簡(jiǎn)易自動(dòng)電阻測(cè)試儀的制作(論文).doc

邢臺(tái)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 電氣工程系應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè) 2011 年全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽 （全國(guó)二等獎(jiǎng)獲得者） 簡(jiǎn)易自動(dòng)電阻測(cè)試儀（G 題） 精品文檔 。 1歡迎下載 簡(jiǎn)易自動(dòng)電阻測(cè)試儀 摘要：本設(shè)計(jì)以 STC89C51RC 為主控制器，測(cè)量電路采用的是串聯(lián)分壓原理， 以標(biāo)準(zhǔn)電阻為基準(zhǔn)，用被測(cè)電阻與標(biāo)準(zhǔn)電阻上的分壓進(jìn)行比較，然后通過(guò)計(jì)算 得出被測(cè)電阻的阻值。再經(jīng)過(guò)信號(hào)處理將測(cè)量電路輸出的電壓送給 A/D 轉(zhuǎn)換器， 用單片機(jī)控制器讀取 A/D 轉(zhuǎn)換后的值在其內(nèi)部轉(zhuǎn)換后輸出給液晶進(jìn)行顯示被測(cè) 電阻值。按照此種方法計(jì)算較為簡(jiǎn)單，原理清晰，操作方便。單片機(jī)主要完成 采集和處理經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)化的數(shù)字量信號(hào)，完成鍵盤錄入、液晶顯示等功能。此系統(tǒng) 性能穩(wěn)定，精度高，誤差在 1%以內(nèi)，具有良好的實(shí)用價(jià)值。 關(guān)鍵詞：A/D 轉(zhuǎn)換，STC89C51RC，液晶顯示 精品文檔 。 2歡迎下載 目 錄 摘要.1 1 系統(tǒng)設(shè)計(jì).4 1.1 設(shè)計(jì)要求 .4 1.2 總體設(shè)計(jì)方案 .4 1.2.1 設(shè)計(jì)思路 .4 1.2.2 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) .4 （1）電阻測(cè)量方案論證 .4 （2）電機(jī)選擇方案論證 .5 2 理論分析計(jì)算與硬件電路分析.6 2.1 電阻測(cè)量原理分析計(jì)算 .6 2.2 A/D 數(shù)據(jù)采樣電路 .7 2.3 單片機(jī)控制系統(tǒng) .8 2.4 單片機(jī)最小系統(tǒng) .8 2.4.1 時(shí)鐘電路 .8 2.4.2 復(fù)位電路 .9 2.5 顯示電路 .9 2.6 按鍵控制電路 .10 2.7 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 .10 2.8 電位器阻值變化曲線裝置 .10 3 軟件程序設(shè)計(jì).10 3.1 自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換與篩選功能 .10 3.2 軟件流程圖 .11 4 測(cè)試方案與測(cè)試條件.11 4.1 測(cè)試使用的儀器設(shè)備.11 4.2 測(cè)試方案與測(cè)試條件.11 4.3 測(cè)試數(shù)據(jù).11 4.4 結(jié)果分析.13 5 結(jié)論.13 5.1 基本部分.13 5.2 發(fā)揮部分.13 5.3 其它.13 參考文獻(xiàn).14 附錄.15 精品文檔 。 3歡迎下載 附錄 1 電路原理圖.15 附錄 2 系統(tǒng)部分主要源程序.17 精品文檔 。 4歡迎下載 1 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1.1 設(shè)計(jì)要求 （1）測(cè)量量程為 100、1K、10K、10M 四檔。測(cè)量準(zhǔn)確度為（1% 讀數(shù)+2 字） 。 （2）3 位數(shù)字顯示（最大顯示數(shù)必須為 999） ，能自動(dòng)顯示小數(shù)點(diǎn)和單位， 測(cè)量速率大于 5 次/秒。 （3）100、1K、10K 三檔量程具有自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換功能。 1.2 總體設(shè)計(jì)方案 1.2.1 設(shè)計(jì)思路 題目要求設(shè)計(jì)一臺(tái)簡(jiǎn)易自動(dòng)電阻測(cè)試儀，實(shí)現(xiàn)對(duì)電阻的測(cè)量。設(shè)計(jì)主要分 為電阻測(cè)量電路模塊和 MCU 數(shù)據(jù)處理模塊。