宜宾职业技术学院
毕业设计
基于STM32的简易自动电阻测量仪（软件设计）
系部电子信息工程系
专业名称电子信息工程技术
班级电子1091班
姓名尹小东
学号 2 0 0 9 1 1 1 6 6
指导教师王伯黎
2011 年 11 月 10 日
摘要--------------------------------------------------- 2 1、方案论证与选择 --------------------------------------- 4
1.1核心控制芯片------------------------------------------------- 4 1.2档位切换模块------------------------------------------------- 4 1.3ADC采样电路------------------------------------------------- 5 1.4显示模块----------------------------------------------------- 5 1.5键盘控制电路------------------------------------------------- 5
2、系统设计 --------------------------------------------- 6
2.1系统总体思路------------------------------------------------- 6 2.2系统硬件模块设计--------------------------------------------- 7
2.2.1电源电路设计--------------------------------------------- 7
2.2.2恒压源电路设计------------------------------------------- 8
2.2.3档位切换电路设计----------------------------------------- 8
2.2.4电压跟随电路设计----------------------------------------- 9
2.2.5电机驱动电路设计---------------------------------------- 10 2.3软件设计---------------------------------------------------- 11
3、系统测试 -------------------------------------------- 12
4、设计总结 -------------------------------------------- 13 参考文献----------------------------------------------- 13 附录--------------------------------------------------- 14
附录1主要元件清单 --------------------------------------------- 14 附录2产品实物图片 --------------------------------------------- 14
本系统由闭环恒压源电路、闭环测量电路、电机驱动电路三大部分构成。其中一路DAC、恒压电路、电压跟随电路、一路12位ADC构成闭环恒压源电路；档位切换电路、电压跟随电路、虚拟触摸键盘、一路12位ADC构成闭环测量电路；L298N驱动电路、步进电机、4.7KΩ旋转式单圈电位器构成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。
恒压源所输出的5V电压，通过档位切换电路，加到由TLC2202构成的电压跟随电路上输出来，送回单片机，经过单片机内部的一路12位ADC处理后，通过程序运算，得出被测电阻的阻值，并在3.2寸的TFT–LCD上显示出来。
单片机给驱动电路输入相应的指令，去控制步进电机，来旋转电位器得到不同的电阻值，通过已经做好的测量装置送给单片机处理后在屏幕上显示出阻值变化的曲线。
经测试，100Ω档时误差为0.08%，1KΩ档时误差为0.04%，10KΩ档时误差为0.07%，1MΩ档时误差为0.09%，电路具备自动换挡功能。通过键盘输入的要求的阻值和误差后，屏幕能显示出被测电阻阻值，并显示出该电阻是否符合筛选要求。电机旋转电位器所得到的阻值变化曲线，也能在屏幕上显示出来，精准度为0.09573%。全部测量符合要求。
关键词：闭环恒压；闭环测量；档位切换；自动测量
The system is composed of closed loop constant pressure source circuit, the closed-loop measurement circuit, drive circuit constitute three most of the motor. Among them all the way, constant pressure circuit, DAC voltage circuit, all the way with 12 of the closed loop constant pressure source ADC constitute circuit; The gear switching circuit, voltage followed circuit, virtual touch keyboard, and 12 of the ADC constitute a closed loop all measurement circuit; L298N drive circuit, step motor, 4.7 K Ω rotary lap potentiometer automatic measurement and display a potentiometer resistance curve with rotation Angle of auxiliary devices.
Constant pressure source output 5 V voltage, through the gear switching circuit, add to the TLC2202 consists of the following output voltage circuit, back to the microcontroller, single chip internal all the way after the treatment and 12 of the ADC, through the program operation, and concludes that the measured resistance of the resistance, and in 3.2 inch TFT-LCD displayed.
Single chip microcomputer to drive circuit input the corresponding instruction, to control the stepping motor, to rotate the potentiometer get different resistance, through the measurement device has been ready to deal with in single chip after showed on the screen of the curve of the resistance changes.
By test, 100 Ω file error is 0.08% when, 1 K Ω file error is 0.04% when, 10 K Ω file er ror is 0.07% when, 1 M Ω file error is 0.09% when, circuit with automatic shift function. Through the keyboard input requirements of the resistance and error, and the screen can show the measured resistance tolerance, and shows that the resistance is in accordance with the screening requirements. Motor rotation from the potentiometer resistance changes curve, also can be in the screen, the accuracy of 0.09573%. All measurements meets the requirement.
