简易自动电阻测量仪

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1、简易自动电阻测量仪2011全国大学生电子设计竞赛G题：简易自动电阻测试仪设计报告日期：年月日摘要本系统是一种基于STC89C58单片机的简易自动电阻测试电路。该设计采用12位A/D转换器构成主要的测量电路，其测量范围广而且可以由继电器的闭合与关断实现量程自动转换，使用LCD12864作为显示电路，并采用矩阵按键实现电路功能的自由切换与数据的输入。在电压采样的方案上选用电压分压采样，电路简单又避免自制恒流源本身误差对测量产生的影响。该电路设计新颖、可扩展性强。关键词：单片机，A/D转换器，电压分压采样，量程自动转换AbstractTh

2、issystemisakindofSTC89C58MCUbasedonsimpleautomaticresistancetestcircuits.ThisdesignUSESA/Dconverter12bitAmajormeasurementcircuit,themeasuringrangeandtherelayoftheclosedandshutofftorealizeautomaticconversion,useLCD12864rangeasdisplaycircuit,andthekeytorealizethefunction

3、ofthematrixcircuitswitchandfreedataentry.Samplingplaninvoltageonsubsectionpowercircuitissimpleandsampling,pressuretoavoidhomemadeconstantcurrentsourceitselfonthemeasurementerrorinfluence.Thecircuitdesignisnovel,theextensibility.Keywords:MVU,A/Dconverter,electricpressur

4、e，rangeofsubsectionsamplingautomaticconversion一、总体方案设计1、电阻测量电路的选择与论证方案一此方案采用555定时器构成的多谐震荡电路，电阻的测量采用“脉冲计数法”，通过计算震荡输出的频率来计算被测电阻的大小，但是该电路只可以测出量程在100Ω～1MΩ的电阻，达不到题目要求，故放弃此方案。方案二此方案采用数控恒压源式闭环负反馈电阻测量的方法，其测量原理框图如图1所示：图1数控恒压源式电阻测量的闭环负反馈方法原理框图系统有被测电阻Rx，反馈电阻R0，运算放大器，A/D转换器，D/A转换器

5、，单片机组成。加在被测电阻Rx上的电压Vi是由单片机通过D/A转换器来控制的，即可调的，必要时可以在D/A转换器后加一个电压跟随器以扩大带负载能力。被测电阻可由下式求得：RX?Vi（1）V0式中Vi—D/A转换器（数控可调恒压源）的输出V0—放大器的输出（A/D转换器的输入）式（1）可以改写成V0?R0i（2）RXiX由于V0总是有一定范围的（如0～5伏），所以Vi与Rx的比值VR必然被限制在一定的范围之内（如当R0=10KΩ，可以保证V0=0～ViX=0～0.5V/KΩ，5V）为了保证实现上述要求，则Vi要随着被测电阻的大小的变化

6、而变化。被测电阻Rx大，则Vi大，被测电阻Rx小，则Vi小，由于电阻Rx是待测量的，所以Vi的确定就不能够通过式（2）来进行，最直观的想法就是使得Vi从小到大逐步加1，直到使得V0到达测量范围为止。由于此方案需要数控恒压源，既增加了硬件电路设计，又引入了误差，故放弃此方案。方案三此方案采用比例测量法，其原理电路见图2。图2电阻测量原理电路中由电源通过分压电阻R1之后给测量电路提供电压，流过标准电阻R0和被测电阻Rx的电流基本相等（数字表头的输入阻抗很高，其取用的电流可忽略不计）。所以A/D转换器的参考电压Ucc和输入电压Ua如下关系

7、：Ucc?UaR0?UaRX即：UaR0Ucc?Ua根据所用A/D转换器的特性可知，数字表显示的是Ua与Ucc?Ua的比值，也即RX?是Rx与R0的比值。因此这称为比例读数特性。我们只要选取不同的标准电阻并适当地对小数点进行定位，就能得到不同的电阻测量挡。如：对100?挡，取R01?50?，小数点定在个位上。当RX?100?时，表头就会显示出100?。当Rx变化时，显示值相应变化，可以从0.1?测到99.9?。又如对1K?挡，取R02?500?，小数点定在千位上。当RX变化时，显示值相应变化，可以从0.01K?测到0.99K?。以此

8、类推。电阻测量电路见图3。图3电阻测量电路由上分析可知R1=R01?50?；R2=R02?500?；R3?5K?；R4?5M?，该电路中采用单片机控制继电器来实现量程的自动转换。2、显示模块的选择与论证方案一LCD1602液晶显示屏，