毕业设计---简易自动电阻测试仪的设计

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简易自动电阻测试仪的制作

简易自动电阻测试仪的制作

2011年全国大学生电子设计竞赛(全国二等奖获得者)简易自动电阻测试仪(G题)简易自动电阻测试仪摘要:本设计以STC89C51RC为主控制器,测量电路采用的是串联分压原理,以标准电阻为基准,用被测电阻与标准电阻上的分压进行比较,然后通过计算得出被测电阻的阻值。

再经过信号处理将测量电路输出的电压送给A/D转换器,用单片机控制器读取A/D转换后的值在其内部转换后输出给液晶进行显示被测电阻值。

按照此种方法计算较为简单,原理清晰,操作方便。

单片机主要完成采集和处理经过转化的数字量信号,完成键盘录入、液晶显示等功能。

此系统性能稳定,精度高,误差在1%以内,具有良好的实用价值。

关键词:A/D转换,STC89C51RC,液晶显示目录4444445667888991010电位器阻值变化曲线装置10 1010111测试使用的仪器设备1测试方案与测试条件1测试数据1结果分析35结论3基本部分3发挥部分3其它345571系统设计设计要求(1)测量量程为100Ω、1KΩ、10KΩ、10MΩ四档。

测量准确度为±(1%读数+2字)。

(2)3位数字显示(最大显示数必须为999),能自动显示小数点和单位,测量速率大于5次/秒。

(3)100Ω、1KΩ、10KΩ三档量程具有自动量程转换功能。

总体设计方案1.2.1 设计思路题目要求设计一台简易自动电阻测试仪,实现对电阻的测量。

设计主要分为电阻测量电路模块和MCU数据处理模块。

电阻测量电路模块是根据串联分压原理,让被测电阻与标准电阻串联,以标准电阻作为测量量程的基准,用恒压源给电路供电,根据被测电阻的不同,标准电阻两端的电压就会发生改变,将标准电阻两端的电压值经过处理后给A/D转换器,然后送给单片机,在单片机内通过A/D转换的电压值转换成被测电阻的阻值,采用矩阵键盘对需要设置项进行设置,以LCD12864液晶进行显示工作界面。

如图1 所示是系统总体框图:图1 系统总体框图1.2.2 系统方案设计(1)电阻测量方案论证方案一:串联分压原理图2串联分压原理图根据串联电路的分压原理可知,串联电路上电压与电阻成正比关系。

大学生电子设计竞赛设计报告材料-简易自动电阻测试仪

大学生电子设计竞赛设计报告材料-简易自动电阻测试仪

简易自动电阻测试仪(G题)设计报告参赛学校:常州机电职业技术学院作者:朱化吉冯海涛骆翠玲简易自动电阻测试仪摘要该简易自动电阻测试仪可实现对电阻的自动测试功能,具有自动电阻筛选功能,并能自动测量和显示电位器阻值随旋转角度变化的曲线。

根据选题要求,该测试仪以AT89C55为核心,结合键盘、显示、程控放大器、A/D、步进电机控制器等外围电路,较好地实现了要求的功能。

测量量程为100Ω、1kΩ、10k Ω、10MΩ四档。

测量准确度为±(1%读数+2 字)。

3 位数字显示(最大显示数为999),能自动显示小数点和单位,测量速率大于5 次/秒。

100Ω、1kΩ、10kΩ三档量程具有自动量程转换功能。

具有自动电阻筛选功能。

即在进行电阻筛选测量时,用户通过键盘输入要求的电阻值和筛选的误差值;测量时,仪器能在显示被测电阻阻值的同时,给出该电阻是否符合筛选要求的指示。

设计并制作了一个能自动测量和显示电位器阻值随旋转角度变化曲线的辅助装置,曲线各点的测量准确度为±(5%读数+2 字),全程测量时间不大于10 秒,测量点不少于15 点。