電阻測(cè)量電路模塊是根據(jù)串聯(lián)分壓 原理，讓被測(cè)電阻與標(biāo)準(zhǔn)電阻串聯(lián)，以標(biāo)準(zhǔn)電阻作為測(cè)量量程的基準(zhǔn)，用恒壓 源給電路供電，根據(jù)被測(cè)電阻的不同，標(biāo)準(zhǔn)電阻兩端的電壓就會(huì)發(fā)生改變，將 標(biāo)準(zhǔn)電阻兩端的電壓值經(jīng)過(guò)處理后給 A/D 轉(zhuǎn)換器，然后送給單片機(jī)，在單片機(jī) 內(nèi)通過(guò) A/D 轉(zhuǎn)換的電壓值轉(zhuǎn)換成被測(cè)電阻的阻值，采用矩陣鍵盤對(duì)需要設(shè)置項(xiàng) 進(jìn)行設(shè)置，以 LCD12864 液晶進(jìn)行顯示工作界面。如圖 1 所示是系統(tǒng)總體框圖： MCU STC89C51RC 顯 示 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換 信信號(hào)號(hào) 處處理理 開(kāi)開(kāi)關(guān)關(guān) 驅(qū)驅(qū)動(dòng)動(dòng) 電電路路 測(cè)測(cè)量量 電電路路 步步進(jìn)進(jìn)電電機(jī)機(jī)驅(qū)驅(qū) 動(dòng)動(dòng)電電路路 步步進(jìn)進(jìn)電電機(jī)機(jī) 4 4. .7 7K K旋旋 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)式式電電 位位器器 矩陣鍵盤 圖 1 系統(tǒng)總體框圖 1.2.2 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) （1）電阻測(cè)量方案論證 方案一：串聯(lián)分壓原理 精品文檔 。 5歡迎下載 VCC Rx R0U0 Ux 圖 2 串聯(lián)分壓原理圖 根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理可知，串聯(lián)電路上電壓與電阻成正比關(guān)系。通過(guò) 測(cè)量 Rx 和 R0 上的電壓。由公式 Rx=Ux/(U0/R0)可以得到被測(cè)電阻 Rx 的阻值。 此種方案簡(jiǎn)單可靠，容易操作、精度高。 方案二：恒流源法 RxI0 圖 3 恒流源電路 根據(jù)歐姆定律可知，將被測(cè)電阻接入恒流源電路中，在被測(cè)電阻兩端產(chǎn)生 電壓。此種方案中，在改變負(fù)載后電流就可能不穩(wěn)定，而且制作恒流源的電路 比較復(fù)雜，調(diào)試難度較大。 方案三：利用直流電橋平衡原理的方案 R1R2 R3R4 G 圖 4 電橋 （其中 R1、R2 為可變電阻器，R3 為已知電阻，R4 為被測(cè)電阻） 根據(jù)電路平衡原理，不斷調(diào)節(jié)電位器，使得電表指針指向正中間。由 R1*R2=R3*R4。在通過(guò)測(cè)量電位器電阻值，可得到 R4 的值。但是這種方案調(diào)試 比較困難。 綜合以上三種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，按照題目的要求我們最終選定方案一。方案 一的電路簡(jiǎn)單、易于操作，而且測(cè)量精度能滿足題目要求。 （2） 電機(jī)選擇方案論證 在題目的輔助裝置中用電機(jī)與電位器相連，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)量功能。對(duì)于電 機(jī)的選擇有以下兩種方案： 精品文檔 。 6歡迎下載 方案一：直流電機(jī) 直流電機(jī)易于操作，使用方便，但是直流電機(jī)的速度不易控制，如果接到 電路中測(cè)得數(shù)據(jù)會(huì)出現(xiàn)較大誤差。 方案二：步進(jìn)電機(jī) 采用步進(jìn)電機(jī)控制速度比較精確，但是步進(jìn)電機(jī)的控制程序要多些。 綜合以上兩種方案，按照題目的要求采用步進(jìn)電機(jī)控制電位器精度較高， 而且可以進(jìn)行逐步調(diào)節(jié)。因此，選擇方案二。 2 理論分析計(jì)算與硬件電路設(shè)計(jì) 2.1 電阻測(cè)量原理分析計(jì)算 電阻測(cè)量電路是根據(jù)分壓原理，電源 VCC 的電壓分別加在被測(cè)電阻和標(biāo)準(zhǔn) 電阻上，為了系統(tǒng)穩(wěn)定使測(cè)得 U0 準(zhǔn)確，電源 VCC 采用恒壓源。繼電器是用來(lái)切 換連接到不同阻值的標(biāo)準(zhǔn)電阻，即切換量程。