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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）序号起止日期计划完成内容实际完成内容检查日期检查人签字1 2011.10.31-2011.11.6分析课题搜集资料分析课题搜集资料2 2011.11.7-2011.11.13硬件设计硬件设计3 2011.11.14-2011.11.20软件设计软件设计4 2011.11.20-2011.12.25总结并撰写论文总结并撰写论文567系毕业设计（论文）领导小组审阅意见：系主任签字：年月日天津电子信息职业技术学院页号（2）注：1.本任务书由指导教师填写。
电阻测量仪制作流程与中考链接引导探究：同学们在学习了利用欧姆定律测量未知电阻后，老师引导同学们思考：可不可以制作一个直接测量电阻大小的仪器呢？学校物理小组同学经过与老师的交流，成功地制作了一个电阻测量仪。
下面是制作流程，同学们不妨跟他们学习一下，也试着做一个。
1.所用器材：电源（电池组）、定值电阻R0、电流表、开关及导线若干。
2.电路图3.实验原理：通过电流表示数的变化反映A、B间连入的电阻的变化，并在电流表的表盘标出对应的阻值即可。
4.调试过程：（1）确定：“0Ω”位置：当A、B两点直接相连时，电路中的总电阻是R0，电源电压设为U，由欧姆定律I=U/R得，电流表的示数为U/R0，此时U/R0就是“0Ω”处，在电流表上的此处标上：“0”（2）当A、B两点间连入某一阻值为R1的电阻时，电流表的读数为I1，在电流为I1处标上阻值R1。
更换多种阻值的电阻进行多次实验，在电流表上标出多处电阻值。
（3）当A、B两点间连入某一阻值为Rx的电阻时，电流I=U/（R0+Rx），此时Rx=U/I-R0，由此可知，电流与待测电阻不成正比，则标出的阻值刻度应该是不均匀的，而且待测电阻随着指针的右偏（电流变大）而减小，即电流越小待测电阻越大，最后形成了如右图所示的表盘。
现在你知道怎样制作电阻测量仪了吧！尽管物理小组同学做出的电阻测量仪可能不够精确，但是可以粗略地测量一些电阻的大小。
而且，物理小组同学的想法很好，他们的这种创新思维及勤于动手的好习惯值得我们去学习哦！中考链接：1.（2003·天津）某校科技小组自制一台可以测量电阻阻值的欧姆表，如图所示，欧姆表电路由一只灵敏电流表G，定值电阻R0，滑动变阻器和干电池（设电压不变）组成。
使用时可把待测电阻接在A、B两端。
为了能直接从灵敏电流表表盘上读出A、B端接入的电阻的阻值，需在表盘上重新标注A、B间所测的电阻的阻值数。
当将A、B两端直接连接在一起时，调节滑动变阻器使灵敏电流表指针偏转到最大位置处（满偏），已知此时灵敏电流表内阻、滑动变阻器的有效值和定值电阻R0的总阻值为15Ω。
简易电阻、电容和电感测试仪的设计一、任务设计并制作一个简易电阻、电容和电感测试仪系统，包括测量、控制与显示三部分。
其中测量电路包括：被测电阻，被测电容，被测电感，其中包括模拟快关、整形、分频等部分；显示电路包括：二极管的显示、数字显示；控制电路括：按键的选择测量电路与单片机的控制部分。
二、要求1、基本要求（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4位数码管显示器，显示测量数值。
示意框图2．发挥部分（1）扩大测量范围；（2）提高测量精度；（3）测量量程自动转化。
3 评分标准项目得分基本要求设计与总结报告：方案设计与论证、理论50 计算与分析、电路图，测试方法与数据结果分析实际完成情况50发挥部分完成第（1）项9 完成第（2）项9 完成第（3）项12 特色与创新20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，最后综合考虑之后选定方法，再对电阻，电容，电感的测量电路进行设计。
本设计是利用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。
在电阻的测量电路中，我们把它分为两档来进行测量，并用单片机来驱动继电器以实现，这样，一方面测量精度较高，另一方面便于使仪表实现智能、自动化。
关键词：单片机 555多谐振荡电容三点式继电器In this article, the function and the requirement of design were introduced, and then puts forward to want to complete the function, the design of the last comprehensive consideration selection methods, and then a resistor, capacitor, inductor measurement circuit design. This design is to realize the test using single chip computer, of which the resistor and capacitor is used more than 555 resonance swing circuitry, and inductance is produced according to the capacitance