基于AT89S52单片机的毫欧表电路设计.doc

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1、基于AT89S52单片机的毫欧表电路设计中南林业科技大学涉外学院 郭海下载本文所涉及到的protel格式电路图：相关的ic资料，相关源程序！摘要基于AT89S52单片机的毫欧表设计是采用伏安法测量电阻。采用TLC5615数模转换芯片和LM358运算放大器及三极管TIP41构成的压控恒流源提拱恒定的电流。测量电阻时可选择的电流分别为1mA，10mA，100mA。测量电阻的量程分别为40.00Ω、4000mΩ、400.0mΩ。测量的电压信号通过LM358运算放器放大100倍后经过TLC1549模数芯片传入单片机进行计算处理

2、并在数码管上输出电阻值! 关键字：毫欧表压控恒流源目录：一.总体方案设计：4二.方案选择：52.1.1方案一比较法测电阻：52.1.2方案二替代法测电阻：52.1.3方案三直流电桥测电阻52.1.4方案四伏安法测电阻62.2压控恒流源方案：62.2.1方案一62.2.2方案二62.2.3方案三6三.单元模块设计：73.1数控恒流源73.2电压放大模块设计83.3AD转换与单片机处理93.4DA转换93.5按键的输入及数码管的显示输出9四.软件设计114.1主程序流程图115.1系统实现的功能，125.2测量电阻方法：1

3、25.3实际测试结果135.4对测理结果的分析：15六.设计总结16七.参考文献17八.附：188.1电路仿真原理图189.2程序:19一.总体方案设计：采用伏安法测电阻，通以恒定的电流，测量电阻上的电压。因为U＝R×I由于电阻为毫欧，如果电流为毫安的话，则所得的电压值很小，难以通过ADC识别出来。可以采用大电流的方法和把电压信号放大的方法来使ADC芯片识别出来并由通过单片机计算得出电阻值。采用大电流的话，由于很多小电阻无法承受较大的电流，通过电阻的电流较大时，产生的热量也多，会带来较大的误差。所以采用把电压信号放大的

4、方法，把微小的电压信号放大后经过AD转换，把信号送入单片机，然后由单片机计算并显示出电阻值。 测量范围测量电流最大输出电压电压放大100倍40.00Ω1mA40mV4V4000mΩ10mA40mV4V400.0mΩ100mA40mV4V 上图为测试电阻的范围及测量时的电流：  下载本文所涉及到的protel格式电路图：相关的ic资料，相关源程序！二.方案选择：2.1电阻测量方案2.1.1方案一比较法测电阻： 在乙图中,K1闭合，K2断开测得U1;K1断开，K2闭合测得U2，使用条件：在乙图中应保证AB间电压恒定。上图中

5、的比较法测量电阻值的阻值非常小时，电阻R0难以选取。并且要用电压表测量两处电阻的电压。其中的导体接触间的电阻也会对测量结果造成一定的误差，并且对电压表的要求高。没有采用此方案。 2.1.2方案二替代法测电阻步骤：①K1打开，K2接1，调节R1为最大，电阻箱R0为最大。②闭合K1。调节R1使、指针指在2/3处，读数。③K2接2，保持R1不动，调节R-0，使、读数不变。④RX=电阻箱读数。条件：被测量的部份电路电流或电压不变。上图但不适合于测量小电阻。因为电阻箱的阻值一般都较大。测量的电阻精度低。 2.1.3方案三直流电桥

6、测电阻直流电桥又分直流单电桥和直流双电桥。采用上面的两种方法时要用很多操作需要手动操作，并且对元件选取要求高，是通过数字电位器来改变需要的电阻参数，虽然可以达到数控的目的，但数字电位器的每一级步进电阻比较大，调节困难，需要采用数控电阻，用单片机处理计算杂复并且测量时操作不方便。 2.1.4方案四伏安法测电阻采用伏安法测量电阻时，恒流源电路产生恒定的电流源通过被测电阻Rx,只需要测量出Rx上的电压大小，然后用Rx＝U/I即可算出电阻的阻值大小。方便单片机进行处理。实际操作起来相对也比较简单。方案四,操作简单，计算方便。精

7、度比方案一和方案二高，但操作和计算比方安三更简单和方案。所以采用方案四伏安法测电阻。2.2压控恒流源方案2.2.1方案一I＝U/（R1+R2）,若R1>>R2，则电流I约为I＝U/R1；可以采用一个恒定的电压，然后除以一个大电阻，测试时由时所测的电阻很小，基本上可以看作电流是恒定的。但这种方案测量的电阻阻值越大，电流变化较大，电流精度不高。2.2.2方案二采用恒流二极管或者恒流三极管，精度比较高，但这种电路能实现的恒流范围很小，只能达到十几毫安，不能达到题目的要求。 2.2.3方案三压控恒流源，通过改变恒流源的外围电压

8、，利用电压的大小来控制输出电流的大小。电压控制电路采用数控的方式，利用单片机送出数字量，经过D/A转换转变成模拟信号，再送到运算放大器和大功率三极管进行放大输出电流。该方案通过软件方法实现输出电流稳定，易于功能的实现，便于操作，故选择此方案。原理图如下面的数控恒流源中的原理图。 三.单元模块设计：3.1数控恒流源 数控恒流源为电阻