當(dāng)繼電器切換到不同的量程時(shí)， 標(biāo)準(zhǔn)電阻分得的電壓 U0 就會(huì)不同，如圖 5 所示。 VCC 繼 電 器 Rx 1001K10K10M K1K2K3K4 U0 圖 5 電阻測(cè)量原理圖 A/D 采樣電路是將測(cè)量電路測(cè)得 U0 的值進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換后送給單片機(jī)進(jìn)行 處理，在單片機(jī)內(nèi)部對(duì)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，算出被測(cè)電阻的阻值后送給液晶， 在液晶上顯示被測(cè)電阻當(dāng)前的阻值。當(dāng)檢測(cè)不同阻值的電阻時(shí)，由單片機(jī)來(lái)進(jìn) 行檢測(cè)，當(dāng)檢測(cè)到的數(shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)，同時(shí)單片機(jī)發(fā)出控制信號(hào)控制繼電器切 換到不同的檔位。 為了使 A/D 采到穩(wěn)定的信號(hào)，所以在 A/D 和測(cè)量電路之間用了一個(gè)電壓跟 隨器，由于電壓跟隨器的輸入阻抗很高，輸出阻抗低，這就使信號(hào)在前級(jí)電路 中的損耗降到最低，保障 A/D 轉(zhuǎn)換器讀到的數(shù)值比較準(zhǔn)確。如圖 6 是 OP07 構(gòu)成 的電壓跟隨器。 OP07 芯片是一種低噪聲，非斬波穩(wěn)零的雙極性運(yùn)算放大器集成電路。由 于 OP07 具有非常低的輸入失調(diào)電壓（對(duì)于 OP07A 最大為 25V） ，所以 OP07 在 很多應(yīng)用場(chǎng)合不需要額外的調(diào)零措施。OP07 同時(shí)具有輸入偏置電流低（OP07A 精品文檔 。 7歡迎下載 為2nA）和開(kāi)環(huán)增益高（對(duì)于 OP07A 為 300V/mV）的特點(diǎn)，這種低失調(diào)、高開(kāi) 環(huán)增益的特性使得 OP07 特別適用于高增益的測(cè)量設(shè)備和放大傳感器的微弱信號(hào) 等方面。 特點(diǎn)： 超低偏移： 150V 最大； 低輸入偏置電流： 1.8nA ； 低失調(diào)電壓漂移： 0.5V/ ； 超穩(wěn)定，時(shí)間： 2V/month； 最大高電源電壓范圍： 3V 至22V。 +12V -12V OP07 U0 UO 圖 6 電壓跟隨器 2.2 A/D 數(shù)據(jù)采樣電路 A/D 數(shù)據(jù)采樣是用 ADC0809 為數(shù)據(jù)采集芯片。ADC0809 是 CMOS 單片型逐次 逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器，它由 8 路模擬開(kāi)關(guān)、地址鎖存與譯碼器、比較器、 8 位 開(kāi)關(guān)樹(shù)型 A/D 轉(zhuǎn)換器、逐次逼近寄存器、邏輯控制和定時(shí)電路組成 。如圖 7 所示是 ADC0809 的引腳圖，圖 8 是 ADC0809 在電路中的連接圖： 圖 7 ADC0809 引腳圖 ALE CLKCLK OE EO ST ST A B C P0 P1P2 P3 P4 P5 P6 P7 IN 3 1 IN 4 2 IN 5 3 IN 6 4 IN 7 5 ST 6 EOC 7 2-5 8 OE 9 CLK 10 V CC 11 V + 12 GND 13 2-7 14 2-6 15 V - 16 2-8 17 2-4 18 2-3 19 2-2 20 2-1 21 ALE 22 C 23 B 24 A 25 IN 0 26 IN 1 27 IN 2 28 U3 +5 A2 1 2 3 4 5 6 78 9 10 11 12 13 14 U4 74ls74 +5+5 圖 8 ADC0809 在電路中的原理圖 精品文檔 。 8歡迎下載 A/D 將采集過(guò)來(lái)的電壓值轉(zhuǎn)換成單片機(jī)能讀取的數(shù)據(jù)，單片機(jī)讀取數(shù)據(jù)后， 在單片機(jī)內(nèi)部根據(jù)前端的測(cè)量原理，將讀到的電壓值換算成電阻送給液晶顯示。 