关键词:单片机,电阻测试仪,自动量程转换,自动电阻筛选1 方案的选择与论证图1对各模块的实现,分别有以下一些不同的设计方案:1.1 系统控制模块方案一:FPGA/CPLD方式。

即用FPGA/CPLD完成键盘设置、步进电机控制、显示电路的驱动、与电阻测量模块的接口等功能。

这种方案的优点在于系统结构紧凑、速度快,而且可以使用的I/O口线很多;缺点是FPGA的设计与调试与单片机相比比较繁琐,调试的效率比较低,不够灵活。

方案二:单片机方式。

使用单片机也可以完成键盘设置、步进电机控制、显示电路的驱动、与电阻测量模块的接口功能。

单片机算术运算功能强,软件编程灵活、自由度大,可以用软件编程实现各种算法和逻辑控制,并且由于其功耗低、体积小、技术成熟和成本低等优点,使其在各个领域应用广泛,调试的效率也比较高。

简易自动电阻测试仪的设计说明

简易自动电阻测试仪的设计说明

毕业设计说明书课题名称:简易自动电阻测试仪的设计目录摘要 (2)1 系统电路原理及元件选择 (3)1.1 单片机模块的论证与选择 (4)1.2 A/D转换模块的论证与选择 (4)1.3 显示模块的论证与选择 (4)2 系统理论分析与计算 (5)2.1 电阻测量原理 (5)2.2 自动量程转换 (5)2.3 电阻筛选功能 (5)2.4 电位器阻值变化曲线装置 (6)3 硬件设计 (7)3.1 AD转换模块 (7)3.2辅助装置模块 (7)3.3键盘与显示模块 (7)4 软件设计 (7)4.1 自动档位处理模块 (7)4.2 A/D转换模块 (8)4.3 电阻筛选模块 (8)5 系统功能检测 (8)5.1 测试方案、测试条件及测试仪器 (8)5.2 测试结果完整性 (8)5.3 测试结果分析 (9)6 设计总结 (9)7参考文献 (10)致谢 (11)附录1:电路图图纸 (12)附录2:PCB图纸 (13)附录3(a):自动档位处理流程图 (14)附录3(b):电机驱动流程图 (15)附录3(c):筛选模块流程图 (16)摘要本系统设计的是简易自动电阻测试仪,主要由单片机模块、A/D转换模块、自动换挡模块、电阻测量模块、辅助装置模块、键盘及显示模块组成。

本系统以STC12C5A60S2单片机为主控制器,AD574芯片为A/D转换芯片,LCD12864液晶模块为显示模块,可实现电阻自动测量显示以及测量量程100Ω、1KΩ、10KΩ、10M Ω四档自动切换功能,测量准确度为±(1%读数+2字),测试速率大于5次/秒。

同时,本系统可实现显示旋转电位器随旋转角度阻值变化曲线的辅助装置,其全程测量不超过10秒,测量点不少于15个点。

整个控制系统硬件设计简单实用,性价比较高,功能全面,响应较快,经过测试本系统完全符合项目设计要求。

关键词:电阻测试;STC12C5A60S2;AD574;LCD12864液晶1 系统电路原理及元件选择本系统主要由单片机模块、A/D转换模块、自动换挡模块、电阻测量模块、辅助装置模块、键盘及显示模块组成。

大学生电子设计竞赛设计报告-简易自动电阻测试仪

大学生电子设计竞赛设计报告-简易自动电阻测试仪

简易自动电阻测试仪(G题)设计报告参赛学校:常州机电职业技术学院作者:朱化吉冯海涛骆翠玲简易自动电阻测试仪摘要该简易自动电阻测试仪可实现对电阻的自动测试功能,具有自动电阻筛选功能,并能自动测量和显示电位器阻值随旋转角度变化的曲线。