Keywords: closed loop constant pressure; The closed-loop measurement; Switch gear; Automatic measurement
1、方案论证与选择
1.1核心控制芯片
[方案一]
STC89C52单片机是一种运用很广泛的8 Bits MCU，易于操作，价格便宜。但功耗较高，内部资源太少，不能够满足本设计的需求。
[方案二]
MSP430F149是TI公司推出的一种16位超低功耗、具有精简指令的混合信号处理器，时钟频率在8 MHz左右。内部集成了一路12位的ADC,要实现系统设计要求双闭环电路就需外接一路12位ADC。虽然具有超低功耗的性能，却因此损失很多其他的性能。
[方案三]
STM32系列基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM Cortex-M3内核。STM32F103ZET6属于STM32系列中的“增强型”系列，时钟频率达到72MHz，是同类产品中性能最高的产品，内置512K的闪存。具有丰富的片上外设和很强的运算能力。内部集成了三路12位ADC（和多达18路AD采样通道），完全满足系统设计所要求的双闭环电路。
经比较，STM32F103ZET6是最佳的选择，能够完全满足设计需求，且节约很多的外部电路，故选择方案三。
1.2档位切换模块
[方案一]
使用四只可控硅构成档位切换电路。可控硅是一种具有三个PN 结的四层结构的大功率半导体器件，亦称为晶闸管。具有体积小、结构相对简单、功能强等特点。但成本高，无触点，控制相对复杂，容量小，功耗大，发热严重。
[方案二]
使用四个继电器模块构成档位切换电路。继电器是当输入电压达到规定值时，使相应的档位导通或断开。并且技术成熟可靠，控制简单，触点容量相对较大，成本低，几乎零功耗，发热量很小。在电路中能起到自动调节、安全保护、转换电路等作用。在导通和断开的同时能够发出“嗒”的一声，使本设计更加形
象化。
经比较，继电器能够达到设计要求，且能够使系统更加形象化，选择方案二。
1.3 ADC采样电路
[方案一]
使用TI公司生产的一块24位的芯片ADS1255。该芯片虽然能满足设计需求，但是成本较高，降低了整个产品的性价比，且需外接使用。
[方案二]
使用STM32F103ZET6单片机内部自带的两路12位ADC，完全能够满足系统设计，使用起来方便，减少硬件电路模块，节约成本，大大提高产品的性价比。
经比较，使用STM32F103ZET6内部的两路ADC，易于操作，且能够提高产品的性价比，故选择方案二。
1.4显示模块
[方案一]
使用带有中文字符的128*64液晶显示。128*64液晶结构简单，易于控制，但分辨率太低，在做发挥部分时不能很清晰的显示由电位器的变化所形成的各点连成的曲线。
[方案一]
使用3.2寸TFT-LCD。3.2寸TFT-LCD，是具有26万色TFT240x320分辨率高清晰显示屏，16位真彩显示，可以显示数字、字符、图片、显示内容丰富，能够很清晰的显示本设计中所要求的各种参数以及发挥部分中由电位器的变化所形成的各点连成的曲线。自带触摸屏，可以用来作为控制输入。
经比较，选择方案二。
1.5键盘控制电路
[方案一]
使用自制4*4矩阵键盘。这样操作相对简单，易于控制，但是这样操作就会增加电路整体设计的难度，会在一定程度上降低测试的准确度。
[方案二]
使用软件编程来实现触摸键盘控制，虽难度较大，但本组的编程人员完全有能力做好此项目。模拟触摸键盘能减小硬件电路的难度，有效提高测试的准确度，
这也是本设计中的一大亮点。
经比较，选择方案二。
2、系统设计
2.1系统总体思路
图2.1 系统框图
本系统采用一片STM32F103ZET6单片机为核心控制器。整个电路分为两个闭环电路，即恒压环和测量环。如图2.1所示。
当单片机输出一路2.48V 的电压信号，经过D/A 转换后，送给由恒压源芯片OPA548及其外围电路构成的恒压源，输出5V 的恒定电压，再经过一个恒压采样电路，把5V 的电压信号送给由TLC2202构成的电压跟随电路，最后由单片机内部的一路12位A/D 转换电路，送回单片机。这样，就构成了闭环恒压源。
当恒压源输出5V 的电压后，另一路经过由四个定值电阻构成的电阻网络传送给档位切换电路，其中根据R=U/I 可算出流经整个测试电路的电流值。当被测电阻接到电路中后，把被测电阻上的电压值通过一个由TLC2202构成的电压跟随器，最后由单片机内部的一路12位A/D 转换电路，送回单片机。在单片机内部，通过程序控制，运用R=U/I 算出被测电阻的阻值，并显示到屏幕上去。这样，就
STM32 F103ZET6
D/A
恒压源芯片
恒压采样
电压跟随 A/D
固定电阻网络
档位切换
待测电阻
电压跟随
A/D 显示器
键盘
电源模块
恒压环
测量环
步进 电机
接地
5V
构成了闭环测试电路。
由单片机去控制步进电机，来旋转电位器得到不同的电阻值，通过已经做好的测量装置送给单片机处理后在屏幕上显示出阻值变化的曲线。
2.2系统硬件模块设计
2.2.1电源电路设计
整个电路采用正负5V和正负12V两路电源供电，图2.2所示为正负5V电路，图2.3为正负12V电路。其中恒压源电路、驱动电机需要正负12V的供电；STM32F103ZET6最小系统、档位切换电路、采样电路需要5V的供电。
图2.2正负5V电路
图2.3 正负12V电路
2.2.2恒压源电路设计