2.3 單片機(jī)控制系統(tǒng) 本系統(tǒng)采用的處理器是我們常用的 STC89C51RC，STC89C51RC 是美國(guó) ATMEL 公司生產(chǎn)的低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 2k bytes 的可反復(fù)擦寫 的只讀程序存儲(chǔ)器（PEROM）和 128 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM） ，器 件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS-5l 指令 系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8 位 央處理器和 Flash 存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大。在該系統(tǒng)中， 對(duì)于題目對(duì)于系統(tǒng)的要求，用 STC89C51RC 單片機(jī)可以滿足要求，而且 STC89C51RC 單片機(jī)是我們最容易使用的、最熟悉的單片機(jī)，所以再選擇處理器 時(shí)，我們首先選擇的就是該單片機(jī)。如圖 9 所示是 STC89C51RC 的引腳封裝圖。 P1.0 P1.5 P1.4 P1.3 P1.2 P1.1 P1.6 RST P3.0 P3.2 P3.1 P3.6 P3.5 P3.4 P3.3 P3.7 XTAL2 XTAL1 GND VCC P0.0 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.7 VPPEA/ PROGALE / PSEN P2.7 P2.1 P2.2 P2.3 P2.4 P2.5 P2.6 P2.0 (RXD) (TXD) (T0) (T1) 0INT 1INT WR RD 1 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 19 18 17 16 15 14 13 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 23 24 25 21 22 P1.7 20 圖 9 STC89C51RC 的引腳封裝圖 2.4 單片機(jī)最小系統(tǒng) 2.4.1 時(shí)鐘電路 時(shí)鐘電路用于產(chǎn)生單片機(jī)工作所需的時(shí)鐘信號(hào)，時(shí)序是指令執(zhí)行中各信號(hào) 之間的相互關(guān)系。單片機(jī)本身就如同一個(gè)復(fù)雜的同步時(shí)序電路，為了保證同步 工作方式的實(shí)現(xiàn)，電路應(yīng)在唯一的時(shí)鐘信號(hào)控制下嚴(yán)格地按時(shí)序進(jìn)行工作。 在 STC89C51RC 單片機(jī)內(nèi)部帶有時(shí)鐘電路，因此，只需要在片外通過(guò) XTAL1 和 XTAL2 引腳接入定時(shí)控制元件（晶體振蕩器和電容） ，即可構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自 激振蕩器。在 STC89C51RC 芯片內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，而在芯片的外部， XTAL1 和 XTAL2 之間跨接晶體振蕩器和微調(diào)電容。 STC89C51RC 的時(shí)鐘電路如圖 10 所示： XTAL 1 XTAL2 Vss 12MHZ C1 30pF C2 30pF /EA 圖 10 STC89C51RC 的時(shí)鐘電路 精品文檔 。 9歡迎下載 用晶振和電容構(gòu)成諧振電路。電容 C1、C2 容量在 1540pF 之間，大小與 晶振頻率和工作電壓有關(guān)。但電容的大小影響振蕩器的穩(wěn)定性和起振的快速性， 為了提高精度，本系統(tǒng)采用 30pF 的電容作為微調(diào)電容。在設(shè)計(jì)電路時(shí)，晶振、 電容等均應(yīng)盡可能靠近芯片，以減小分布電容，保證振蕩器振蕩的穩(wěn)定性。 2.4.2 復(fù)位電路 復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作，其主要功能是使單片機(jī)從 0000H 單元開(kāi)始執(zhí) 行程序。除了進(jìn)入系統(tǒng)的正常初始化以外，當(dāng)由于程序運(yùn)行出錯(cuò)或操作錯(cuò)誤使 系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時(shí)，為擺脫困境也需按復(fù)位鍵以重新啟動(dòng)。STC89C51RC 芯片 內(nèi)部有復(fù)位電路，RST 引腳是復(fù)位信號(hào)的輸入端高電平有效，復(fù)位方式有自動(dòng) 復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位兩種。本單片機(jī)系統(tǒng)采用手動(dòng)復(fù)位方式復(fù)位。