电阻测量系统设计

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：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。

电子线路课程设计报告设计课题：高精度智能电阻测量设计时间：2015年3月9日—2015年5月15日高精度智能电阻测量仪一．设计任务与设计指标要求设计说明：电阻是常用的电子元件，某些材料的直流电阻需要精确的测量。

利用欧姆定律设计一台电阻测量仪，显示被测量材料的直流电阻阻值。

基本部分1、测量电阻范围：2～20欧姆，20～200欧姆，200～2K，2K～20K，用按钮切换量程。

2、测量精度：1%3、要求测量结果显示稳定3位有效数字（可用数字万用表的电压档当作显示终端）发挥部分1、测量电阻范围：可测量最小1欧姆的电阻2、测量精度：0.5%3、要求测量结果显示稳定4位有效数字二．元器件清单元件类型型号主要参数数量备注基准稳压源TL431稳压值Uz=2.5V1个负载电流1—100mA集成运放LM358单电源（3—30V）1个偏置电流为45nA 限流电阻R12KΩ1个滑线变阻器1R2最大阻值为50KΩ1个滑线变阻器2R3最大阻值为10KΩ1个滑线变阻器3R4最大阻值为500Ω1个滑线变阻器4R5最大阻值为100Ω1个滑线变阻器5R6最大阻值为1KΩ1个定值电阻R7、R8470KΩ2个定值电阻R9—R12510Ω4个定值电组R13—R191KΩ7个电容C1、C20.1uF2个PNP三极管85501个用于恒流源NPN三极管80504个做驱动A/D转换芯片MC14433电源电压为±4.8V—±8V1片基准源MC1403输出电压值：2.475V～2.525V1片译码驱动器HEF4511BP 电源电压范围：5—15V1片译码驱动四位一体共阴数码管ARKSR420561N1个拨码开关S1—S44个导线电路板三．系统总体框图我们所设计的智能电阻测量仪主要由四个部分组成：集成运放芯片LM358及可控精密稳压源TL431构成了恒流源部分，高精度A/D转换芯片MC14433及基准电压源MC1403构成了电压采样转换部分，译码驱动器CD4511及以四个三极管组成的位驱动阵列形成了译码驱动部分，四位一体共阴数码管构成了显示部分。

电阻测试仪labview课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生理解电阻测试仪的基本原理，掌握LabVIEW软件的基本操作；2. 学生掌握电阻测试仪与计算机的通信连接方法，了解数据采集与处理的基本流程；3. 学生了解电阻的测量方法，掌握不同电阻值与测量结果的对应关系。

技能目标：1. 学生能够运用LabVIEW软件设计并搭建电阻测试仪的虚拟仪器程序；2. 学生能够运用所学知识对电阻进行准确测量，并处理实验数据；3. 学生能够通过实验操作，提高动手能力和问题解决能力。

情感态度价值观目标：1. 学生培养对物理实验的兴趣，激发探究精神和创新意识；2. 学生树立严谨的科学态度，遵循实验操作规范，养成良好的实验习惯；3. 学生培养团队合作精神，学会与他人沟通交流，共同完成实验任务。