SanDianShi, so as to realize the measurement of each parameter. In the resistance and capacitance measurement circuit, we put it into two files to make the measurement, and single chip microcomputer to drive the relay to realize, so that, on the one hand, has high accuracy, on the other hand to make intelligent instrument and automation.Key words: more than 555 single chip microcomputer chip oscillation capacitance SanDianShi relay一、系统方案论证1.1 电阻测试模块电路方案一:电阻分压法。
毕业设计说明书课题名称：简易自动电阻测试仪的设计目录摘要 (2)1 系统电路原理及元件选择 (3)1.1 单片机模块的论证与选择 (4)1.2 A/D转换模块的论证与选择 (4)1.3 显示模块的论证与选择 (4)2 系统理论分析与计算 (5)2.1 电阻测量原理 (5)2.2 自动量程转换 (5)2.3 电阻筛选功能 (5)2.4 电位器阻值变化曲线装置 (6)3 硬件设计 (7)3.1 AD转换模块 (7)3.2辅助装置模块 (7)3.3键盘与显示模块 (7)4 软件设计 (7)4.1 自动档位处理模块 (7)4.2 A/D转换模块 (8)4.3 电阻筛选模块 (8)5 系统功能检测 (8)5.1 测试方案、测试条件及测试仪器 (8)5.2 测试结果完整性 (8)5.3 测试结果分析 (9)6 设计总结 (9)7参考文献 (10)致谢 (11)附录1：电路图图纸 (12)附录2：PCB图纸 (13)附录3（a）：自动档位处理流程图 (14)附录3（b）：电机驱动流程图 (15)附录3（c）：筛选模块流程图 (16)摘要本系统设计的是简易自动电阻测试仪，主要由单片机模块、A/D转换模块、自动换挡模块、电阻测量模块、辅助装置模块、键盘及显示模块组成。
本系统以STC12C5A60S2单片机为主控制器，AD574芯片为A/D转换芯片，LCD12864液晶模块为显示模块，可实现电阻自动测量显示以及测量量程100Ω、1KΩ、10KΩ、10M Ω四档自动切换功能，测量准确度为±（1%读数＋2字），测试速率大于5次/秒。
同时，本系统可实现显示旋转电位器随旋转角度阻值变化曲线的辅助装置，其全程测量不超过10秒，测量点不少于15个点。
整个控制系统硬件设计简单实用，性价比较高，功能全面，响应较快，经过测试本系统完全符合项目设计要求。
关键词：电阻测试；STC12C5A60S2；AD574；LCD12864液晶1 系统电路原理及元件选择本系统主要由单片机模块、A/D转换模块、自动换挡模块、电阻测量模块、辅助装置模块、键盘及显示模块组成。
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 --------------------------------------- 41.1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------------------------------------------------- 52、系统设计 --------------------------------------------- 62.1系统总体思路------------------------------------------------- 6 2.2系统硬件模块设计--------------------------------------------- 72.2.1电源电路设计--------------------------------------------- 72.2.2恒压源电路设计------------------------------------------- 82.2.3档位切换电路设计----------------------------------------- 82.2.4电压跟随电路设计----------------------------------------- 92.2.5电机驱动电路设计---------------------------------------- 10 2.3软件设计---------------------------------------------------- 113、系统测试 -------------------------------------------- 124、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。
2011年全国（湖南赛区）大学生电子设计竞赛作品简易自动电阻测试仪 (G题)摘要本系统采用STC89S52单片机作为核心控制器，通过A/D转换芯片将阻值转换成数字信号并进行处理，控制多个继电器切换不同的电阻测量电路，实现量程的自动转换。
