简易自动电阻测试仪.doc

简易自动电阻测试仪
摘要
关键字:AT89C52单片机 ADC芯片继电器自动量程转换
一、选择题目
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、方案论证

方案一: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。
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总体方案组成和说明
选择系统的电路设计方框图如图2-3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。
图2-3 设计框图
组成部分及其说明
第一,控制部分
(1)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。
(2)原理图
图2-4 52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
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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
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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
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图2-7(2) 1602显示原理图
三、设计实现
测量电路设计
根据题目要求,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,然后在确定电阻,从而算出3个电阻的值以及对应频率范围。
档位
100Ω~1KΩ
1KΩ~10KΩ
10KΩ~10MΩ电阻R1 R1=200Ω R2=10KΩ R3=500KΩ频率范围 8500~9500HZ 3600~6600HZ 11000~16400HZ
表3-1 电路对应量程参数
通道选择电路设计
利用继电器类别的转换,继电器型号为943-1C-5DS,5v控制开关关断
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电路流程图如下:
图3-3量程自动转换流程图
控制电路设计
本设计使用单片机为核心部件,来控制换挡以及显示。
以下是单片机管脚说明:
P0口:P0口为一个8位漏级开路双向I/O口,每脚可吸收8TTL门流。当P1口的管脚第一