根据选题要求,该测试仪以AT89C55为核心,结合键盘、显示、程控放大器、A/D、步进电机控制器等外围电路,较好地实现了要求的功能。

测量量程为100Ω、1kΩ、10k Ω、10MΩ四档。

测量准确度为±(1%读数+2 字)。

3 位数字显示(最大显示数为999),能自动显示小数点和单位,测量速率大于5 次/秒。

100Ω、1kΩ、10kΩ三档量程具有自动量程转换功能。

具有自动电阻筛选功能。

即在进行电阻筛选测量时,用户通过键盘输入要求的电阻值和筛选的误差值;测量时,仪器能在显示被测电阻阻值的同时,给出该电阻是否符合筛选要求的指示。

设计并制作了一个能自动测量和显示电位器阻值随旋转角度变化曲线的辅助装置,曲线各点的测量准确度为±(5%读数+2 字),全程测量时间不大于10 秒,测量点不少于15 点。

关键词:单片机,电阻测试仪,自动量程转换,自动电阻筛选1 方案的选择与论证图1对各模块的实现,分别有以下一些不同的设计方案:1.1 系统控制模块方案一:FPGA/CPLD方式。

即用FPGA/CPLD完成键盘设置、步进电机控制、显示电路的驱动、与电阻测量模块的接口等功能。

这种方案的优点在于系统结构紧凑、速度快,而且可以使用的I/O口线很多;缺点是FPGA的设计与调试与单片机相比比较繁琐,调试的效率比较低,不够灵活。

方案二:单片机方式。

使用单片机也可以完成键盘设置、步进电机控制、显示电路的驱动、与电阻测量模块的接口功能。

单片机算术运算功能强,软件编程灵活、自由度大,可以用软件编程实现各种算法和逻辑控制,并且由于其功耗低、体积小、技术成熟和成本低等优点,使其在各个领域应用广泛,调试的效率也比较高。

简易自动电阻测试仪设计报告

简易自动电阻测试仪设计报告

摘要近年来,电子工业发展很快,电子元器件更是发展迅速,应用最为广泛,在实际电子设计中我们往往要测量出电子元器件的大小。

如;电阻的阻值,因此,设计一个不仅安全性和可靠性高,而且简易实用的电阻测量仪具有很大的现实意义。

目前单片机渗透于我们生活的各个邻域,它具有结构简单、可靠性高、体积小、等优点,采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化,且功能强大,例如精密的测量设备(功率计,示波器,各种分析仪)。

在系统硬件设计中,利用STC公司(宏晶科技)生产的STC12C5A60S2系列做为核心控制芯片设计一款简易电阻测量仪,设计主要采用按键控制功能之间的切换,并实现各量程的自动转换从而实现各个参数的测量。

在系统软件设计中,利用keil c51软件开发系统的软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具,编译后生成的汇编代码。

关键字:STC12C5A60S2、MzLH01-12864、单片机AbstractIn recent years, the electronics industry is developing very quickly, electronic components is developed rapidly, and most widely used in practical electronic design, we tend to measure the size of the electronic components. Such as; Resistance, therefore, resistance of the design a not only security and reliability of the high, and simple practical resistance measurement instrument has great practical significance.At present SCM penetration in our life in all neighborhood, it is simple in structure, high reliability, small volume, etc, and USES the monolithic control makes instruments digital, intelligent, miniaturization, and powerful functions, such as the measurement precision equipment (the power meter, oscilloscope, all kinds of analyzer).In the hardware design, the use of the company's digital multimeter MAXIM integrated chip MAX134 design a simple resistance measurement instrument, will use the resistance of the corresponding oscillating circuit transformation frequency so as to realize the various parameters measurement.In the design of software system, using the keil software development system software c51 provide rich library function and powerful integrated development debug tool, compiled generated assembly code.Key word: MAX134, MzLH01-12864 and single-chip microcomputer目录一前言................................................................... (4)二总体方案设计 (5)1方案比较………………………………………………….. .62 方案选择 (7)三模块设计………………………. …………………………….. .101 电源模块 (10)2显示模块................................................... .. (11)3主程序模块 (12)4电阻测试模块 (15)四软件设计 (16)1 软件设计流程 (13)五测试参数 (15)六设计总结 (16)1设计收获及体会 (16)七参考文献 (17)八附 (18)前言近年来,电子工业发展很快,由于生产技术的提高和加工工艺的改进,电子元器件发展迅速,应用最为广泛,成为近代科学发展的重要标志,在实际电子设计中我们往往要测量出电子元器件的大小。