同时，系统具有自动筛选电阻功能，并可通过LCD显示屏12864方便直观地显示被测电阻阻值以及待筛选的电阻阻值，及电位器旋转角度及其阻值间的关系。
系统采用运放CA3140构成的串联分压法测来测量电阻阻值，精度达到了1%，效果好。
关键词：STC89S52；运放；串联分压法；LCD；A/D简易自动电阻测试仪一、方案设计与论证1.方案设计方案一： 采用电阻桥来测量未知电阻，图1所示.图1 电桥测量电阻测量原理：I 1 R X = I 2 R 1 I 1 R 0 = I 2 R 2得到：可知未知电阻x R 与其他臂的电阻阻值成正比。
方案二：采用恒压源与运放来测量未知电阻，如图2所示图2 恒压源测量电阻 测量原理：xo i R U R U -=1 得到：1o x R U U R i =可知未知电阻x R 与输出电压O U 成正比。
方案三：采用恒流源来测量未知电阻，如图3所示.图3 恒流源测量电阻测量原理：x00R I U =可知未知电阻x R 与输出电压O U 成正比。
方案四：采用串联分压法测电阻,R 为标准电阻,A U 、B U 为测量电压值，如图4所示。
图4 串联分压法测电阻 测量原理： RR R U U x B A += 得到：R U U U R BB A x ⨯-= 2.方案论证方案一的测量结果可以很精确，但是在10k~10M 之间，由于范围太宽，相差1000倍，电阻桥不容易调平衡，不平衡就测不准,故该方案不采用。
方案二与方案三均是采用运放的反相端输入，运放的高输入阻抗不易得到体现，特别是电阻在10M 测量的时候误差很大，故该方案不采用。
方案四采用双运放构成的串联分压法测电阻，信号从同相端输入，阻抗高，精度高；每次测量的值可与标准值比较，数据准确度高3.方案选定综上所述，方案四精度高，稳定性好，效率高，能够满足系统设计的要求，所以选择方案四。
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，液晶显示目录摘要 (1)1 系统设计 (4)1.1设计要求 (4)1.2总体设计方案 (4)1.2.1设计思路 (4)1.2.2系统方案设计 (4)（1）电阻测量方案论证 (4)（2）电机选择方案论证 (5)2 理论分析计算与硬件电路分析 (6)2.1电阻测量原理分析计算 (6)2.2A/D数据采样电路 (7)2.3单片机控制系统 (8)2.4单片机最小系统 (8)2.4.1时钟电路 (8)2.4.2复位电路 (9)2.5ＬＣＤ显示电路 (9)2.6按键控制电路 (10)2.7电机驱动电路 (10)2.8电位器阻值变化曲线装置 (10)3 软件程序设计 (10)3.1自动量程转换与筛选功能 (10)3.2软件流程图 (11)4 测试方案与测试条件 (11)4.1测试使用的仪器设备 (11)4.2测试方案与测试条件 (11)4.3测试数据 (11)4.4结果分析 (13)5结论 (13)5.1 基本部分 (13)5.2 发挥部分 (13)5.3 其它 (13)参考文献 (14)附录 (15)附录1 电路原理图 (15)附录2 系统部分主要源程序 (17)1系统设计1.1 设计要求（1）测量量程为100Ω、1KΩ、10KΩ、10MΩ四档。
摘要近年来，电子工业发展很快，电子元器件更是发展迅速，应用最为广泛，在实际电子设计中我们往往要测量出电子元器件的大小。
如；电阻的阻值，因此，设计一个不仅安全性和可靠性高，而且简易实用的电阻测量仪具有很大的现实意义。
目前单片机渗透于我们生活的各个邻域，它具有结构简单、可靠性高、体积小、等优点，采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化，且功能强大，例如精密的测量设备（功率计，示波器，各种分析仪）。
在系统硬件设计中，利用STC公司(宏晶科技)生产的STC12C5A60S2系列做为核心控制芯片设计一款简易电阻测量仪，设计主要采用按键控制功能之间的切换，并实现各量程的自动转换从而实现各个参数的测量。
在系统软件设计中，利用keil c51软件开发系统的软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，编译后生成的汇编代码。
关键字：STC12C5A60S2、MzLH01-12864、单片机AbstractIn recent years, the electronics industry is developing very quickly, electronic components is developed rapidly, and most widely used in practical electronic design, we tend to measure the size of the electronic components. Such as; Resistance, therefore, resistance of the design a not only security and reliability of the high, and simple practical resistance measurement instrument has great practical significance.At present SCM penetration in our life in all