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1、簡易自動電阻測試儀摘要：簡易自動電阻測試儀（G題）【高職高專組】一、任務設計并制作一臺簡易自動電阻測試儀。二、要求1.基本要求（1）測量量程為100Q、lkQ>10kQ、10MQ四檔。測量準確度為土（1%讀數(shù)+2字）o（2）3位數(shù)字顯示（最大顯示數(shù)必須為999）,能自動顯示小數(shù)點和單位，測量速率大于5次/秒。（3）100Q、lkQ、10kQ三檔量程具有口動量程轉換功能。2.發(fā)揮部分（1）具有自動電阻篩選功能。即在進行電阻篩選測量時，用戶通過鍵盤輸入要求的電阻值和篩選的誤差值；測量時，儀器能在顯示被測電阻阻
2、值的同時，給出該電阻是否符合篩選要求的指示。（2）設計并制作一個能自動測量和顯示電位器阻值隨旋轉角度變化曲線的輔助裝置，要求曲線各點的測量準確度為土（5%讀數(shù)+2字），全程測量時間不大于10秒,測量點不少于15點。輔助裝置連接的示意圖如圖1所示。（3）其他圖1輔助裝置連接示意圖三、說明1.在輔助裝置中，要求電位器為4.7kQ旋轉式單圈電位器，并規(guī)定采用線性電位器。2.要求電位器的三個端子作為測試端子引出。一、系統(tǒng)方案本系統(tǒng)主要由測量模塊、數(shù)模轉換模塊、控制顯示模塊，驅動電機模塊，下面分別論證這幾個模塊的選
3、擇。1.1測量模塊的論證與選擇方案一：諧振法，采用LC組成諧振回路，將被測電感申入電路或將電容并入冋路中進行測量。但諧振法要求較高頻率的激勵信號，一般不容易滿足高精度的要求。由于測試頻率不固定，測試速度也很難提高，誤差就很難達到要求。方案二：伏安法測量R,它的測量原理來源于阻抗的定義。即若已知流經被測阻抗的電流，通過A/D將被測阻抗兩端的電壓的模擬量轉化為數(shù)字信號送入單片機，可得被測電阻兩端的電壓，則通過歐姆定律可得到被測電阻阻值。此方法原理簡單，外部硬件較少，便于操作。方案三：交流電橋測量法，交流電橋的
4、構造及原理均與直流惠斯通電橋相同，電源使用交流電，四臂的阻抗Zl、Z2、Z3、Z4,可以用電阻、電感、電容或其他組合，電橋平衡的條件是此條件顯示交流電橋不同于直流電橋：首先條件有兩個，因此，需要調節(jié)兩個參數(shù)才能使電橋平衡；其次，阻抗的多樣性可以組合成各具特色的電橋，但非所有電橋都能同時滿足達到平衡的條件。綜合比較以上三種方案，我們選擇方案二。1.2A/D模塊方案論證與選擇該ADS7816是12-bit，200kHz采樣模數(shù)轉換器數(shù)字轉換器?它具有低功耗操作具有自動關閉電源，同步串行接口和一個差分輸入?該參
5、考電壓年齡可以多種多樣，從100mV到5V,與對應從24)llV對應分解到1.22mV?低功耗，口動斷電等優(yōu)點。特別是它是12位的模數(shù)轉換器,可以更好的進行量化，提高了對被測電阻電壓采樣的精度，故我們選擇ADS7816作為A/D模塊。L3控制系統(tǒng)的論證與選擇核心控制部分我們選TI公司生產的低功耗MCUMSP430,它是一種基于RISC的16位混合信號處理器，超低功耗架構與高度靈活的吋鐘系統(tǒng)可顯著地延長了電池的壽命:0.1UARAM保持模式;v1UARTC模式;<100UA/MHzo集成型智能外設：眾多的高
6、性能模擬與數(shù)字外設可大幅度的減輕CPU的工作量?；谝陨蟽?yōu)點，它完全可以滿足對整個電路控制的要求，故我們決定選MSP430作為控制核心。1.4電機模塊考慮到編程的復雜，以及沒有合適的電機，故本次沒做這一部分。1.5顯示模塊論證與選擇二、系統(tǒng)硬件電路設計2.1系統(tǒng)的整體設計本簡易自動電阻測試儀采用了TI公司的單片機MSP430。該系統(tǒng)主要包括電阻測量模塊，LCD顯示、按鍵模塊，電源電路等功能模塊?；谏鲜龈鞣桨傅恼撟C與分析，我們確定了最終方案。系統(tǒng)的總體結構框圖如下圖：電阻測試模塊系統(tǒng)總體框圖2.2電阻測量
7、硬件電路設計如下圖，本方案通過串聯(lián)分壓法來測量Rx的電阻，當剛開始測量時，有單片機給J1端一個高電平使得三極管T1導通，此時繼電器RL1通電吸合使得R1與Rx導通，此時ADS7816將Rx的模擬電壓轉換為數(shù)字電壓送入單片機，單片機就可以讀出Rx的電壓。將Rx電壓送入比較器的止輸入端，在R9和P1的支路中，調節(jié)P1,是其值與R9完全相同，這樣便得到了電壓比較器的基準電壓為2.5V,當Rx的電壓小于2.5V時，比較器輸出低電平到單片機，單片機不給J1、J2、J3、J4信號，通過公式：由Ix=Ucc/(Rx+R
8、i),(i=l,2,3,4)而Rx=Ux/Ix化簡得Rx=Ux*Ri/(Ucc-Ux),(i=l,2,3,4)算出Rx的值并輸入LCD顯示其值，當Rx大于等于2.5V時，比較器輸出高電平到單片機，單片機向J1輸出低電平，三極管T1截止,繼電器RL1斷電斷開，同時單片機向J2輸出高電平，三極管T2導通，繼電器RL2通電吸合，然后比較器繼續(xù)比較，循環(huán)上面的操作,這樣便實現(xiàn)了自動換擋。電阻測量電路圖2.3液晶顯示、按鍵模塊硬件設計顯