课程性质：本课程为实践性较强的课程，旨在通过实际操作，让学生掌握电阻测试仪的使用和LabVIEW软件编程。

学生特点：学生具备一定的物理知识基础和计算机操作能力，对实验操作有较高的兴趣。

教学要求：教师需引导学生掌握基本原理，注重实验操作技能的培养，同时关注学生的情感态度价值观培养，使学生在实践中提高综合素养。

教学过程中，将目标分解为具体的学习成果，便于后续教学设计和评估。

二、教学内容1. 电阻测试仪原理及操作- 介绍电阻测试仪的工作原理、仪器结构及功能；- 指导学生进行电阻测试仪的硬件连接与基本操作。

2. LabVIEW软件基础- 概述LabVIEW软件的功能、特点及界面；- 传授LabVIEW编程的基本方法，如数据类型、控制结构、图形编程等。

3. 虚拟仪器程序设计- 指导学生利用LabVIEW设计电阻测试仪的虚拟仪器程序；- 解析程序框图，讲解数据采集、处理、显示与保存等模块。

4. 实验操作与数据处理- 安排实验任务，指导学生进行电阻测量实验；- 教授实验数据处理的技巧，如数据筛选、误差分析等。

5. 教学内容的进度安排- 第一周：电阻测试仪原理及操作；- 第二周：LabVIEW软件基础；- 第三周：虚拟仪器程序设计；- 第四周：实验操作与数据处理。

高精度电阻测量监控系统的研究与设计的开题报告一、研究背景电阻是电流通过物体时遇到的阻碍，它是电路中的重要参数之一。

在现代工业生产过程中，电阻测量是一个必不可少的环节。

电阻测量常常用于检测电子元器件或电路板上的电阻值，以判断其性能是否正常。

而高精度电阻测量监控系统可以对电子元器件或电路板上的电阻值进行非常精准的测量，并向操作者提供实时监控和预警功能，有效地提高了生产过程中的质量和效率。

二、研究目的本研究旨在设计和开发一种高精度电阻测量监控系统，以满足工业生产过程中对电阻值精准测量和实时监测的需求。

具体研究目标包括：1. 设计一个能够进行高精度电阻测量的硬件模块，要求测量精度达到万分之一以上。

2. 开发一个基于嵌入式系统的软件程序，实现电阻测量的自动化、实时采集和数据处理等功能。

3. 设计一个用户界面，提供操作者实时监控电阻测量结果和预警等功能。

三、研究方法本研究采用的研究方法包括：1. 文献调研，了解目前高精度电阻测量监控系统领域的研究状况和技术发展趋势。

2. 硬件设计，根据研究要求设计一个能够进行高精度电阻测量的硬件模块，并进行电路原理图和PCB设计。

3. 软件开发，使用嵌入式系统开发平台进行软件开发，实现电阻测量的自动化、实时采集和数据处理等功能。

4. 用户界面设计，使用图形用户界面设计工具进行设计，实现监控结果和预警等功能的显示。

四、研究意义本研究的意义主要体现在以下几个方面：1. 在电子元器件或电路板生产过程中，提高了电阻值的精准测量和实时监测能力，保证了产品质量和工作效率。

2. 对于产品的检测和维护提供了有力支持。

3. 推动了高精度电阻测量领域的技术发展进步，为工业生产过程的自动化和智能化提供了新的思路和方法。

五、预期成果本研究预期的成果主要包括：1. 一个具有高精度电阻测量能力的硬件模块。

2. 一个基于嵌入式系统的电阻测量软件程序。

3. 一个用户界面，提供实时监控和预警等功能。

4. 系统的稳定性和精度达到预期设计要求。

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。

单片机课程设计报告-- 基于单片机的热敏电阻测温系统设计单片机课程设计报告2011 / 2012 学年第 2学期课程名称：单片机课程设计上机项目：基于单片机的热敏电阻测温系统设计专业班级：电子信息工程02班1摘要在日常生活及工业生产过程中，经常要用到温度的检测及控制，温度是生产过程和科学实验中普遍而且重要的物理参数之一。

传统的测温元件有热电偶和热电阻。

而热电偶和热电阻测出的一般都是电压，再转换成对应的温度，这些方法相对比较复杂，需要比较多的外部硬件支持。

我们用一种相对比较简单的方式来测量。

我们采用温度传感器DS18B20作为检测元件，温度范围为-55~125 ºC,最高分辨率可达0.0625 ºC。

DS18B20可以直接读出被侧温度值，而且采用三线制与单片机相连，减少了外部的硬件电路，具有低成本和易使用的特点。

本文介绍一种基于STC12C5608AD单片机的一种温度测量及报警电路,该电路采用DS18B20作为温度监测元件，测量范围0℃-～+100℃，使用数码管驱动芯片CH451显示，能设置温度报警上下限。

正文着重给出了软硬件系统的各部分电路，介绍了集成温度传感器DS18B20的原理，STC12C5608AD单片机功能和应用。

该电路设计新颖、功能强大、结构简单。

关键词：温度测量DS18B20 STC12C5608AD CH451目录2摘要 (2)第1章绪论 (4)第2 章时间安排 (5)第3章设计方案及选材 (6)3.1 系统器件的选择 (7)3.1.1温度采集模块的选择与论证 (7)3.1.2 显示模块的选择与论证 (8)3.2 设计方案及系统方框图 (8)3.2.1 总体设计方案 (8)3.2.2 系统方框图 (9)第4章硬件设计 (10)4.1 总系统组成图 (10)4.2 温度测量传感器部分 (10)4.3 控制部分 (10)4.4 显示部分 (11)4.5 报警部分 (12)第5章程序流程图设计 (13)5.1 主程序流程图 (13)5.2 温度采集流程图 (14)第6章总结 (15)参考文献 (16)3第1章绪论现在电子技术日新月异，各种新型的自动控制系统也越来越多地运用到人们的日常生活、工业生产等领域，它不但可以提高劳动生产率，而且可以使控制的设备或执行的操作更加精确。