STC89C51RC 的復(fù) 位電路如圖 11 所示，圖中 S 按鍵是手動(dòng)復(fù)位按鍵，輸出 RST 接單片機(jī)的 9 腳 （RST）： S Vcc RST C3 22F + 10K R1 圖 11 STC89C51RC 的復(fù)位電路 2.5 LCD 顯示電路 在整個(gè)系統(tǒng)中，為了能夠更好的顯示出測(cè)得的結(jié)果，使顯示界面更突出人 性化，所以我們選擇的是 LCD12864 作為顯示屏。LCD12864 的顯示功能相對(duì)來(lái) 說(shuō)比較齊全，它不僅能夠顯示字母和漢字，而且可以顯示圖片、圖形。在這個(gè) 系統(tǒng)中要求隨著電位器阻值隨旋轉(zhuǎn)角度的變化在顯示裝置中顯示電位器阻值隨 旋轉(zhuǎn)角度變化的曲線，而 12864 的功能完全能夠滿足題目的要求，所以在選擇 顯示器時(shí)我們首先選擇的就是 LCD12864。如圖 12 所示，是 LCD12864 在電路中 的連接圖。 精品文檔 。 10歡迎下載 RP 103 RS RW E PSB +5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 J2 12864 +5 +5 圖 12 LCD12864 在電路中的連接圖 在電路設(shè)計(jì)中，由于單片機(jī)的 I/O 有限制，所以在液晶顯示時(shí)，我們采用 的是串口顯示，圖 9 中 PSB 端口是單片機(jī)串口的輸出端。 2.6 按鍵控制電路 由于在該系統(tǒng)中需要通過(guò)按鍵輸入要求的電阻值和篩選的誤差值，所以在 按鍵控制系統(tǒng)中需要數(shù)字鍵和功能鍵，為了滿足這個(gè)要求，按鍵控制電路我們 采用的是 44 的矩陣鍵盤，一共 16 個(gè)按鍵，完全能夠滿足系統(tǒng)的需要。如圖 13 所示是矩陣鍵盤的原理圖。 0123 4567 891011 12131415 1 2 3 4 J1 1 2 3 4 J2 P20 P21 P22 P23 P24 P25 P26 P27 圖 13 矩陣鍵盤的原理圖 原理圖中矩陣鍵盤的 8 個(gè)端口與單片機(jī)的 P2 口相連。 2.7 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 如圖 14 所示是電路中的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，J3 連接單片機(jī)的 I/口， 連接步進(jìn)電機(jī)的輸入線。U7 是步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)芯片 ULN2003，它屬于高電 壓、大電流的達(dá)林頓管，可以直接用單片機(jī)到的 I/O 口直接驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)。 1 2 3 4 5 6 78 9 10 11 12 13 14 U6 74LS04 1 2 3 4 5 U8 PM35 +5 +5 1 2 3 4 5 6 7 89 10 11 12 13 14 15 16 U7 ULN2003 +12 +12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 PR1 10K 1 2 3 4 J3 PM_1 精品文檔 。 11歡迎下載 圖 14 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 2.8 電位器阻值變化曲線裝置 依據(jù)題目說(shuō)明，本系統(tǒng)應(yīng)該具備自動(dòng)測(cè)量和顯示電位器阻值隨旋轉(zhuǎn)角度變 化曲線的輔助裝置，我們采用步進(jìn)電機(jī)與旋轉(zhuǎn)式單圈電位器相連，為了減小電 機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)與電位器不同軸的情況，我們使用聯(lián)軸器來(lái)連接步進(jìn)電機(jī)和電位器。 3 軟件程序設(shè)計(jì) 3.1 自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換與篩選功能 電阻測(cè)量電路采用的是串聯(lián)分壓式電路，按照題目要求，測(cè)量量程分為 100、1K、10K、10M 四檔,為了能夠?qū)崿F(xiàn)量程的自動(dòng)切換，我們使用的 是用單片機(jī)控制不同檔位繼電器的開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)檔位的切換。 對(duì)于本系統(tǒng)的篩選功能，我們是通過(guò)鍵盤進(jìn)行設(shè)置需要篩選的電阻值，然 后對(duì)電阻進(jìn)行測(cè)量，當(dāng)測(cè)量到設(shè)置的篩選值時(shí)，在液晶屏上顯示出提示信息。 