由于系统设计中闭环恒压源和闭环测量都需要一个固定的5V电压，故设计了由OPA548及其外围元件构成的恒压源电路，如图2.4所示。在输入的电压有一定波动范围时，能够保证输出了一个波动范围极小的5V电压，这样，在电路进行采样时能够得到一个很准确的值，使得测出的电阻值误差大大降低。
图2.4 恒压源电路
2.2.3档位切换电路设计
档位切换电路如图 2.5所示（给出了一路档位的原理图，其他档位电路一致），由固定电阻网络、继电器两部分构成。
其中，固定电阻网络由四只定值电阻构成，由于单片机能够采集的电压超过3.3V就会采样不精确，采集电压设定为3.3V。其阻值可根据以下的分压公式计算得出来。
100Ω档时，假定被测电阻值为100Ω，则3/5=100/100+R。计算可得R=66.6Ω，即100Ω档固定电阻值为66.6Ω。
1K档时，假定被测电阻值为1KΩ，则3/5=1K/1K+R。计算可得R=666Ω，即1K档固定电阻值为666Ω。
10K档时，假定被测电阻值为10KΩ，则3/5=10K/10K+R。计算可得R=6.6K，即10K档固定电阻值为6.6K。
10M档时，假定被测电阻值为10MΩ，则3/5=10M/10M+R。计算可得R=6.66M，
即10M档固定电阻值为6.66M。
四个继电器组成档位切换时电路的通断，当系统检测到被测电阻上所产生的电压降时，会在单片机内部在相应的运算处理，然后在I/O口上输出一个高电位，使相对应的继电器“嗒”的一声导通，测出被测电阻的阻值，显示到屏幕上去。
图2.5 档位切换电路
2.2.4电压跟随电路设计
电压跟随电路如图2.6所示。整个系统电路设计中，有两处用到了电压跟随电路，在闭环恒压源电路和闭环测量电路中，电压跟随电路主要起阻抗匹配的作用。TLC2202具有输入阻抗高，输出阻抗低的原理，所以能够很好的阻隔前级电路过大的电流，而把电压不变的输出来，完成采样的过程，最终在单片机内部完成一系列的运算。
图2.6 电压跟随电路
2.2.5电机驱动电路设计
图2.7 电机驱动电路
根据题目的要求，设计并制作了一个由步进电机来控制电位器的自动旋转装置，如图2.7所示。在本模块电路设计中，用L298N来驱动步进电机工作，步进电机旋转的同时，就带动电位器的旋转，电位器的旋转，其阻值就在不停的变化，通过单片机在内部处理后，最终在屏幕上显示出电阻值变化的曲线来。
2.3软件设计
图2.8 系统软件设计流程图
开始
基本部分 初始化配置
发挥部分
手动换挡 自动换挡 电阻筛选 描绘曲线
屏幕显示
结束
3、系统测试
测试方式为：首先在精密电阻箱上给出一个阻值，然后用数字万用表测得为多大阻值，再用本产品测试，并记录，根据公式[(实测电阻值-万用表测得值)/万用表测得值]计算出误差，并观察档位是否自动正常跳转。
档位待测电阻值万用表
测试
实测误差
是否正确
跳转档位
100 29 29.1 29 0.04% 是100 47 46.9 47 0.03% 是100 83 82.88 83.1 0.02% 是100 99.8 100 99.9 0.1% 是100 76 76.03 76.02 0.01% 是
1K 780 779.8 780.02 0..05% 是
1K 395 394.9 395.1 0.03% 是
1K 243 242 242.2 0.02% 是
1K 190 189 189.04 0.01% 是
1K 892 893.1 892.9 0.06% 是10K 5.6K 5.61K 5.609K 0.07% 是10K 4.3K 4.29K 4.289K 0.1% 是10K 9.8K 9.797K 9.8K 0.11% 是10K 6.2K 6.19K 6.2K 0.09% 是10K 1K 999 999.8 0.08% 是10M 12M 11.99M 12.01M 0.09% 是10M 6M 5.98M 5.99M 0.07% 是10M 7.39M 7.4M 7.399M 0.03% 是10M 8.2M 8.198M 8.201M 0.04% 是10M 2M 1.99M 2.01M 0.05% 是通过观察以上的测试数据，可以看出来在每个档位的测试时，误差均在正负0.1%以下，达到了题目的要求，且自动正确切换档位。
4、设计总结
经过一个多月的时间，在我的指导老师王伯黎老师的帮助和自己的努力下，完成了整个系统的设计。在这段时间当中，感受最深的就是解决问题的一些方法、技巧。在整个设计过程中，我遇到了很多的问题，通过查阅相关资料、冷静理性的分析、方案的对比和实验证明，最终解决了所遇到的问题。
这一次的毕业设计，不但增强了我的实践能力和论文的写作能力，更让我们懂得了理论和实践相结合的重要性。当然，本系统设计中还存在着一些不足之处，有待修正提高，恳请各位评委老师批评指正。
感谢学校给我这一次锻炼的机会，感谢我的老师和同学们在整个过程中给予我的帮助，才使得我的毕业设计顺利结束。
最后，祝各位评委老师身体健康、工作顺利。祝我的老师和同学们天天开心、事事顺利。
参考文献
[1] 刘军. 例说STM32. 北京：北京航空航天大学出版社，2011.
[2] 全国大学生电子设计竞赛组委会. 第九届全国大学生电子设计竞赛获奖作品选编. 北京：北京理工大学出版社，2010.
[3]黄智伟. 全国大学生电子设计竞赛常用电路模块制作. 北京：北京航空航天大学出版社，2011.
[4]喻金钱喻斌. STM32F系列ARM Cortex - M3核微控器件开发与应用. 北京：清华大学出版社，2011.
[5]童诗白.模拟电子技术基础.北京：高等教育出版社，2009.