neighborhood, it is simple in structure, high reliability, small volume, etc, and USES the monolithic control makes instruments digital, intelligent, miniaturization, and powerful functions, such as the measurement precision equipment (the power meter, oscilloscope, all kinds of analyzer).In the hardware design, the use of the company's digital multimeter MAXIM integrated chip MAX134 design a simple resistance measurement instrument, will use the resistance of the corresponding oscillating circuit transformation frequency so as to realize the various parameters measurement.In the design of software system, using the keil software development system software c51 provide rich library function and powerful integrated development debug tool, compiled generated assembly code.Key word: MAX134, MzLH01-12864 and single-chip microcomputer目录一前言................................................................... (4)二总体方案设计 (5)1方案比较………………………………………………….. .62 方案选择 (7)三模块设计………………………. …………………………….. .101 电源模块 (10)2显示模块................................................... .. (11)3主程序模块 (12)4电阻测试模块 (15)四软件设计 (16)1 软件设计流程 (13)五测试参数 (15)六设计总结 (16)1设计收获及体会 (16)七参考文献 (17)八附 (18)前言近年来，电子工业发展很快，由于生产技术的提高和加工工艺的改进，电子元器件发展迅速，应用最为广泛，成为近代科学发展的重要标志，在实际电子设计中我们往往要测量出电子元器件的大小。
摘要随着电子工业的发展，电子元器件急剧增加，电子元器件的使用范围也逐渐广泛起来，在应用中我们常常要测定电阻的大小。
因此，设计可靠、安全、自动的电阻测试仪具有极大的现实必要性。
在系统硬件设计中，以89C52RC单片机为核心设计的一个自动电阻测试仪，将电阻的值转换成电压，通过单片机器件，运用单片机的程序，算出阻值，最后送到显示器上进行显示，本次设计用的显示器为12864ZW液晶显示器。
系统的软件设计是以keil51为仿真平台，使用C语言编程编写了系统应用软件：包括主程序模块、显示模块、电阻测试模块等。
单片机部分采用89C52RC作为主控芯片，驱动8位数码管显示。
该简易自动电阻测试仪有100Ω、1KΩ、10K Ω、10MΩ四档，量程之间可以自动转换，而且电位器旋转被测成曲线变化。
最后，我们实际制作了一部简易自动电阻测试仪，在实验室进行了测试，结果表明该样机的功能和指标达到了设计的要求。
关键词：电阻测试仪、89C52RC、12864ZW液晶显示器、keil51、C语言一、任务设计与要求任务设计并制作一台简易自动电阻测试仪，该简易自动电阻测试仪由基准电阻、51单片机最小系统、步进电机驱动、测量电路、单片机液晶显示等组成。
要求1．基本要求<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。
<3）100Ω、1kΩ、10kΩ三档量程具有自动量程转换功能。
2．发挥部分<1）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。
<2）设计并制作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，要求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。
简易电阻自动测试仪毕业设计简易自动电阻测试仪设计报告摘要电阻测试仪，是电子器件测量、分选不可缺少的工具，主要用于测试变压器、电机、互感器等设备的直流电阻，具有不受电抗影响、测量精度高、测试速度快及可用于方便地进行分选特点。
简易自动电阻测试仪是以51单片机为核心，其工作原理是控制可控恒流源输出电流流经被测量电阻，将被测量电阻两端的电压经过调理并送至由ICL7135构成的AD电路，被测信号经AD转换送至单片机得出被测量电阻的阻值。
本仪器有四档恒流源分别对应四个量程，通过单片机发送量程信号可以方便地进行量程的切换。
