简易电阻电容和电感测量仪 STM32

使用STM32开发简易LCR测量仪
STM32 LCR 测量仪概述
为了构建一个高效的RLC测量仪，可以利用STM32单片机的强大处理能力和丰富的外设资源来完成自动化识别与精准测量电阻、电感以及电容的任务[^1]。
硬件连接方案
对于硬件部分的设计，推荐采用自平衡电桥方法来进行阻抗测量。此方式依赖于一个简单的运算放大器作为I-V转换器，在合理成本下实现了良好精度；不过需要注意的是运放性能会限制系统的高频响应特性[^2]。具体来说：

电源供电：确保给定的电源稳定可靠，建议使用线性稳压器为整个电路提供干净的工作电压。
信号发生模块：选用DDS芯片或者PWM波形生成激励信号，频率覆盖目标元件的有效工作区间。
传感器接口：搭建用于接入待测器件(DUT)的插座或夹具，并通过屏蔽电缆将其连接至主控板上的相应端口。
**模拟前端(AFE)**：围绕选定类型的运放建立差分输入结构，配合必要的滤波单元减少噪声影响。
**微控制器单元(MCU)**：核心处理器应具备足够的ADC分辨率和采样速率支持后续数据采集需求。

软件编程实例
下面给出一段Python风格伪代码表示如何配置定时器中断服务程序读取来自外部设备的数据并计算所需物理量:
#include "stm32f4xx_hal.h"

// 定义全局变量存储测量结果
float resistance, capacitance, inductance;

void SystemClock_Config(void);
static void MX_GPIO_Init(void);
static void MX_ADC_Init(void);

int main(void){
HAL_Init();
SystemClock_Config();

// 初始化GPIO 和 ADC 模块
MX_GPIO_Init();
MX_ADC_Init();

while (1){
/* 用户交互逻辑 */

// 启动一次完整的扫描周期
if(HAL_ADC_Start(&hadc)!=HAL_OK){
Error_Handler(__FILE__,__LINE__);
}

// 阻塞等待直到获取有效样本集
if(HAL_ADC_PollForConversion(&hadc,HAL_MAX_DELAY)!=HAL_OK){
Error_Handler(__FILE__,__LINE__);
}

// 处理原始AD值得到最终参数估计
CalculateParametersFromRawData(HAL_ADC_GetValue(&hadc));

// 显示当前状态信息
DisplayResults(resistance,capacitance,inductance);
}
}

/**
* @brief 计算实际电气属性函数
* 基于先前获得的一组离散化数值推导出具体的R/L/C估值
*/
void CalculateParametersFromRawData(uint32_t raw_adc_value){
float voltage_ratio;

// 将量化后的编码映射回连续域内的真实电平比例因子
voltage_ratio=(float)(raw_adc_value)/(uint32_t)(0xFFFF)*VREF;

// 应用特定算法解析未知组件特征...
}