简易自动电阻测试仪

简易自动电阻测试仪

简易自动电阻测试仪(G)【高职高专组】设计报告时间:2011.9.2摘要设计制作了基于AT89S52单片机的一种电压测量电路,该电路采用ICL7135高精度、双积分A/D转换电路,测量范围直流0-±2.50伏,使用LCD液晶模块显示,可以与PC机进行串行通信。

正文着重给出了软硬件系统的各部分电路,介绍了双积分电路的原理,AT89S52的特点,ICL7135的功能和应用,CD4040的功能和应用。

该电路设计新颖、功能强大、可扩展性强。

采用的技术主要有:(1)通过编程来实现对电阻值的直接测量;(2)ICL7135转换器的有效应用;(3)12864液晶显示器的有效应用;(4)通过键盘实现对电阻阻值参数的设定;(5)通过单片机控制电机实现对电位器的自动控制。

关键词:AT89S52、ICL7135、12864液晶显示、键盘。

abstractThis paper introduces A kind of based on A kind of AT89S52 SCM voltage measurement circuit, this circuit adopts high precision, ICL7135 dual-slope A/D circuit, measurement range dc 0-+ 2.500 v, use LCD module that can be with A PC for serial communication. The text mainly gives all the parts of the circuit hardware and software system, this paper introduces the principle of the double integral circuit AT89S52 devices, the characteristics of the ICL7135, function and application of the function and application, CD4040. The circuit design is novel, the powerful, flexible expandability.The technique to be used mainly has:(1) through the programming to realize the resistance value directly measuring the;(2) ICL7135 converter effective application;(3) 12864 LCD monitor effective application;(4) through the keyboard to realize resistance tolerance of parameters set;(5) through the single-chip microcomputer control motor to realize the automatic control of potentiometer.Keywords: AT89S52 devices, ICL7135, 12864 liquid crystal display, keyboard.目录1 前言 (5)2 方案设计与论证 (6)2.1 阻值信号采集电路方案选择 (6)2.2 档位选择电路方案设计 (7)2.3 单片机控制系统方案设计 (7)2.4总体电路设计 (8)3 硬件电路设计 (8)3.1 总体设计框图及说明 (8)3.2 A/D 转换电路 (9)3.2.1双积A/D 转换器的工作原理如图1.2 (9)3.2.2与单片机系统的串行连接 (10)3.3 单片机控制部分 (11)4 系统软件设计 (12)4.1 程序机构说明 (12)4.2 程序流程 (12)4.2.1主控程序 (12)4.2.2 (13)5 测试结果及结果分析 (15)6 参考文献 (15)7设计总计 (16)附:原理图 (16)1 前言在工程实践中,常需要测定某些高导电材料的电阻率。