一、电阻的测量方法及原理一、伏安法测电阻1、电路原理“伏安法”就是用电压表测出电阻两端的电压U，用电流表测出通过电阻的电流I,再根据欧姆定律求出电阻 R= U/I 的测量电阻的一种方法。

电路图如图一所示。

如果电表为理想电表，即 RV =∞，RA=0用图一（甲）和图一（乙）两种接法测出的电阻相等。

但实际测量中所用电表并非理想电表，电压表的内阻并非趋近于无穷大、电流表也有内阻，因此实验测量出的电阻值与真实值不同，存在误差。

如何分析其误差并选用合适的电路进行测量呢？若将图一（甲）所示电路称电流表外接法，（乙）所示电路为电流表内接法，则“伏安法”测电阻的误差分析和电路选择方法可总结为四个字：“大内小外”。

2、误差分析（1）、电流表外接法由于电表为非理想电表，考虑电表的内阻，等效电路如图二所示，电压表的测量值 U 为ab间电压，电流表的测量值为干路电流，是流过待测电阻的电流与流过电压表的电流之和，故：R测= U/I = Rab = (Rv∥R)=(Rv×R)/(Rv+R) < R(电阻的真实值)可以看出，此时 R测的系统误差主要来源于 Rv 的分流作用，其相对误差为δ外 = ΔR/R = (R-R测)/R = R/(Rv+R)（ 2）、电流表内接法其等效电路如图三所示，电流表的测量值为流过待测电阻和电流表的电流，电压表的测量值为待测电阻两端的电压与电流表两端的电压之和，故：R测 = U/I = RA+R > R此时R测的系统误差主要来源于RA的分压作用，其相对误差为:δ内 = ΔR/R = (R测-R)/R = RA/R综上所述，当采用电流表内接法时，测量值大于真实值，即"大内"；当采用电流表外接法时，测量值小于真实值，即“小外”。

3、电路的选择（一）比值比较法1、“大内”：当 R >> RA 时，，选择电流表内接法测量，误差更小。

“小外”：当 R << Rv 时，，选择电流表外接法测量，误差更小。

电阻、电容、电感测试仪设计⽅案与系统的原理框图电阻、电容、电感测试仪设计⽅案⽐较电阻、电容、电感测试仪的设计可⽤多种⽅案完成，例如利⽤模拟电路，电阻可⽤⽐例运算器法和积分运算器法，电容可⽤恒流法和⽐较法，电感可⽤时间常数发和同步分离法等、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。

在设计前对各种⽅案进⾏了⽐较：1)利⽤纯模拟电路虽然避免了编程的⿇烦，但电路复杂，所⽤器件较多，灵活性差，测量精度低，现在已较少使⽤。

2)可编程逻辑控制器(PLC) 应⽤⼴泛，它能够⾮常⽅便地集成到⼯业控制系统中。

其速度快，体积⼩，可靠性和精度都较好，在设计中可采⽤PLC对硬件进⾏控制，但是⽤PLC实现价格相对昂贵，因⽽成本过⾼。

3)采⽤CPLD或FPGA实现应⽤⽬前⼴泛应⽤的VHDL硬件电路描述语⾔，实现电阻，电容，电感测试仪的设计，利⽤MAXPLUSII集成开发环境进⾏综合、仿真，并下载到CPLD或FPGA可编程逻辑器件中，完成系统的控制作⽤。

但相对⽽⾔规模⼤，结构复杂。

4)利⽤振荡电路与单⽚机结合利⽤555多谐振荡电路将电阻，电容参数转化为频率，⽽电感则是根据电容三点式电路也转化为频率，这样就能够把模拟量近似的转换为数字量，⽽频率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。

系统扩展、系统配置灵活。

容易构成各种规模的应⽤系统，且应⽤系统有较⾼的软、硬件利⽤系数。

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，⽽且设计时间短，成本低，可靠性⾼。

综上所述，利⽤振荡电路与单⽚机结合实现电阻、电容、电感测试仪更为简便可⾏，节约成本。

所以，本次设计选定以单⽚机为核⼼来进⾏。

系统的原理框图本设计中，考虑到单⽚机具有物美价廉、功能强、使⽤⽅便灵活、可靠性⾼等特点，拟采⽤MCS - 51系列的单⽚机为核⼼来实现电阻、电容、电感测试仪的控制。