附录
附录1主要元件清单
元件名称型号数量
单片机STM32F103ZET6 1 恒压源芯片OPA548 1
精密电阻68Ω、680Ω、6.8KΩ、6.49MΩ1+1+1+1=4
继电器C223760 4
步进电机30BYJ26 1
电位器 4.7KΩ旋转式单圈电位器 1
显示器 3.2寸TFT-LCD 1
附录2产品实物图片
电子系统设计创新与实习报告 设计课题基于单片机的电容测量仪设计 学院信息科学与工程 学生姓名 学号 专业班级 队友 指导教师 设计时间2014.6.4-2014.7.3
本设计详细介绍了一种基于单片机的数字式电容测量仪设计方案及实现方法。设计的主要方法是采用555芯片构成单稳态触发器,将电容容量转换为脉冲宽度。通过单片机的计时器测量脉宽, 根据已知的R值，通过单片机的运算功能，计算出电容容量,最后，再通过单片机的普通I/O口控制液晶屏显示出电容容量的计算结果。系统的测量范围为10pF~ 500uF, 具有多个量程，可根据用户需要由用户选择，与用户的交互是通过键盘实现，不同量程的实现是通过单片机的I/O口控制继电器的吸合与断开来选择不同的R值，从而实现不同的量程。同时，本设计注重设计方法及流程，首先根据原理设计电路，再通过protues 仿真，利用keil编程，进而借助altium designer 制作PCB，最后到焊接元器件，调试直至成功。
1 系统方案设计 1.1 设计说明及要求 1.1.1 设计说明 框图中的外接电容是定时电路中的一部分。当外接电容的容量不同时，与定时电路所对应的时间也有所不同，即C=f(t)，而时间与脉冲数目成正比，脉冲数目可以通过计数译码获得。 1.1.2 设计要求 （1）基本要求 ①自制稳压电源。 ②被测电容的容量在10pF至10000μF范围内 ③设计四个的测量量程。 ④显示测量结果，测量误差小于2.5%。 数字显示：显示分辨率:每档满量程的0.1%； 电容测量：电压可选择5V,25V,50V； 为实现该设计，达到相应的设计要求，本次设计中考虑了三种设计方案，三种设计方案中主要区别在于硬件电路和软件设计的不同，对于本设计，三种方案均能够实现，最后根据设计要求、可行性和设计成本的考虑选择了基于STC89C52单片机和555芯片构成的单
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）
毕业设计（论文）《简易自动电阻测试仪》 专业（系） 班级 学生姓名 指导老师 完成日期
前言 在工程实践中，常需要测定某些高导电材料的电阻率。我们电阻测量的思路是：由精密恒流源电流通过被测电阻，通过放大器将信号扩展到信号能被提取出来，接着进行信号处理，然后进行信号采集和A/D转换，最后显示测量结果。 在测量电路中，电压的分辨率影响测量精度，即受A/D转换的位数影响。而整个电路的误差决定电路所采用的形式。系统的误差主要由量化误差及模拟误差组成，当然也要考虑外部噪声和干扰对测量的影响。因此，恒流源和放大器的性能非常关键。 在电路的测试过程中，常常会碰到由于忽略某些电阻实际值与理论值之间的误差，从而影响检测结果。我们选用了单片机来设计该测量仪。该测量仪可直接从液晶显示屏上读出所测得的电阻值，同时可以对需要指定测试的数据进行设定，能够帮助我们更快更好的选出我们所需要的电阻。
摘要 本简易电阻自动测试仪采用STC89C52单片机为核心控制器，利用伏安法测电阻的测量方法，将测量的电压值通过模数转换模块AD7705转换成数字信号，将数字信号输入STC89C52单片机进行处理，完成电阻测量功能、自动换挡和筛选功能、电位器阻值变化曲线测试的功能。再通过单片机与显示模块的连接，显示测量结果。 关键词：电阻自动测试仪、STC89C52、电阻测量功能、自动换挡、曲线测试、AD7705
Astract This paper introduces A kind of based on A kind of AT89S52 SCM voltage measurement circuit, this circuit adopts high precision, AD7705 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 AD7705, 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.
1 前言 1.1 设计的背景及意义 目前，随着电子工业的发展，电子元器件急剧增加，电子元器件的适用范围也逐渐广泛起来，在应用中我们常常要测定电阻，电容，电感的大小。因此，设计可靠，安全，便捷的电阻，电容，电感测试仪具有极大的现实必要性。 通常情况下，电路参数的数字化测量是把被测参数传换成直流电压或频率后进行测量。 电阻测量依据产生恒流源的方法分为电位降法、比例运算器法和积分运算器法。比例运算器法测量误差稍大，积分运算器法适用于高电阻的测量。 传统的测量电容方法有谐振法和电桥法两种。前者电路简单，速度快，但精度低；后者测量精度高，但速度慢。随着数字化测量技术的发展，在测量速度和精度上有很大的改善，电容的数字化测量常采用恒流法和比较法。 电感测量可依据交流电桥法，这种测量方法虽然能较准确的测量电感但交流电桥的平衡过程复杂，而且通过测量Q值确定电感的方法误差较大，所以电感的数字化测量常采用时间常数发和同步分离法。 因为测量电阻，电容，电感方法多并具有一定的复杂性，所以本次设计是在参考555振荡器基础上拟定的一套自己的设计方案。是尝试用555振荡器将被测参数转化为频率，这里我们将RLC的测量电路产生的频率送入AT89C52的计数端端，通过定时并且计数可以计算出被测频率再通过该频率计算出各个参数。 1.2 电阻、电容、电感测试仪的发展历史及研究现状 当今电子测试领域，电阻，电容和电感的测量已经在测量技术和产品研发中应用的十分广泛。 电阻、电容和电感测试发展已经很久，方法众多，常用测量方法如下。电阻测量依据产生恒流源的方法分为电位降法、比例运算器法和积分运算器法。比例运算器法测量误差稍大，积分运算器法适用于高电阻的测量。传统的测量电容方法有谐振法和电桥法两种。前者电路简单，速度快，但精度低；后者测量精度高，但速度慢。随着数字化测量技术的发展，在测量速度和精度上有很大的改善，电容的数字化测量常采用恒流法和比较法。电感测量可依据交流电桥法，这种测量方法虽然能较准确的测量电感但交流电桥的平衡过程复杂，而且通过测量Q值确定电感的方法误差较大，所以电感的数字化测量常采用时间常数发和同步分离法。 在我国1997年05月21日中国航空工业总公司研究出一种电阻、电容、电感在线测量方法及装置等电位隔离方法，用于对在线的电阻、电容、电感元件实行等电位隔离，其特征在于，(1>将一个运算放大器的输出端与其反相输入端直接连接，形成一个电压跟
南昌工程学院 毕业设计(论文) 信息工程学院系（院）通信技术专业毕业设计（论文）题目智能电阻、电容和电感测试仪的设计 学生姓名 班级 学号 指导教师 完成日期2010 年 6 月19 日
智能电阻、电容和电感测试仪的设计Smart resistors, capacitors and inductors Test Instrument 总计毕业设计（论文） 27 页 表格 1 个 插图 12 幅