自动电阻测量仪设计

自动电阻测量仪设计
流 源 测量 前 三 档 电 阻 时稳 定 性 较 高 , 性 能优 越 。设 计 达 到 了要 求 的指 标 , 具备 较 高 的精 确度 。 关键词 : 恒流源 , 自动 切 换 , A / D 转换 模 块 。 C 8 0 5 1 F 3 6 0单 片机
1 方 案 设 计
为 了 能 自动 切 换 四 个 档 位 的 电 阻 量 程 ,需 要 向 系统 输 入 四
口 的 AE NB L 、 B E NB L为 H 桥 的 使 能 信 号 n R E S E T为 低 电 平 有
前三档电阻的测量 。
图3 A/ D 转换 器 原 理 圈
其 中在 MA X 1 8 7芯 片 模 拟 量 输 入 端 加 上 R C低通 滤波器 ,
目 的在 于 使 其 输 入 电 压 能 稳定 , 提 高 最 后 的测 量 精 度 。
2 . 3 步 进 电 机 驱 动 电 路 分析 采 用 DR V 8 8 1 2构 成 的 电 机 驱 动 电 路 原 理 图 如 图 4所 示 。 J 1口的 A P H A S E、 B P H A S E用 于 两 个 H 桥 的 方 向控 制 。J 1
1 3 2
自动 电 阻测 量 仪 设 计
葛伟 东 叶 听 ( 浙江工业大学信息学院通信工程, 浙江 杭州 3 1 0 0 2 3 )
摘 要
系统 基 于 C 8 0 5 1 F 3 6 0单 片机 的 自动 电 阻 测 量 仪 , 通 过 恒 流 源模 块 、 切 换档模块 、 分压模 块、 A / D转换模块 、 电机 模 块
l /
4 ) A / D转 换 部 分 采 用 1 2位 高 精 度 转 换 新 盘 将 电 压 信 号 转 换 为数 字信 号 , 传送给单片机 。 5 ) 当被 测 电 阻 阻值 较 大 时 , 须 采 用 阻 抗 电 路 来 消 除 前 级 分

简易自动电阻测试仪报告

简易自动电阻测试仪报告

2011年全国大学生电子设计竞赛简易自动电阻测试仪(G 题)【高职高专组】2011年9月1日简易自动电阻测试仪摘要电阻是现代电子电路中最常用最常见的电子元件之一,因此对电阻的测量是经常性的工作。

根据本届全国电子设计竞赛G题的要求,本系统利用 STC 公司的16位超低功耗单片机 STC12C5A32S2、CD7501和LM358,采用伏安法设计了简易自动电阻测试仪。

简易自动电阻测试仪具有:1、阻值测量精确(精度为读数的±1%+2字),2、自动选择合适量程的功能,3、电阻筛选功能,4、数码显示。

实验测试结果表明,本系统性能稳定,测量精度高。

关键词电阻测量仪电子仪器自动量程转换目录一、总体方案设计 (2)1.1电阻测量方法选择 (2)1.2系统整体模块设计 (2)二、理论计算与参数 (2)2.1基准电阻计算选择 (2)2.2量程切换参数计算 (2)三、单元电路设计 (2)3.1 六路自动量程切换电路选择 (2)3.2 恒流源的设计 (4)3.3 单片机的选择与论证 (4)3.4 显示模块的论证与选择 (5)四、软件设计 (5)4.1 单片机资源分配 (5)4.2 软件延时程序. (5)4.3 按键键值读取程序 (6)4.4 ADC初始化程序 (6)4.5 ADC采样驱动程序 (6)4.6 被测电阻值计算程序 (7)五、系统测试 (9)5.1 测试方案 (9)5.2 测试条件与仪器 (9)5.3 测试结果及分析 (9)附录1:测试电路实物图 (10)附录2:电路原理图 (13)附录3:源程序 (14)一、总体方案设计1.1电阻测量方法选择方案一:交流电桥测量法交流电桥的构造及原理均与直流惠斯通电桥相同,电源使用交流电,四臂的阻抗 Z1、Z2、Z3、Z4,可以用电阻、电感、电容或其他组合,电桥平衡的条件是Z 1×Z 2=Z 3×Z 4此条件显示交流电桥不同于直流电桥:首先条件有两个,因此,需要调节两个参数才能使电桥平衡;其次,阻抗的多样性可以组合成各具特色的电桥,但非所有电桥都能同时满足达到平衡的条件。

