控制电平切换测量通道与不同量程档位，实现自动量程识别与切换，避免超量程或精度不足问题。
• 信号采集与运算：STM32 内部定时器、外部中断采集振荡脉冲频率，依据 555 电路振荡周期公式反推计算出被测电阻、电容、电感的实际数值。
• 人机交互与显示：测量结果经程序处理后，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. 方案选型
对比伏安法 / 传统万用表测量法与参数转频率测量法：前者需采集多路模拟量、电路复杂、难以实现自动化与自动量程；最终选定555 振荡 + 单片机测频方案，该方案数字化程度高、易编程控制、便于实现智能量程切换，综合精度与实用性更优。

   2. 整体架构规划
系统分为四大模块，分工明确：

• 主控模块：以 STM32 单片机为核心，统筹信号采集、逻辑判断、量程切换、数据运算、外设驱动；
• 测量模块：NE555 振荡电路，完成 RLC 参数到频率的转换，是信号转换核心；
• 通道切换模块：CD4052 模拟开
  关，由单片机控制实现
  
  

演示视频：链接: https://pan.baidu.com/s/1OD_taVtSYbATekkAtv-D_A?pwd=h2ec 提取码: h2ec