摘要 本文先对设计功能及要求进行了阐述，然后提出要完成该功能的设计方案，最后会对电阻，电容，电感的测试进行设计。本设计是利用AT89C52芯片的单片机来实现测试的，其中电阻和电容是采用555多谐振荡电路产生的，而电感则是根据电容三点式产生的，从而实现各个参数的测量。这样，一方面测量精度较高，另一方面便于使仪表实现智能化。 关键词：AT89C52芯片555多谐振荡电路电容三点式 Abstract This paper first to design function and requirement are expounded, then puts forward to finish the design scheme of the function, and finally to resistance, capacitance and inductance. This design is used to realize the AT89C52 chip microcontroller test, resistor and capacitor is used at 555 resonance swings, which is produced by the inductance circuits are produced according to SanDianShi capacitance, thus realize each parameter measurement. So, on the one hand, the measurement precision, on the other hand to make intelligent instrument. Key words：AT89C52Chip;555 resonance swings circuit; SanDianShi capacitance
摘要 目前，随着电子工业的发展，电子元器件急剧增加，电子元器件的适用范围也逐渐广泛起来，在应用中我们常常要测定电容的大小。在电子产品的生产和维修中，电容测量这一环节至关重要，因此，设计可靠，安全，便捷的电容测试仪具有极大的现实必要性。本文提出了以MCS-51单片机为控制核心，结合多谐振荡器来实现电容测量的方法。并介绍了测量原理并给出了相应的电路及软件设计。 关键词：电容测试仪；单片机；测量
目录 1概述 (1) 1.1 设计目的和意义 (1) 1.2 设计任务与要求 (1) 2 硬件电路设计及其描述 (1) 2.1 设计方案 (1) 2.2 原理框图 (2) 2.3 基于A T89C51电容测量系统硬件设计详细分析 (2) 2.3.1 A T89C51单片机工作电路 (2) 2.3.2 基于A T89C51电容测量系统复位电路 (3) 2.3.3 基于A T89C51电容测量系统时钟电路 (4) 2.3.4 基于A T89C51电容测量系统按键电路 (4) 2.3.5 基于A T89C51电容测量系统555芯片电路 (5) 2.3.6 基于A T89C51电容测量系统显示电路 (6) 2.4 各部分电路连接成整个电路图 (9) 2.5 系统所用元器件 (10) 2.6 PCB制图 (11) 3 软件流程及程序设计 (11) 3.1 系统模块层次结构图 (11) 3.2 程序设计算法设计 (12) 3.3 软件设计流程 (13) 3.4 源程序代码 (13) 4 系统调试及仿真 (17) 5 总结 (16) 5.1 本系统存在的问题及改进措施 (16) 5.2 心得体会 (18) 参考文献 (19)
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
4 4 4 4 4 4 5 6 6 7 8 8 8 9 9 10 10 电位器阻值变化曲线装置10 10 10 11 1 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3 5结论3 基本部分3 发挥部分3 其它3 4 5 5 7
1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。
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。通过测量Rx和R0上的电压。由公式Rx=Ux/(U0/R0)可以得到被测电阻Rx的阻值。此种方案简单可靠，容易操作、精度高。
简易数字式电阻、电容和电感测量仪设计报告 摘要：本系统利用TI公司的16位超低功耗单片机MSP430F149和ICL8038精密函数发生器实现对电阻、电容和电感参数的测量。本系统以自制电源作为LRC数字电桥和各个主要控制芯片的输入电源，并采用ICL8038芯片产生高精度的正弦波信号流经待测的电阻、电容或者电感和标准电阻的串联电路，通过测量电阻、电容或者电感和标准电阻各自的电压，利用电压比例计算的方法推算出电阻值、电容值或者电感值。利用MSP430F149单片机控制测量和计算结果，运用自校准电路提高测量精度，同时用差压法，消除了电源波动对结果的影响。测量结果采用12864液晶模块实时显示。实验测试结果表明，本系统性能稳定，测量精度高。 关键词：LRC 数字电桥、电压比例法、液晶模块、MSP430F149、电阻电容电感测量 一、设计内容及功能 1.1设计内容 设计并制作一台简易数字式电阻、电容和电感参数测量仪，由测量对象、测量仪、LCD 显示和自制电源组成，系统模块划分如下图所示： 测量对象 LCD显示 电阻/电容/电感 简易的数字电阻、电容和电感测量仪 自制电源 1.2 具体要求 1. 测量范围 （1）基本测量范围：电阻100Ω～1MΩ；电容100pF～10000pF；电感100μH～10mH。 （2）发挥测量范围：电阻10Ω～10MΩ；电容50pF～10μF；电感50μH～1H。 2. 测量精度 （1）基本测量精度：电阻±5% ；电容±10% ；电感±5% 。 （2）发挥测量精度：电阻±2% ；电容±8% ；电感±8% 。 3. 利用128*64液晶显示器，显示测量数值、类型和单位。 4. 自制电源 5. 使用按键来设置测量的种类和单位 1.3系统功能 1. 基本完成以上具体要求 2. 使用三个按键分别控制R、C、L的测试 3. 采用液晶显示器显示测量结果 二、系统方案设计与选择 电阻、电容、电感测试仪的设计目前有多种方案可以实现，例如、使用可编程逻辑控制器(PLC)、振荡电路与单片机结合或CPLD与EDA相结合等等来实现。在设计前本文对各种方案进行了比较：
单片机原理及应用课程设计报告 设计题目：数字式电阻测量仪 学院 专业 班级 姓名 学号 指导教师申明 2011 年秋季学期
摘要 本设计电阻测量是利用A/D转换原理，将被测模拟量转换成数字量,并用数字方式显示测量结果的电子测量仪表。通常测量电阻都采用大规模的A/D转换集成电路，测量精度高，读数方便，在体积、重量、耗电、稳定性及可靠性等方面性能指标均明显优于指针式万用表。其中，A/D转换器将输入的模拟量转换成数字量，逻辑控制电路产生控制信号，按规定的时序将A/D转换器中各组模拟开关接通或断开，保证A/D 转换正常进行。A/D转换结果通过计数译码电路变换成ASCII码，最后驱动显示器显示相应的数值。本系统以单片机AT89C51为系统的控制核心,结合A/D转换芯片 AT89C51设计一个电阻测量表，能够测量一定数值之间的电阻值，通过LCD液晶显示。具有读数据准确，测量方便的特点。 关键词：单片机(AT89C51)；电压；A/D转换；TLC548
目录 设计要求 (1) 1 电路的论证与对比 (1) 1.1 方案一 (1) 1.2 方案二 (2) 1.3 方案的对比与比较 (2) 2 系统硬件电路设计 (2) 2.1 CPU时钟 (2) 2.2 A/D转换电路模块 (2) 2.2.1主要性能 (3) 2.2. 2 TLC548芯片的组成原理.................. 错误！未定义书签。 2.2.3 TLC548引脚功能 (5) 2.3 主控芯片AT89C51模块 (5) 2.3.1主要功能特性 (6) 2.3.2 主要引脚功能 (7) 2.4 显示控制电路的设计及原理 (9) 3程序设计 (10) 3.1 初始化程序 (10) 3.2主程序 (10) 3.3显示子程序 (11) 3.4 A/D转换测量子程序 (144) 4系统调试与分析 (15) 5元器件清单 (17) 6 总结与致谢 (17) 7 参考文献 (18) 附一：原理图 ............................................................