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毕业设计(论文)任务书课题名称:简易自动电阻测试仪的设计一、原始依据(资料):刘松曹金玲《单片机技术与应用》天津电子信息职业技术学院《智能电子》《智能PID调节器的设计及应用》《传感器技术》二、设计(论文)内容和要求:设计内容:本系统对于不同的量程分别采用恒流源测阻电路、分压法测阻电路和惠更斯桥I/V变换测阻电路进行电阻测量,充分的发挥出不同电路不同量程的工作特点,并且在软件上进行了校准。

本自动电阻测试仪恒流源以及稳压电路由CA3140、TL431等元器件实现,由ATmega128高速单片机为主控制器,通过其内部自带10位AD转换器的A/D转换,对被测电阻两端电压信号进行采样,把连续信号离散化,然后通过LCD液晶显示屏显示电阻的大小。

该自动测试仪能够较精确的测量1Ω—10MΩ范围内的电阻,其测量误差为±1%,是一个简单易用的电阻测试仪方案。

该系统有,能够自动换档,筛选电阻,并且绘制电阻变化曲线。

实现了测量准确度为±(1%读数+2 字)的三位有效数字显示的简易自动电阻测试仪。

通过偏置电源的改进提高了精度,又通过软件算法的改进再次提高了精度,对22个范围在0~10M电阻的反复测试,证明了该系统测量精度的明显改善。

设计要求:该简易自动电阻测试仪系统实现了测量准确度为±(1%读数+2 字)的三位有效数字显示。

通过偏置电源的改进第一次提高了精度,又通过软件算法的改进再次提高了精度,对22个范围在0~10M电阻的反复测试三、建议查阅的技术资料:【1】刘松曹金玲《单片机技术与应用》天津电子信息职业技术学院【2】金发庆等编. 传感器技术与应用.北京机械工业出版社,2002【3】刘伯春.智能PID调节器的设计及应用.电子自动化,1995;(3):20~25【4】赵娜,赵刚,于珍珠等.基于51 单片机的温度测量系统[J]. 微计算机信息,2007,1-2:146-148。

【5】LED市场受节能减排利好关注度持续飙升.中国经济网(北京),2010/11/12【6】LED所涉及领域应用及研究报告,2010/11/24天津电子信息职业技术学院页号(1)序号起止日期计划完成内容实际完成内容检查日期检查人签字1 2011.10.31-2011.11.6分析课题搜集资料分析课题搜集资料2 2011.11.7-2011.11.13硬件设计硬件设计3 2011.11.14-2011.11.20软件设计软件设计4 2011.11.20-2011.12.25总结并撰写论文总结并撰写论文567系毕业设计(论文)领导小组审阅意见:系主任签字:年月日天津电子信息职业技术学院页号(2)注:1.本任务书由指导教师填写。

2.签字部分用笔填写,其余各项均要求打印。

(宋体、小4号字)毕业设计(论文)题目简易自动电阻测试仪的设计学生姓名侯明亮系别电子技术系专业、班级汽电S10-1指导教师李明职称讲师工作单位天津电子信息职业技术学院指导教师职称工作单位实践地点天津电子信息职业技术学院交表日期毕业设计(论文)开题报告内容要求:①课题的意义、现状及发展趋势。

②课题的研究内容、研究方法、研究手段、研究步骤。

③课题所需的参考书目等。

注:开题报告占毕业设计(论文)总成绩的10% 。

一、课题的意义、现状及发展趋势1、意义该简易自动电阻测试仪系统实现了测量准确度为±(1%读数+2 字)的三位有效数字显示。

通过偏置电源的改进第一次提高了精度,又通过软件算法的改进再次提高了精度,对22个范围在0~10M电阻的反复测试,证明了该系统测量精度的明显改善。

2、现状电子信息技术已经成为新一代汽车发展方向的主导因素,尤其是单片机的应用正在不断地走向深入,同时带动传统控制检测日新月益更新。

机动车的动力性能、操控性能、安全性能和舒适性能等各个方面的改进和提高,都将依赖于机械系统及结构和电子产品、信息技术间的完美结合。

3、发展趋势智能电子已经经历了几个发展阶段:从分立电子元器件搭建的电路监测控制,经过了电子元器件或组件加微处理器构筑的各自独立的、专用的、半自动和自动的操控系统,现在已经进入了采用高速总线(目前至少有5种以上总线已开发使用),统一交换汽车运行中的各种电子装备和系统的数据,实现综合、智能调控的新阶段。

