基于STM32的电阻、电容测量（NE555芯片RC振荡法）

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前言

做的一个关于电阻和电容的测量电路，都是比较通用的。经过实际测试，电容测量电路还是可以的，电阻测量电路有一个缺点就是，随着测量时长的推移，在小电阻的测量时，比如0-100欧姆测量时，检测到的RC震荡频率会增加， 所以小电阻需要校正一下，否则小电阻容易出现较大的偏差。大电阻的话测量精度还是可以的。

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一、电路图

具体的电阻电容选值已经标好了，这个电阻电容的选值对应的测量范围为电阻10-1M欧姆，电容1-220nf左右。输出F口的作用主要在于通过两个自锁开关切换电阻或者电容的测量，只用占用单片机的一个IO口，这个IO口进行外部中断。

1.电阻测量公式

FR为我们测量到的频率
在实际电路中，R12和R13均被设置为1.5K。由于单片机内部被设定为每隔一秒钟检测一次脉冲的个数，故在极限状况下可以测的大范围的电阻。若需要改进优化范围，可以改变R13和R12电阻的大小，使其产生不同的谐振状态，从而实现不同范围的需求。

2.电容测量公式

同样FC为测的电容频率

二、代码实现

1.外部中断代码

#include "exti.h"
#include "key.h"
#include "delay.h"
#include "stm32f10x_exti.h" 
long Pulsenum;	//脉冲个数 
void EXTIX_Init(void)//外部中断初始化函数
{
  EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;
  NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);//外部中断，需要使能AFIO时钟
  GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA,GPIO_PinSource15);
  EXTI_InitStructure.EXTI_Line=EXTI_Line15;
  EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;	
  EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;
  EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
  EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);	  	//根据EXTI_InitStruct中指定的参数初始化外设EXTI寄存器
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI15_10_IRQn;			//使能按键所在的外部中断通道
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0x00;	//抢占优先级2， 
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0x01;					//子优先级1
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;								//使能外部中断通道
  NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); 
}
void EXTI15_10_IRQHandler(void)
{
  Pulsenum++;
  EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line15); 
}

外部中断主要是为了采集电阻电容端口对应的频率，此处的话是用PA15作为中断触发口。

2.定时器中断处理数据

代码如下（示例）：

#include "timer.h"
#include "led.h"
#include "usart.h"
#include "adc.h"
#include "exti.h"
#include "main.h"
//电阻--------------------------------
unsigned long  Z1=14026950.00;
float RZ=0;
unsigned long   RX=0;
unsigned long   RX2=0;
unsigned long   RX3=0;
unsigned long   RX4=0;
unsigned long   RX5=0;
unsigned long   RX6=0;
unsigned long   RX7=0;
unsigned long   RX8=0;
unsigned long   RX9=0;
unsigned long   R=0;
//电容--------------------------------
float CZ=0;
float CX=0;
unsigned long   x;
void TIM3_Int_Init(u16 arr,u16 psc)
{
  TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr;
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc;  
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0;
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  
	TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure);  
	TIM_ITConfig(TIM3, TIM_IT_Update|TIM_IT_Trigger,ENABLE);
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn;  
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;  
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;  
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; 
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);  
	TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);  							 
}
void TIM3_IRQHandler(void)   //TIM3中断
{
	static u16 count;
	if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update) != RESET) //检查指定的TIM中断发生与否:TIM 中断源 
	{
		/*电阻采集*/
		count++;
    if(count >= 1000)
	  {
			count = 0;
			x = Pulsenum;                                                  //测得的脉冲值数量，也就是FR
			if(mode==3)
			{
				if(x<=8)Z1=14006950.00;
				else if(x>8&&x<30)Z1=14726950.00;
				else if(x>30&&x<300)Z1=14526950.00;
				else if(x>300&&x<1000)Z1=14867950.00;
				else if(x>1000&&x<5000)Z1=14467950.00;
			  RZ=(Z1/x);                                                     //测量100到1000
			  RX=RZ-1500;
			  RX=RX>>1;                                                      //对应的除以2
        if(RX>=1490)
        {
          RX=RX-1490;
        }else
        {
			    RX=0;
        }
			  if(x==0){RX=0;RX2=0;RX3=0;RX4=0;RX5=0;RX6=0;RX7=0;RX8=0;RX9=0;}//如果测得的频率为0，则此次测得的结果都为0
        if(RX>2000000){RX=2000000;}                                    //如果电阻测得的结果大于1M欧姆，则结果就等于1M欧姆
			  RX2=(RX+RX3+RX4+RX5+RX6+RX7+RX8+RX9)>>3;                //求平均提高精度
			  RX9=RX8;RX8=RX7;RX7=RX6;RX6=RX5;RX5=RX4;RX4=RX3;RX3=RX; //依次赋值
				Pulsenum = 0;
			}
			/*电容采集*/
			else if(mode==4)
			{
				CZ=708317/x-7;
				if(CZ>9999999)CZ=9999999;  //限制最高值
				Pulsenum = 0;
			}
		}
		TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_Update  );  //清除TIMx的中断待处理位:TIM 中断源 
	}
}

从上往下看，在电阻参数设置一栏里面，定义了RX-RX9还有R，这个主要是为了提高电阻测量的精度。在实际的测试过程中电阻需要测量八次才能得到一个稳定的电阻值，也就是8s左右得到稳定的电阻值。Z1是我们设置好的一个参数。通过调节这个参数可以改变我们的精度。电容参数设置也是一样，x是我们每秒检测到的一个频率值。通过外部中断里面的pulse赋值。

在定时器三中断里面有一个count计数，此处定时器设置的频率为1KHz，因此count计数到1000的时候自动归零，也代表过了一秒钟，所以进行一次脉冲数的赋值给x。mode是我们设置的检测模式，此处当模式为3的时候进行电阻的测量，模式为4的时候进行电容的测量。

x的值越小，代表测量的电阻阻值越大。一般我调试的时候会进行划分区间段的调试，这样能够尽可能地提升测量的精度。通过keil的软件仿真观测不同阻值对应不同x值，从而改变Z1的大小，Z1越大，阻值就越大。Z1越小，阻值就越小。通过改变Z1的大小，从而获得某个区间段更优的数据。在if（RX>=1490)里面，这个1490的值是不确定的，是要根据你测量小电阻的时候来。假设如果10欧姆的电阻测量起来以后显示20欧姆的话，请把多余的这部分带入到上面的公式里面，修改1490的大小，如果大于真实电阻值的话，就把这个1490略微增大点，如果小于真实电阻值的话，就把1490稍微减小一点。

电容采集这边的话就是改变708317这个值，你可以用小电容定标，也可以用大电容定标，这都是没问题的，通过改变这个值获得更高精度的电容测量值。前提是测量的电容都是无极性电容。

在主函数中，只需要调用着两个数值即可，即可获得想要的电阻电容值。

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总结

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