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 系统框图如图1所示： 图1 FPGA/CPLD 路的驱动、与电阻测量模块的接口等功能。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。 基于以上分析，拟选用方案二。本设计选择AT89C55单片机。 电阻测量方案的选择 方案一：使用模拟开关对不同的标准电阻进行量程切换。由于模拟开关器件的内阻影响，在测量阻值较大的电阻时，会产生较大的误差。 方案二：使用程控放大器进行量程切换。与第一种方案比较，该方案测量误差较小，具有明显的优点。因此，我们选择了第二种方案。 显示模块的选择 方案一：使用传统的数码管显示。数码管具有：低能耗、低损耗、低压、寿命长、耐老化、防晒、防潮、防火、防高（低）温，对外界环境要求低、易于维护、精确可靠、程序编写容易、操作简单等特点。但在本设计中所需显示的状态较多，信息量比较大，并且需要显示电位器阻值随旋转角度变化的曲线，数码管不能完成该曲线显示功能。 方案二：使用液晶屏显示。液晶显示屏（LCD ）具有轻薄短小、低耗电量、无辐射危险以及影像稳定不闪烁等优势，可视面积大，画面效果好，分辨率高，抗干扰能力强的特点。在本设计中所需显示的状态较多，信息量比较大，并且需要显示电位器阻值随旋转角度变化的曲线，该曲线显示功能由液晶显示屏非常适合。 本设计选用方案二，使用液晶显示屏进行显示。
宜宾职业技术学院 毕业设计 基于STM32的简易自动电阻测量仪（软件设计） 系部电子信息工程系 专业名称电子信息工程技术 班级电子1091班 姓名尹小东 学号 2 0 0 9 1 1 1 6 6 指导教师王伯黎 2011 年 11 月 10 日
摘要--------------------------------------------------- 2 1、方案论证与选择 --------------------------------------- 4 1.1核心控制芯片------------------------------------------------- 4 1.2档位切换模块------------------------------------------------- 4 1.3ADC采样电路------------------------------------------------- 5 1.4显示模块----------------------------------------------------- 5 1.5键盘控制电路------------------------------------------------- 5 2、系统设计 --------------------------------------------- 6 2.1系统总体思路------------------------------------------------- 6 2.2系统硬件模块设计--------------------------------------------- 7 2.2.1电源电路设计--------------------------------------------- 7 2.2.2恒压源电路设计------------------------------------------- 8 2.2.3档位切换电路设计----------------------------------------- 8 2.2.4电压跟随电路设计----------------------------------------- 9 2.2.5电机驱动电路设计---------------------------------------- 10 2.3软件设计---------------------------------------------------- 11 3、系统测试 -------------------------------------------- 12 4、设计总结 -------------------------------------------- 13 参考文献----------------------------------------------- 13 附录--------------------------------------------------- 14 附录1主要元件清单 --------------------------------------------- 14 附录2产品实物图片 --------------------------------------------- 14
一、系统方案选择和论证 1. 主控电路选择 方案一：由FPGA构成主控电路，系统板体积小，而且功能强大，但是FPGA 逻辑能力较弱，价格比较高。 方案二:采用AT89S52单片机构成的主控电路，支持ISP下载技术，控制操作简单，价格低廉，通用性强。 方案比较：考虑到传统的AT89S52单片机就可以满足题目的需要，而且价格低廉，电路简单，性价比高，因此选择方案二。 2. 显示模块选择 方案一：选用LCD1602作为系统显示器件，供电电源为5V直流电源，电路简单书写方便，但显示的内容少，不方便系统拓展使用。 方案二：选用LCD12864作为系统显示器件，此显示器件能显示数字、汉字、符号、图形。电路结构简单，操作方便，符合系统电路的要求。 方案比较：题目要求能够显示波形，但LCD1602不能满足此要求，因此决定选用方案二，使用LCD12864作为本系统的显示器件。 3.R/V电路选择 方案一：采用电阻分压电路。此电路结构简单，易于实现，但当被测电阻的阻值较小或较大时，测量误差较大。 方案二：采用恒流源构成R/V电路。电路转换良好，但调节难度大，很难调节到精准值，且电路存在稳定性差和误差大的缺点。 方案三：采用运放LMC6062构成R/V电路。此方法主要是利用了运放虚短虚断的特点来测量被测电阻的阻值。这样不仅可以准确的计算出被测电阻的阻值，而且误差比较小达到了题目的要求。 方案比较：经上述论证比较决定选择方案三。 4.档位切换模块选择 方案一：由数字电位器构成档位切换模块。电路容易控制，操作简单，但档位选择有限，且输出电压不稳定，误差较大，无法满足题目的要求。 方案二：通过继电器控制档位的选择。在每一个档位中加入一个精密电阻作为基准电阻，用继电器控制档位的切换，不仅电路稳定性好，误差小，而且易于控制。 方案比较：题目要求测量精度为1%，因此要求电路的稳定性好，误差小，精度高，所以决定选择方案二。 二、系统硬件模块的分析与设计 1.系统设计分析 系统主要由单片机控制电路、R/V电路、A/D转换电路、电机控制及角度测量电路、继电器档位切换电路、显示电路和键盘输入电路七个部分组成。首先由单片机控制电路采集A/D数据，并根据所采集到的数据信息控制继电器的档位切换，同时单片机还可以控制电机驱动电路的高低电平来控制电位器的正反转，最后通过液晶显示器将整个系统的工作状态显示出来。系统框图如图G-2-1所示。
