簡易自動電阻測試儀的設(shè)計

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1、畢業(yè)設(shè)計說明書課題名稱：簡易自動電阻測試儀的設(shè)計14目錄摘要21系統(tǒng)電路原理及元件選擇31.1單片機模塊的論證與選擇31.2A/D轉(zhuǎn)換模塊的論證與選擇41.3顯示模塊的論證與選擇42系統(tǒng)理論分析與計算42.1電阻測量原理42.2自動量程轉(zhuǎn)換42.3電阻篩選功能52.4電位器阻值變化曲線裝置53硬件設(shè)計53.1AD轉(zhuǎn)換模塊53.2輔助裝置模塊63.3鍵盤與顯示模塊64軟件設(shè)計64.1自動檔位處理模塊64.2A/D轉(zhuǎn)換模塊64.3電阻篩選模塊65系統(tǒng)功能檢測65.1測試方案、測試條件及測試儀器65.2測試

2、結(jié)果完整性75.3測試結(jié)果分析76設(shè)計總結(jié)77參考文獻8致謝9附錄1：電路圖圖紙10附錄2：PCB圖紙11附錄3（a）：自動檔位處理流程圖12附錄3（b）：電機驅(qū)動流程圖13附錄3（c）：篩選模塊流程圖1414摘要本系統(tǒng)設(shè)計的是簡易自動電阻測試儀，主要由單片機模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、自動換擋模塊、電阻測量模塊、輔助裝置模塊、鍵盤及顯示模塊組成。本系統(tǒng)以STC12C5A60S2單片機為主控制器，AD574芯片為A/D轉(zhuǎn)換芯片，LCD12864液晶模塊為顯示模塊，可實現(xiàn)電阻自動測量顯示以及測量量程100Ω、

3、1KΩ、10KΩ、10MΩ四檔自動切換功能，測量準確度為±（1%讀數(shù)＋2字），測試速率大于5次/秒。同時，本系統(tǒng)可實現(xiàn)顯示旋轉(zhuǎn)電位器隨旋轉(zhuǎn)角度阻值變化曲線的輔助裝置，其全程測量不超過10秒，測量點不少于15個點。整個控制系統(tǒng)硬件設(shè)計簡單實用，性價比較高，功能全面，響應(yīng)較快，經(jīng)過測試本系統(tǒng)完全符合項目設(shè)計要求。關(guān)鍵詞：電阻測試；STC12C5A60S2；AD574；LCD12864液晶141系統(tǒng)電路原理及元件選擇本系統(tǒng)主要由單片機模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、自動換擋模塊、電阻測量模塊、輔助裝置模塊、鍵盤及顯示

4、模塊組成。首先將待測電阻插入電路，測得其兩端電壓，與參考電阻串連分壓之后經(jīng)AD轉(zhuǎn)換之后送回單片機，再由LCD進行顯示。在待測電阻插入時，用戶手動輸入設(shè)定阻值與誤差，與測試值進行比較，若在范圍內(nèi)，則測試成功。輔助裝置模塊中，單片機首先驅(qū)動電機轉(zhuǎn)動，導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)電位器聯(lián)動后，將現(xiàn)在電位器的阻值送至AD轉(zhuǎn)換，經(jīng)過單片機，最后送至LCD顯示不同角度時的阻值變化，從而連成線性曲線圖。具體流程框圖如圖1所示。下面分別論證這幾個模塊的選擇。電機電機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)電位器待測電阻單片機A/D轉(zhuǎn)換鍵盤顯示自動換擋參考電阻圖1系統(tǒng)總

5、體框圖1.1單片機模塊的論證與選擇方案一：用AT89C52作為處理器，運算速度慢，性能差，抗干擾能力弱。方案二：用STC12C5A60S2作為處理器，運算速度快，性能強大，且抗干擾能力也比STC89C52強。基于上述考慮，選擇方案二。141.2A/D轉(zhuǎn)換模塊的論證與選擇方案一：選取ADC0809芯片，8位數(shù)據(jù)輸出，不滿足現(xiàn)在至少10位數(shù)據(jù)輸出的要求。方案二：選取AD574芯片，12/8位數(shù)據(jù)輸出，滿足現(xiàn)在至少10位數(shù)據(jù)輸出的條件，且轉(zhuǎn)換速度較快，性價比高?；谏鲜隹紤]，選擇方案二。1.3顯示模塊的論證

6、與選擇方案一：用LED數(shù)碼管進行顯示。數(shù)碼管由于顯示速度塊，使用簡單，顯示效果簡潔明了而得到廣泛的應(yīng)用。但是由于本課題要同時顯示兩個方向的傾角角度，顯示的信息量較小。方案二：用LCD液晶進行顯示。LCD有明顯的優(yōu)點：微功耗、顯示信息量大、字跡清晰、美觀、視覺舒適；可以用中文LCD液晶進行菜單顯示，使整個控制系統(tǒng)更加人性化。基于上述考慮，選擇方案二。2系統(tǒng)理論分析與計算2.1電阻測量原理本系統(tǒng)采用5V基準電壓，利用OP37進行分壓，之后測量被測電阻上端的電壓，將電壓傳送給AD574，進行模數(shù)轉(zhuǎn)換。因為系

7、統(tǒng)設(shè)計電阻測量量程100Ω、1KΩ、10KΩ、10MΩ四檔，因此分別選用4.5MΩ、900KΩ、90KΩ、9KΩ、900Ω和100Ω的精密電阻組成10MΩ電阻與被測電阻串聯(lián)，進行分壓式測量電阻。設(shè)被測電阻阻值為Rx，電路進行自動換擋后所得到的總電阻阻值為R，Rx的電壓為Vx，則，Vx=Rx/(R·Rx)·5VVx將會傳入AD574進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)輸入單片機進一步進行處理，然后將阻值顯示在液晶上。2.2自動量程轉(zhuǎn)換若無被測電阻加載，則各個檔位的分壓分別為10MΩ檔位直接對應(yīng)5V基準電壓，

8、10KΩ檔位為5V×（4.5MΩ+4.5MΩ+900KΩ+90KΩ)/10MΩ=4.995V1KΩ檔位為5V×（4.5MΩ+4.5MΩ+900KΩ+90KΩ+9KΩ)/10MΩ=4.9995V，100Ω檔位為5V×（4.5MΩ+4.5MΩ+900KΩ+90KΩ+9KΩ+900Ω)/10MΩ14=4.99995V。系統(tǒng)上電將會直接接通10MΩ檔位，當(dāng)加上被測電阻Rx時，系統(tǒng)將在被測電阻Rx上所得到的電壓傳送給AD574進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，然后將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)給單片