新的汽车电子系统由各个电子控制单元组成,可以独立操控,同时又能协调到整体运行的最佳状态。

天津电子信息职业技术学院页号(1)二、课题的内容、研究方法、研究手段及研究步骤1.课题的内容(1)ATmega128高速单片机的使用(2)LCD液晶显示(3)步进马达采用A3977八细分驱动电路2.课题研究方法通过老师讲解了解ATmega128高速单片机的接口顺序,LCD液晶显示器的原理,步进电机的工作原理。

查阅资料,认真学习。

3.课题研究手段对于不同的量程分别采用恒流源测阻电路、分压法测阻电路和惠更斯桥I/V变换测阻电路进行电阻测量,充分的发挥出不同电路不同量程的工作特点,并且在软件上进行了校准。

4.研究步骤ATmega128的特点研究方案的初步制定制定出成熟的研究方案,并开始着手设计三、课题所需书目张毅刚.单片机原理及应用[M].高等教育出版社.2004年1月,第1版:137-156. 金发庆等编. 传感器技术与应用.北京机械工业出版社,2002刘伯春.智能PID调节器的设计及应用.电子自动化,1995;(3):20~25赵娜,赵刚,于珍珠等.基于51 单片机的温度测量系统[J]. 微计算机信息,2007,1-2:146-148。

LED市场受节能减排利好关注度持续飙升.中国经济网(北京),2010/11/12LED所涉及领域应用及研究报告,2010/11/24指导教师审核意见:签字:年月日系毕业设计(论文)领导小组审阅意见:系主任签字:年月日天津电子信息职业技术学院页号(2)注:本报告由学生本人填写(打印、宋体、小4号字)。

毕业设计(论文)系别电子技术系专业班级汽电S10-1姓名侯明亮班级学号43毕业设计(论文)题目:简易电阻测试仪的设计毕业设计(论文)评语:指导教师签字:年月日毕业设计(论文)总评成绩:系主任签字:年月日天津电子信息职业技术学院教务处摘要:本系统对于不同的量程分别采用恒流源测阻电路、分压法测阻电路和惠更斯桥I/V变换测阻电路进行电阻测量,充分的发挥出不同电路不同量程的工作特点,并且在软件上进行了校准。

本自动电阻测试仪恒流源以及稳压电路由CA3140、TL431等元器件实现,由ATmega128高速单片机为主控制器,通过其内部自带10位AD转换器的A/D转换,对被测电阻两端电压信号进行采样,把连续信号离散化,然后通过LCD液晶显示屏显示电阻的大小。

该自动测试仪能够较精确的测量1Ω—10MΩ范围内的电阻,其测量误差为±1%,是一个简单易用的电阻测试仪方案。

该系统有,能够自动换档,筛选电阻,并且绘制电阻变化曲线。

实现了测量准确度为±(1%读数+2 字)的三位有效数字显示的简易自动电阻测试仪。

通过偏置电源的改进提高了精度,又通过软件算法的改进再次提高了精度,对22个范围在0~10M电阻的反复测试,证明了该系统测量精度的明显改善。

关键词:ATmega128 稳压源恒流源继电器电阻分压原理目录一、系统方案 (1)1、方案描述 (1)2、比较与选择 (1)二、电路与程序设计 (4)1、电源电路 (4)2、跟随器电路 (5)3、控制电路 (6)4、掉电记忆模块 (6)5、分压法测试电路 (7)6、步进马达驱动电路 (9)7、小电阻测量选择方案三——恒流源注入式(伏安法) (10)8、电位器阻值变化曲线装置 (11)三、系统软件设计 (12)谢辞 (17)参考文献 (18)一、系统方案1、方案描述被测电阻 4.7半周克条电阻步进马达模拟放大电路数据采集系统电源图1 系统硬件图简易自动电阻测试仪由5大部分构成:(如图1) 1)、电源向检测电路提供+-12V,+5V 模拟电源和+5V 数字电源,模拟地与数字地被光耦隔离。