3.2 軟件流程圖 如圖 15 所示是軟件操作流程圖： 開(kāi)始 LCD 主界面 確認(rèn)鍵數(shù)否按下 功能鍵選擇 測(cè)阻值阻值篩選測(cè)試曲線 檢測(cè)是否有按鍵按下 有 無(wú) 有 無(wú) 圖 15 軟件流程圖 4 測(cè)試方案與測(cè)試結(jié)果 4.1 測(cè)試使用的儀器設(shè)備 測(cè)試使用的儀器設(shè)備如表 4.1 所示。 表 4-1 測(cè)試使用的主要儀器設(shè)備 序號(hào)名稱、型號(hào)、規(guī)格數(shù)量備注 1 萬(wàn)用表 2 數(shù)字式 精品文檔 。 12歡迎下載 2 示波器 1 數(shù)字式 3 直流穩(wěn)壓電源 1 4.2 測(cè)試方案和測(cè)試條件 對(duì)于本系統(tǒng)的測(cè)試方案，我們采用在每個(gè)檔位內(nèi)取 6 個(gè)不同阻值的電阻， 其中在大于二分之一量程阻值取三個(gè)，小于二分之一量程阻值取三個(gè)。然后對(duì) 六個(gè)電阻進(jìn)行測(cè)量，最后選出其中的三個(gè)電阻，使這三個(gè)電阻接近被測(cè)六個(gè)電 阻的平均值并記錄測(cè)得數(shù)值。以此類推，在另外三個(gè)量程內(nèi)也選出三個(gè)電阻做 數(shù)據(jù)記錄。 為了減小外界因素對(duì)系統(tǒng)測(cè)量時(shí)產(chǎn)生誤差，所以我們?cè)谑覝叵逻M(jìn)行測(cè)量。 4.3 測(cè)試數(shù)據(jù) 測(cè)試方案我們選擇的是通過(guò)多次測(cè)量分析電阻的測(cè)量值和實(shí)際值之間的差 值，如下表所示是通過(guò)測(cè)量得到的測(cè)量數(shù)據(jù)（誤差值=理論值-測(cè)試值）： 表 4-2 第 1 次測(cè)得的數(shù)據(jù) 理論 值 12.121.650.71784978112.24K5.00K8.20K4.16M4.16M 3.3 04M 測(cè)試 值 11.121.050.11654838112.10K4.92K8.24K4.85M4.32M 3.5 6M 誤差 值 8%2.7%1.1%7.3% 2.8 % 06.2%1.6%0.48%16.5%1.4% 6.4 % 表 4-3 第 2 次測(cè)得的數(shù)據(jù) 理論值 （） 5.2013.921.3116.8160318.3 1.22 K 2.13 K 3.25 K 1.71M2.95M5.40M 測(cè)試值 （） 4.4012.826.0107154307 1.11 K 2.03 K 3.15 K 1.69M2.81M5.22M 誤差值 15.3%7.9%22%8.3%3.75%3.55%9%4.7%3.0%1.16%4.7%3.33% 表 4-4 第 3 次測(cè)得的數(shù)據(jù) 理論值 （） 39.451.662.74696928364.21K5.12K6.11K4.13M6.25M9.55M 測(cè)試值 （） 35.050.964.84587138614.26K5.25K6.19K4.12M6.36M9.85M 誤差值 11.1%1.35%3.35%2.3%3.0%2.9%1.18%2.5%1.3%0.2%1.7%3.14% 表 4-5 第 4 次測(cè)得的數(shù)據(jù) 理論值 （） 75.582.596.02564335166.64K8.85K9.4K5.47M1.8M10M 測(cè)試值 （） 69.674.594.32554295156.62K8.82K9.37K5.20M1.78M10M 誤差值 7.8%9.7%1.7%0.3%0.9%0.19%0.3%0.33%0.32%49.4%1.1%0 精品文檔 。 13歡迎下載 表 4-6 第 5 次測(cè)得的數(shù)據(jù) 理論值 （） 2.922.842.8154.2256327.32.03K4.13K7.91K5.24M3.92M9.74M 測(cè)試值 （） 2.8021.641.21542553272.07K4.15K7.88K5.09M4.18M9.37M 誤差值 3.4%5.2%3.7%0.12%0.39%0.09%1.9%0.48%0.37%2.86%6.6%3.7% 表 4-6 第 6 次測(cè)得的數(shù)據(jù) 理論 值 （ ） 75.938.1 56. 1 158. 8 745908 5.69 K 3.6K 7.35 K 9.93 M 5.42 M 2.98 M 測(cè)試 值 （ ） 75.838.3 57. 