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1、電阻自動測量儀的設計第1章功能說明自動電阻測試儀與傳統(tǒng)電阻測試儀器相比具有讀數(shù)方便，測量范圍廣，測量準確等優(yōu)點，其輸出阻值采用液晶顯示，主要用于對電阻測量要求比較準確的場所，工廠或科研實驗室使用。目前電阻測試儀的發(fā)展很快，尤其是傳感器得使用大大提高了測量的精度和靈敏度，再加上強大的液晶顯示界面，使得電阻的測量更加直觀方便。另一重要的方面是通過微型計算機的使用來提高儀器儀表的性能，提高儀表本身自動化、智能化程度和數(shù)據(jù)處理能力。儀器儀表不僅供單項使用，而且可能過標準接口和數(shù)據(jù)通道與電子計算機結合起來，組成各種測試控制管理綜合系統(tǒng)，滿足更高的要求
2、。這就使得現(xiàn)今的電阻測試更加的自動化和智能化。第2章方案論證與設計在進行本設計前我們對各功能模塊進行了比較論證和選擇,將本次設計系統(tǒng)分為以下幾個部分：恒流源電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、信號處理電路、被測電阻、單片機系統(tǒng)、鍵盤電路、顯示電路、電機控制電位器電路。圖2.1簡易自動電阻測試儀系統(tǒng)框圖2.1單片機控制系統(tǒng)方案設計方案一：使用AT89S52單片機作為系統(tǒng)的控制核心。單片機具有體積小，片上資源豐富，使用靈活，易于人機對話，是采用CMOS工藝的8位單片機，與AT89S51完全兼容，有較強的指令尋址和運算功能等優(yōu)點，但是該單片機是8位機，運行速度
3、比較慢，功耗較高方案二：使用STC12C5A32S29單片機作為系統(tǒng)的控制核心。STC12C5A32S29具有體積小，片上資源豐富和I/O口多可復用的優(yōu)點，最重要的是STC12C5A32S29是16位機，具有超低的功耗，而且本身集成8路10位的ADC，這是其他控制器不可比擬的優(yōu)勢，但是由于這種單片機的使用不是很熟練，使用起來存在很多弊端而AT89S52已經(jīng)滿足我們的要求。在此系統(tǒng)中，我們經(jīng)過細致的思考，最終選擇了方案一，用AT89S52作為整個系統(tǒng)的控制與計算中心。2.2電阻測量模塊方案二：直接測量法，也叫轉(zhuǎn)換測量法。測量時，把電阻歐姆先轉(zhuǎn)
4、換成別的量再測量。比如把被測量電阻施加以一個已知的電壓，那么再測量流過電阻的電流，根據(jù)歐姆定律，這個電流與電阻成正比。因此，我們采用測量這個電壓，就可以得到電阻值。直接測量簡單快速，但轉(zhuǎn)換后很多因素直接參與誤差貢獻，比如恒流源的精度、電壓表的精度都直接影響被測電阻值。方案三：電阻—電壓轉(zhuǎn)換測量法，采用R/U轉(zhuǎn)換器將被測電阻轉(zhuǎn)換成電壓，經(jīng)轉(zhuǎn)換后得到的直流電壓經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，由單片機控制輸出顯示被測電阻值到LCD。方案四：恒流源測量法，該方法是給待測電阻提供一個恒定電流，利用單片機的AD采集其兩端的電壓來確定其電阻值。此種方法簡單
5、易行，但是由于電阻變化范圍是100?~10M?，電壓變化范圍太大，而我們采用的是專用的AD進行轉(zhuǎn)換，所以能實現(xiàn)要求的指標，綜合性能優(yōu)于其它幾中方案。綜合考慮，選擇方案四。2.3信號采集模塊方案一：可以使用555振蕩器，通過555振蕩器測試不同阻值被測電阻時產(chǎn)生不同的脈沖，將所獲得的脈沖信號送至單片機，通過單片機內(nèi)部軟件對脈沖信號的處理，將所測值顯示在液晶顯示屏上。方案二：設置恒流源電路，當測試被測電阻時，產(chǎn)生對應的電壓值，然后使用A/D轉(zhuǎn)換器AD7705集成塊完成A/D轉(zhuǎn)換，將所獲得的數(shù)字量送至單片機，通過軟件對數(shù)字量的處理，將所測值顯示在
6、液晶顯示屏上。綜合考慮系統(tǒng)的各項性能，最后我們考慮采用方案二。2.4檔位選擇模塊方案一：選用晶體二極管作為開關元件。二極管在正向電壓作用下電阻很小，處于導通狀態(tài)，相當于一只接通的開關；在反向電壓作用下，電阻很大，處于截止狀態(tài)，如同一只斷開的開關，利用二極管的開關特性，可以組成各種邏輯電路。用二極管作為開關作為檔位的選擇開關，采用單片機控制二極管的開關實現(xiàn)對檔位的選擇。方案二：采用選擇器CT74LS151集成塊實現(xiàn)對不同檔位的選擇。當單片機檢測到所測電阻阻值大于所選檔位時自動控制選擇器CT74LS151實現(xiàn)對適當檔位的選擇。方案三：采用繼電器
7、作為檔位開關控制，繼電器是一種電控制器件。它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路）之間的互動關系。通常應用于自動化的控制電路中，它實際上是用小電流去控制大電流的一種“自動開關”。故在電路中起著自動調(diào)節(jié)、安全保護、轉(zhuǎn)換電路等作用。采用4個繼電器分別控制不同電阻測試檔位?？刂葡到y(tǒng)由單片機系統(tǒng)控制。綜合考慮設計的精確性和可操作性，我們決定采用方案三2.5電機驅(qū)動模塊方案一：采用直流電機，直流電機速度快，價格便宜，通過調(diào)節(jié)電流來改變速度，驅(qū)動電路簡單，調(diào)速范圍廣，調(diào)速特性平滑。但其轉(zhuǎn)距小，帶有大負載時很容易堵轉(zhuǎn)；而且由于其速度較快
8、，不易控制，精確度低，不適合應用在本題。方案二：采用步進電機，步進電機是一種能將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的機構，通過控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加
