简易自动电阻测试仪.doc

简易自动电阻测试仪摘要本设计根据题目要求制作一台简易自动电阻测试仪,能够测量100Ω、1kΩ、10kΩ、10MΩ四档不同的量程,并实现其中前三档的自动量程转换功能,同时自动显示小数点和单位。基于这些要求,经过讨论,决定利用ADC芯片将电阻参数转化为频率,频率f是单片机很容易处理的数字量,一方面测量精度高,另一方面便于使仪表实现自动化,而且单片机构成的应用系统有较大的可靠性。通过输入单片机AT89C52控制继电器控制被测频率的自动选择,输入输出控制采用LED指示灯、LCD1602显示系统和蜂鸣器电路组成,能很好的实现各个要求。单片机具有可编程性,硬件的功能描述可完全在软件上实现,另一方面便于使仪表实现自动化,设计时间短,成本低,可靠性高。关键字:AT89C52单片机ADC芯片继电器自动量程转换一、选择题目目前电子设备发展迅猛,很多便利仪器出现。这次设计的仪器具有四个档位量程的简易自动电阻测试仪,量程分别为100Ω、1kΩ、10kΩ、10MΩ四个档,难点在于小电阻的测量的精度。测量时电阻值为3位数字显示(最大显示数必须为999),能自动显示小数点和电阻单位,,并实现前三个档位的自动量程转换。在本设计中我重点介绍一种把电子元件的参数R转换成频率信号f的方法,之后采用单片机控制,再通过程序处理运算求出R的数值,最后应用LCD1602显示模块限制阻值。目前市场测量电子元器件参数R的仪表种类繁多,并且方法和优缺点也各有不同。一般的测量方法都存在计算复杂,不易实现自动测量而且很难实现智能化等缺点。将电阻参数转化为频率,这样处理一方面使测量精度提高了,另一方面也便于使仪表实现智能化,并能很好的实现各个要求。二、:最基本的就是根据R的定义式来测量。在如图2-1中,分别用电流表和电压表测出通过电阻的电流和通过电阻的电压,根据公式R=U/I求得电阻。这种方法要测出两个模拟量,不易实现自动化。而指针式万用表欧姆档是把被测电阻与电流一一对应,由此就可以读出被测电阻的阻值,如图2-2所示。这种测量方法的精度变化大,若需要较高的精度,必须要较多的量程,电路复杂。图2-1定义法测电阻图2-2万用表测电阻方案二:把电阻转换成频率信号f,转换的原理是用A/D芯片将连续变化的模拟信号转变为数字信号频率,单片机根据所选通道,向模拟开关送两路地址信号,取得振荡频率,作为单片机的时钟源,通过计数则可以计算出被测频率,再通过该频率,通过公式计算出各个电阻参数。然后根据所测频率判断是否转换量程,或者是把数据处理后,把电阻的值送显示部分显示出相应的参数值,利用编程实现量程自动转换。总结:通过精确度以及方便使用的角度考虑,方案二的方法更好。-3所示,它由四个部分组成:①管理控制部分的主芯片采用单片机AT89C52;②测量的部分主要是采用A/D芯片实现将被测电阻的阻值转换为频率;③通道的选择部分通过52单片机I/O接口连接继电器来控制自动选择被测电阻的档位;④显示的部分是通过LCD1602、二极管指示灯及蜂鸣器而组成的测量部分。测量电路被测电阻ADC芯片继电器选择通道量程52单片机二极管指示灯LCD1602显示蜂鸣器判断是否超出量程图2-,控制部分分析:本设计采用AT89C52单片机,利用其具备的中断系统和延时程序来控制换挡,以及LCD1602液晶屏的显示等等功能。原理图图2-452单片机最小系统设计第二,测量部分(1)计算分析:利用ADC0832实现转换被测电阻的频率,通过52单片机的I/O接口的自动识别电阻量程,来实现自动测量。(2)仿真图&原理图图2-5(1)ADC转换电路仿真图图2-5(2)ADC转换电路原理图第三,通道选择部分(1)分析说明:本设计通过单片机控制来控制继电器完成自动选择,继电器是一种电子控制器件,它具有输入回路和输出回路,经常应用于自动控制电路中,原理实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。所以在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。(2)仿真图图2-6继电器自动选择电路第四,显示部分(1)分析说明:使用1602液晶显示屏,具有画面效果好,分辨率高,抗干扰能力强等特点,可以显示4行字,符合本次设计任务的要求。(2)仿真图&原理图图2-7(1)1602显示仿真图图2-7(2)1602显示原理图三、,采用ADC芯片,将电阻量转换为相应的频率信号值。考虑到单片机对频率的灵敏度,具体的讲就是单片机对10HZ~10KHZ的频率计数精度最高。所以要选择合适的电阻大小,同时又要考虑到不能使电阻的功率过大。所以首先要确定对应档位时适合的频率,然后在确定电