7 159741903 5.70 K 3.61 K 7.27 K 10M 5.38 M 2.95 M 誤差 值 0.13 % 0.52 % 2.8 % 0.13 % 0.54 % 0.55 % 0.18 % 0.28 % 1.08 % 0.7% 0.74 % 1% 4.4 結(jié)果分析 通過(guò)以上 6 次的實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果比較可以看出，試驗(yàn)的精確度逐步提高，由 此可以看出實(shí)驗(yàn)原理簡(jiǎn)單易行，實(shí)驗(yàn)結(jié)果令人滿意，測(cè)量精度達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。 5 結(jié)論 本文設(shè)計(jì)制作的簡(jiǎn)易自動(dòng)電阻測(cè)試儀系統(tǒng)，通過(guò)多次的理論分析和實(shí)驗(yàn)后 能夠滿足以下要求： 5.1 基本部分 基本要求最終結(jié)果 （1）測(cè)量量程為 100、1k、10k、10M四檔。測(cè) 量準(zhǔn)確度為（1%讀 數(shù)2 字）。 在 1k 和 10k 量程內(nèi)誤差均在 1%以 下；在 100 和 10M 量程內(nèi)偶會(huì)出 現(xiàn) 3%左右誤差，其它均在 1%以下。 （2）3 位數(shù)字顯示（最大顯示數(shù)必須 為999），能自動(dòng)顯示小數(shù)點(diǎn)和單位, 測(cè)量速率大于 5 次/秒。 完全滿足 （3）100、1k、10k 三檔量程具完全滿足 精品文檔 。 14歡迎下載 有自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換功能。 5.2 發(fā)揮部分 發(fā)揮部分最終結(jié)果 （1）具有自動(dòng)電阻篩選功能完全滿足 （2）設(shè)計(jì)并制作一個(gè)能自動(dòng)測(cè)量和顯 示電位器阻值隨旋轉(zhuǎn)角度變化曲線的 輔助裝置，要求曲線各點(diǎn)的測(cè)量準(zhǔn)確 度為（5%讀數(shù)2 字）,全程測(cè)量時(shí) 間不大于10 秒,測(cè)量點(diǎn)不少于15 點(diǎn)。 完全滿足 5.3 其它 （1）在自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換部分可以實(shí)現(xiàn) 100、1k、10k 和 10M 四檔量程 內(nèi)自動(dòng)量程切換。 （2）自動(dòng)測(cè)量和顯示電位器阻值隨旋轉(zhuǎn)角度變化曲線的輔助裝置中經(jīng)過(guò)測(cè) 試得出，在10秒內(nèi)，測(cè)量點(diǎn)在20點(diǎn)左右。 參考文獻(xiàn) 1 黃友銳等.單片機(jī)原理及應(yīng)用M.合肥工業(yè)大學(xué)出版社,2006.11. 2 潘永雄.新編單片機(jī)原理與應(yīng)用M.西安電子科技大學(xué)出版社,2003.2. 3 朱定華.單片微機(jī)原理及接口技術(shù)實(shí)驗(yàn)M.北方交通大學(xué)出版社,2002.11. 4 付家才.單片機(jī)控制工程實(shí)踐技術(shù)M.化學(xué)工業(yè)出版社,2004.5. 5 王雷,鐘愛(ài)琴等.AT89 系列單片機(jī)原理與接口技術(shù)M.北京航空航天大學(xué), 2004.5. 6 康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ) 模擬部分(第四版)M.高等教育出版社, 2004.4. 7 李明星.直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)與制作M.吉林工程技師學(xué)院,2006.11.22. 8 邱關(guān)源.電路M.高等教育出版社,2005.4. 精品文檔 。 15歡迎下載 附錄 附錄 1 電路原理圖 精品文檔 。 16歡迎下載 EA/V P 31 X 1 19 X 2 18 RESET 9 RD 17 WR 16 IN T0 12 IN T1 13 T 0 14 T 1 15 P10 1 P11 2 P12 3 P13 4 P14 5 P15 6 P16 7 P17 8 P00 39 P01 38 P02 37 P03 36 P04 35 P05 34 P06 33 P07 32 P20 21 P21 22 P22 23 P23 24 P24 25 P25 26 P26 27 P27 28 PSEN 29 ALE/P 30 T X D 11 RX D 10 U5 C130PC230P Y1 12M E1 R5 10K S3 V CC V CC X 1X 2 X 1 X 2 P0 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 