显示及按键模块采用动态扫描方式，在程序中通过定时器自动扫描显示及键检测可自动显示小数点和单位以及进行各种特效显示。
关键词：电阻测试仪，单片机，可控恒流源，ICL7135，程控放大器一、概述1.1课题要求1、基本要求（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。
（3）100Ω、1kΩ、10kΩ三档量程具有自动量程转换功能。
2．发挥部分（1）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。
（2）设计并制作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，要求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。
辅助装置连接的示意图如图1 所示。
（3）其他图1 辅助装置连接示意图1.2课题分析根据上述要求可知，系统中需要含有一个智能控制核心，本设计拟采用以51单片机作为系统的控制核心。
采用单片机控制单刀多掷开关实现不同阻值量程的档位切换。
由要求第二点可知，系统采集数据的速率要大于5 次/秒，即系统中用于数据采集的模数转换器的采样速率要大于一定值。
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4444445667888991010电位器阻值变化曲线装置10 1010111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35结论3基本部分3发挥部分3其它345571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。
（3）100Ω、1KΩ、10KΩ三档量程具有自动量程转换功能。
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。
方案二：恒流源法图3恒流源电路根据欧姆定律可知，将被测电阻接入恒流源电路中，在被测电阻两端产生电压。
此种方案中，在改变负载后电流就可能不稳定，而且制作恒流源的电路比较复杂，调试难度较大。
方案三：利用直流电桥平衡原理的方案图4 电桥（其中R1、R2为可变电阻器，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*R2=R3*R4。
在通过测量电位器电阻值，可得到R4的值。
但是这种方案调试比较困难。
综合以上三种方案的优缺点，按照题目的要求我们最终选定方案一。
方案一的电路简单、易于操作，而且测量精度能满足题目要求。
（2）电机选择方案论证在题目的辅助装置中用电机与电位器相连，以实现自动测量功能。
对于电机的选择有以下两种方案：方案一：直流电机直流电机易于操作，使用方便，但是直流电机的速度不易控制，如果接到电路中测得数据会出现较大误差。
方案二：步进电机采用步进电机控制速度比较精确，但是步进电机的控制程序要多些。
综合以上两种方案，按照题目的要求采用步进电机控制电位器精度较高，而且可以进行逐步调节。
因此，选择方案二。
2理论分析计算与硬件电路设计电阻测量原理分析计算电阻测量电路是根据分压原理，电源VCC的电压分别加在被测电阻和标准电阻上，为了系统稳定使测得U0准确，电源VCC采用恒压源。
继电器是用来切换连接到不同阻值的标准电阻，即切换量程。
当继电器切换到不同的量程时，标准电阻分得的电压U0就会不同，如图 5 所示。
继电器图5 电阻测量原理图A/D采样电路是将测量电路测得U0的值进行模/数转换后送给单片机进行处理，在单片机内部对得到的数据进行计算，算出被测电阻的阻值后送给液晶，在液晶上显示被测电阻当前的阻值。
当检测不同阻值的电阻时，由单片机来进行检测，当检测到的数据发生变化时，同时单片机发出控制信号控制继电器切换到不同的档位。
为了使A/D采到稳定的信号，所以在A/D和测量电路之间用了一个电压跟随器，由于电压跟随器的输入阻抗很高，输出阻抗低，这就使信号在前级电路中的损耗降到最低，保障A/D转换器读到的数值比较准确。
如图6是OP07构成的电压跟随器。
OP07芯片是一种低噪声，非斩波稳零的双极性运算放大器集成电路。
由于OP07具有非常低的输入失调电压（对于OP07A最大为25μV），所以OP07在很多应用场合不需要额外的调零措施。
OP07同时具有输入偏置电流低（OP07A为±2nA）和开环增益高（对于OP07A为300V/mV）的特点，这种低失调、高开环增益的特性使得OP07特别适用于高增益的测量设备和放大传感器的微弱信号等方面。
特点：超低偏移： 150μV最大；低输入偏置电流：；低失调电压漂移：μV/℃；超稳定，时间： 2μV/month；最大高电源电压范围：±3V至±22V。
图6 电压跟随器A/D 数据采样电路A/D 数据采样是用ADC0809为数据采集芯片。
ADC0809是CMOS 单片型逐次逼近式A/D 转换器，它由8路模拟开关、地址锁存与译码器、比较器、8位开关树型A/D 转换器、逐次逼近寄存器、逻辑控制和定时电路组成。