课程设计任务书 题目: 简易电阻、电容和电感测试仪设计 初始条件： LM317 LM337 NE555 NE5532 STC89C52 TLC549 ICL7660 1602液晶 要求完成的主要任务: 1、测量范围：电阻 100Ω-1MΩ； 电容 100pF-10000pF； 电感 100μH-10mH。 2、测量精度：5%。 3、制作1602液晶显示器，显示测量数值，并用发光二级管分别指示所测元件的类别。 时间安排： 指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：__________ 年月日
目录 摘要 (4) ABSTRACT (5) 1、绪论 (7) 2、电路方案的比较与论证 (7) 2.1电阻测量方案 (7) 2.2电容测量方案 (9) 2.3电感测量方案 (10) 3、核心元器件介绍 (12) 3.1LM317的介绍 (12) 3.2LM337的介绍 (13) 3.3NE555的介绍 (13) 3.4NE5532的介绍 (15) 3.5STC89C52的介绍 (17) 3.6TLC549的介绍 (18) 3.7ICL7660的介绍 (20) 3.81602液晶的介绍 (21) 4、单元电路设计 (23) 4.1直流稳压电源电路的设计 (24) 4.2电源显示电路的设计 (24) 4.3电阻测量电路的设计 (25) 4.4电容测量电路的设计 (26) 4.5电感测量电路的设计 (27) 4.6电阻、电容、电感显示电路的设计 (28) 5、程序设计 (29) 5.1中断程序流程图 (29) 5.2主程序流程图 (30) 6、仿真结果 (30) 6.1电阻测量电路仿真 (30) 6.2电容测量电路仿真 (31) 6.3电感测量电路仿真 (32) 7、调试过程 (33) 7.1电阻、电容和电感测量电路调试 (33) 7.2液晶显示电路调试 (33) 8、实验数据记录 (34)
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、10k Ω、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555多谐振荡电路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AT89C51控制继电器控制被测RC振荡电路频率的自动选择，输入输出控制采用键盘输入控制电路、LCD12864显示系统和报警控制电路组成，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：AT89C51单片机555多谐振荡电路继电器自动量程转换 Abstract The design on the basis of the subject demand produced a simple automatic resistance tester, capable of measuring 100 Omega Omega, 1K, 10K, 10M Omega Omega four profile at different range, and realizes the automatic conversion range before the third, while automatically display a decimal point and unit. Based on these requirements, after discussion, decided to use the 555 multivibrator circuit resistance parameters are transformed into frequency, frequency of F SCM is easily handled the digital quantity, a high measuring precision, on the other hand, so easy to realize automation of instrumentation, and chip microprocessor application system has higher reliability. Through the input of single-chip AT89C51 control relay to control the tested RC oscillating circuit frequency automatic selection, input / output control using the keyboard input control circuit, LCD12864 display system and an alarm control circuit, can achieve a very good all. Microcontroller having programmable, hardware description of the function can be completely realized in software, on the other hand, so easy to realize automation of instrumentation, short design time, low cost, high reliability. Keywords: single chip AT89C51 555 multivibrator circuit relay automatic range switching