RP 103 RS RW E PSB RS RW E PSB ALE ALE CLKCLK OE EO ST ST A B C P0 P1P2 P3 P4 P5 P6 P7 IN 3 1 IN 4 2 IN 5 3 IN 6 4 IN 7 5 ST 6 EOC 7 2-5 8 OE 9 CLK 10 V CC 11 V + 12 GND 13 2-7 14 2-6 15 V - 16 2-8 17 2-4 18 2-3 19 2-2 20 2-1 21 ALE 22 C 23 B 24 A 25 IN 0 26 IN 1 27 IN 2 28 U3 A B C OE EO ST 1 2 3 4 5 6 7 8 J4 JZ 1 2 3 4 J5 PM_0 +5 A2 +5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 J2 12864 +5 +5 +5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 PR2 511 1 2 3 4 5 6 78 9 10 11 12 13 14 U4 74ls74 +5+5 附圖 1 單片機(jī)最小系統(tǒng)和 A/D 采樣電路 精品文檔 。 17歡迎下載 1 2 3 4 J6 POW ER +12 -12 E2 100uF C3 0.1uF +5 LED S1 S2 R0 500 1 2 3 4 5 6 78 9 10 11 12 13 14 U6 74LS04 1 2 3 4 5 U8 PM35 +5 +5 1 2 3 4 5 6 7 89 10 11 12 13 14 15 16 U7 ULN2003 +12 +12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 PR1 10K 1 2 3 4 J3 PM_1 K1K2K3K4 R1 100 R2 1K R3 10K R4 10M R0 X +5 1 2 3 4 5 6 7 89 10 11 12 13 14 15 16 U1 ULN2003 +5 A1 +5 1 2 3 45 6 7 8 U2 OP07 -12V +12 A1A2 1 2 3 4 J1 PM_2 +5+5+5 附圖 2 量程自動(dòng)切換和電動(dòng)機(jī)控制電路 0123 4567 891011 12131415 1 2 3 4 J1 1 2 3 4 J2 P20 P21 P22 P23 P24 P25 P26 P27 附圖 3 矩陣鍵盤 精品文檔 。 18歡迎下載 D1 1N4007 D2 1N4007 D3 1N4007 D4 1N4007 E1 2200uF/25V E2 2200uF/25V E3 470uF E4 470uF C1 0.1uF C2 0.1uF C3 0.1uF C4 0.1uF V i GND V o U1 LM7812 V i GND V o U2 LM7912 R1 1KLED1 E6 470uF C6 0.1uF V i GND V o U3 LM7805 1 2 3 4 J1 1 2 3 J0 附圖 4 電源電路 附錄 2 系統(tǒng)部分主要源程序 void main() enchl(); Init(); Sdat(); while(1) gn0(); while(keyval=0)Scankey(); switch(keyval) case 1:gn1();break; case 2:gn2();break; case 3:gn3();break; void t0()interrupt 1 uchar s; s+; if(s=4) s=0; chuli(); TH0=0 x3c; TL0=0 xbe; void gn1() SendCMD(0 x01); hd1(); 精品文檔 。 19歡迎下載 keyval=0; while(1) i=0; add(1,1); while(d02i!=0) SendData(d02i); i+; i=0; switch(dangwei) case 1: add(2,0); while(d11i!=0) SendData(d11i); i+; SendData(1);SendData(0);SendData(0);SendData(R); break; case 2: add(2,0); while(d11i!=0) SendData(d11i); i+; SendData(1);SendData(k);SendData( );SendData( ); break; case 3: add(2,0); while(d11i!=0) SendData(d11i); i+; SendData(1);SendData(0);SendData(k);SendData( ); break; case 4: add(2,0);