如图7所示是ADC0809的引脚图，图8是ADC0809在电路中的连接图：图7 ADC0809引脚图ALECLKCLKOE EO ST ST A B C P0P1P2P3P4P5P6P7IN 31IN 42IN 53IN 64IN 75ST 6EOC 72-58OE 9CLK 10V CC 11V +12GND 132-7142-615V -162-8172-4182-3192-2202-121ALE 22C 23B 24A 25IN 026IN 127IN 228U3+5A21234567891011121314U474l s74+5+5图8 ADC0809在电路中的原理图A/D 将采集过来的电压值转换成单片机能读取的数据，单片机读取数据后，在单片机内部根据前端的测量原理，将读到的电压值换算成电阻送给液晶显示。
单片机控制系统本系统采用的处理器是我们常用的STC89C51RC ，STC89C51RC 是美国ATMEL 公司生产的低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含2k bytes 的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM ）和128 bytes 的随机存取数据存储器（RAM ），器件采用ATMEL 公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-5l 指令系统，片内置通用8位 央处理器和Flash 存储单元，功能强大。
在该系统中，对于题目对于系统的要求，用STC89C51RC 单片机可以满足要求，而且STC89C51RC 单片机是我们最容易使用的、最熟悉的单片机，所以再选择处理器时，我们首先选择的就是该单片机。
如图9所示是STC89C51RC 的引脚封装图。
图9 STC89C51RC的引脚封装图单片机最小系统2.4.1 时钟电路时钟电路用于产生单片机工作所需的时钟信号，时序是指令执行中各信号之间的相互关系。
单片机本身就如同一个复杂的同步时序电路，为了保证同步工作方式的实现，电路应在唯一的时钟信号控制下严格地按时序进行工作。
在STC89C51RC单片机内部带有时钟电路，因此，只需要在片外通过XTAL1和XTAL2引脚接入定时控制元件（晶体振荡器和电容），即可构成一个稳定的自激振荡器。
在STC89C51RC芯片内部有一个高增益反相放大器，而在芯片的外部，XTAL1和XTAL2之间跨接晶体振荡器和微调电容。
STC89C51RC的时钟电路如图10所示：图10 STC89C51RC的时钟电路用晶振和电容构成谐振电路。
电容C1、C2容量在15～40pF之间，大小与晶振频率和工作电压有关。
但电容的大小影响振荡器的稳定性和起振的快速性，为了提高精度，本系统采用30pF的电容作为微调电容。
在设计电路时，晶振、电容等均应尽可能靠近芯片，以减小分布电容，保证振荡器振荡的稳定性。
2.4.2 复位电路复位是单片机的初始化操作，其主要功能是使单片机从0000H单元开始执行程序。
除了进入系统的正常初始化以外，当由于程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态时，为摆脱困境也需按复位键以重新启动。
STC89C51RC芯片内部有复位电路，RST引脚是复位信号的输入端高电平有效，复位方式有自动复位和手动复位两种。
本单片机系统采用手动复位方式复位。
STC89C51RC的复位电路如图11所示，图中S按键是手动复位按键，输出RST接单片机的9脚（RST）：S图11 STC89C51RC的复位电路LCD显示电路在整个系统中，为了能够更好的显示出测得的结果，使显示界面更突出人性化，所以我们选择的是LCD12864作为显示屏。
LCD12864的显示功能相对来说比较齐全，它不仅能够显示字母和汉字，而且可以显示图片、图形。
在这个系统中要求随着电位器阻值随旋转角度的变化在显示装置中显示电位器阻值随旋转角度变化的曲线，而12864的功能完全能够满足题目的要求，所以在选择显示器时我们首先选择的就是LCD12864。
如图12所示，是LCD12864在电路中的连接图。
图12 LCD12864在电路中的连接图在电路设计中，由于单片机的I/O有限制，所以在液晶显示时，我们采用的是串口显示，图9中PSB端口是单片机串口的输出端。
按键控制电路由于在该系统中需要通过按键输入要求的电阻值和筛选的误差值，所以在按键控制系统中需要数字键和功能键，为了满足这个要求，按键控制电路我们采用的是4×4的矩阵键盘，一共16个按键，完全能够满足系统的需要。
如图13所示是矩阵键盘的原理图。
图13 矩阵键盘的原理图原理图中矩阵键盘的8个端口与单片机的P2口相连。
电机驱动电路如图14所示是电路中的步进电机驱动电路，J3连接单片机的I/Ｏ口，Ｕ８连接步进电机的输入线。
U7是步进电机的驱动芯片ULN2003，它属于高电压、大电流的达林顿管，可以直接用单片机到的I/O口直接驱动步进电机。
图14 步进电机驱动电路电位器阻值变化曲线装置依据题目说明，本系统应该具备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，我们采用步进电机与旋转式单圈电位器相连，为了减小电机转动时与电位器不同轴的情况，我们使用联轴器来连接步进电机和电位器。
3软件程序设计自动量程转换与筛选功能电阻测量电路采用的是串联分压式电路，按照题目要求，测量量程分为100Ω、1KΩ、10KΩ、10MΩ四档,为了能够实现量程的自动切换，我们使用的是用单片机控制不同档位继电器的开关实现档位的切换。