目录 1、设计指标 (3) 2、设计原理 (3) 2.1设计原理框图 (3) 2.2设计方案 (3) 2.3模块介绍 (4) 2.3.1 控制电路 (4) 2.3.2 时钟脉冲发生器 (4) 2.3.3 计数器和显示器 (6) 3、单元电路的设计 (6) 3.1多谐振荡器 (6) 3.2单稳态触发器 (8) 3.3.1整流电路采用直流稳压电源设计思路 (9) 3.3.2直流稳压电源的原理框图分析 (9) 3.3.3直流稳压电源特点 (10) 4、设计制作过程及整体电路图 (10) 4.1设计制作过程 (10) 4.2整体电路图 (11) 5、芯片介绍 (11) 5.1555芯片功能介绍 (11) 5.274LS192芯片介绍 (13) 总结 (14) 致谢 (15) 参考文献 (16)
1、设计指标 1.1 设计目的 (1) 掌握数字电容测试仪的构成、原理和设计方法。 (2) 掌握集成电路的使用方法。 1.2 基本要求 （1）电容测量范围为1000pF～10uF，输出应能直接显示其值，误差≤5%，电源电压为+5V。 （2）量程可切换，显示值能够标定。 （3）要求最终正确无误地完成全部电路设计，并具有一定先进性，对电路设计也应提出建议性意见并写出合格的课程设计说明书，圆满完成各项任务。 2、设计原理 2.1设计原理框图 图1.电容测试仪原理框图 2.2 设计方案 利用单稳态触发器或电容器充放电规律等，可以把被测电容的大小转换成脉冲宽窄，即控制脉冲宽度Tx 与Cx成正比。只要把此脉冲与频率固定不变的方波即时钟脉冲相与，便可得到计数脉冲，把计数脉冲送给计数器计数，然后再送给显示器显示。如果时钟脉冲的频率等参数合适，数字显示器显示的数字N便是电容Cx的大小。之所以选择该方案是考虑到这个方案不仅设计比较容易实现，而且更重要的是该方案设计出来的数字测试仪测量的结果比较精确。
简易的测量电阻电容电感 摘要：本设计是一个电阻电感电容的简易测量装置，主要由模拟测量和1602液晶显示两部分组成，其中电阻和电容电感的测量都是通过构造电路产生一定频率的波形，再通过单片机读取频率，经过程序处理转化，再通过1602液晶显示。由于系统处理数据时通过单片机对频率信号的读取，使得最后测量的结果更加精确与稳定，误差控制在题目所允许的范围内。 关键词：电阻电容电感测量仪，1602显示，555定时器，电容三点式
目录 1. 系统设计 (2) 1.1 设计要求 (2) 1.2 方案比较 (2) 1.2.1 电阻测量方案 (2) 1.2.2 电容测量方案 (4) 1.2.3电感测量方案 (5) 1.2.4显示电路方案 (6) 1.3 方案论证 (6) 1.3.1 总体思路 (6) 1.3.2 设计方案 (7) 2. 单元电路设计 (7) 2.1 电阻测量电路 (7) 2.2 电容测量电路 (8) 2.3 电感测量电路 (9) 2.4 1602显示电路 (10) 3. 软件设计 (11) 4. 系统测试 (11) 4.1 测试仪器与设备 (11) 4.2 指标测试 (12) 5 结论 (13) 参考文献 (13) 附录1、元器件明细表...............................................................= (13) 附录2：程序清单 (13)
1. 系统设计 1.1 设计要求 设计并制作一台数字显示的电阻、电容和电感参数测试仪 1. 测量范围：电阻100Ω～1MΩ；电容100pF～10000pF；电感100μH～10mH。 2. 测量精度：±5% 。 3. 带有显示部分。 1.2 方案比较 1.2.1 电阻测量方案 相位测量方案的关键问题是电阻测量方法的选择。 方案一：串联分压原理 V Rx R0 图1串联电路原理图 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。通过测量Rx和R0上的电压。由公式Rx=Ux/(U0/R0) 方案二：利用直流电桥平衡原理的方案 图2 电桥（其中R1，R2，为可变电位器，R3为已知电阻，R4为被测电阻）根据电路平衡原理，不断调节电位器，使得电表指针指向正中间。由R1*R4=R3*R4.在通过测量电位器电阻值，可得到R4的值。 方案三：利用555构成单稳态的方案
自动电阻测试仪 摘要 本简易电阻自动测试仪采用AT89S52单片机为核心控制器，利用伏安法测电阻的测量方法，将测量的电压值通过模数转换模块AD7705转换成数字信号，将数字信号输入AT89S52单片机进行处理，完成电阻测量功能、自动换挡和筛选功能、电位器阻值变化曲线测试的功能。再通过单片机与显示模块的连接，显示测量结果。 关键词：电阻自动测试仪、AT89S52、电阻测量功能、自动换挡、曲线测试、AD7705 一、引言 自动电阻测试相对于手工测试的优点有很多，优化测试速度：可非常快速的运行上万条记录；提高准确性、稳定性：可以不为外界因素干扰，准确运行测试用例；确定性：能真实快速搭建测试环境，测试数据，重现缺陷；提高工作效率：一边运行自动化测试，一边准备测试报告；测试环境搭建：可以结合多种编程语言及技术协助搭建测试环境，防止手工测试重复劳动，如批处理技术；提高技能：可提高测试人员技能，同时提高对测试的兴趣，防止对手工测试感觉枯燥。 数据处理方面的优点有，测试数据：自动化测试工具可以根据需要，准备大量的测试数据；数据处理：测试结果有时需要再进行相应的数据处理；用例准备：可以使用相关脚本技术准备大量的测试用例。 自动电阻测试的发展必将大大提高电阻的测试效率和准确率，使电子产品的的制作更加方便，减少在这上面的人力资源，将来必将影响整个电子行业。
二、方案论证 2.1方案论证与比较 2.1.1测试方案对比 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 Z1*Z2=Z3*Z4 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。 方案二：直接测量法，也叫转换测量法。测量时，把电阻欧姆先转换成别的量再测量。比如把被测量电阻施加以一个已知的电压，那么再测量流过电阻的电流，根据欧姆定律，这个电流与电阻成正比。因此，我们采用测量这个电压，就可以得到电阻值。直接测量简单快速，但转换后很多因素直接参与误差贡献，比如恒流源的精度、电压表的精度都直接影响被测电阻值。 方案三：电阻—电压转换测量法，采用R/U转换器将被测电阻转换成电压，经转换后得到的直流电压经A/D转换器转换为数字信号，由单片机控制输出显示被测电阻值到LCD。 方案四：恒流源测量法，该方法是给待测电阻提供一个恒定电流，利用单片机的 AD 采集其两端的电压来确定其电阻值。此种方法简单易行，但是由于电阻变化范围是100?~10M?，电压变化范围太大，而我们采用的是专用的AD 进行转换，所以能实现要求的指标，综合性能优于其它几中方案。 综合考虑，选择方案四。