2)、模拟放大电路有三部分构成,第一部分是100Ω档的恒流源测阻电路,第二部分是1K Ω,10K Ω分压法测阻电路,第三部分是1M Ω.档的惠更斯桥I/V 变换测阻电路。

3)、步进马达采用信农200步,每步1.8度。

驱动器采用A3977八细分驱动电路。

4)、数据采集系统采用ATMEGA128L 单片机。

5)、LCD240642、比较与选择对于电阻的测试方法,一般可以从以下几个方面入手: 1)、四线测电阻法:为减少接触电阻对测量结果的影响,用一对线通电流(接触电阻对电流的测量无影响),用另一对线测电位(通过的电流很少,接触电阻对电位的影响可忽略)。

此方法适用于10欧姆以下的小电阻两个电压端两个电流端。

2)、恒流源测电阻法(伏安法)(如图2)图2恒流源测电阻电路照电路分析,运放6脚输出应该是-5V ,如果是+5V 的话,三极管就不会导通,电阻RX 上也就没有电流了,运放6脚输出-6V ,那么三极管的E 电压就是-4.3(理想状态下三极管的BE 之间的压降问0.7)那么电阻R 两端的电压为5V+4.3V=9.3V,由欧姆定律可以算出电阻R 流过的电流为Ie=9.3V/R ,所有流过电阻RX 的电流是恒定的,既恒流源,由于三极管Ie 约等于Ic ,有万用表测出U0,根据欧姆定律得:R=U0/Ie制作一个稳定精准的恒流源,使恒定电流I 注入到RX 上。

得到Vrx 。

利用欧姆定律可以算出RX=Vrx/I 。

这种测量方法能最大限度的发挥ADC 的精度,所以相应的测量量程比较宽。

此外Vrx 与RX 成线性关系,计算电阻RX 方便可行。

适用于测试10欧姆以下的小电阻。

方案选择:由于小电阻测量恒压源比较难以稳定,我们选择小电阻测量用恒流源,大电阻测量用恒压源测量。

3)、分压法(如图3)是一种最基本的测阻方法,成本低,测试范围宽泛,但是由于参考电阻精度不高,温度漂移,偏置电源精度等影响,不会有较高的精度。

被测电阻参考电阻数据采集系统跟随器电源图3 分压法电路图4)、惠更斯桥电路测试法(如图4)差动放大电源参考电阻被测电阻图4 惠更斯桥电路法电路图惠更斯桥电路广泛应用在各种电阻测试场合,适用于电阻类型传感器、I/V变换等场合。

电阻桥输出电压与RX任然为非线性关系,且只在RX与R比较接近的时候才能得到精确的RX。

这样测量的量程就非常有限。

在10倍量程跨度难以保证1%精度。

题目涉及到四个量程,100Ω,1KΩ,10KΩ,1MΩ,基于以下几个方面考虑测试电路的选择:①对于100Ω小量程的测试方案可以选择四线测电阻法和恒流源测电阻法,测试10欧姆以下的电阻时候为了测试精度我们需要采用四线方式,但是在10欧姆以上的电阻我们一般不采用四线方式.一般测试表笔电阻为0.05欧左右,采用四线方式可以有效的抑制线阻.四线并不麻烦.四线采用四线表笔测试就可以了!如果采用多点扫描方式四线的扫描速度要比二线明显慢很多!所以,在100Ω量程档位采取恒流源测电阻法。

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