大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽設(shè)計(jì)報(bào)告-簡(jiǎn)易自動(dòng)電阻測(cè)試儀

PAGEPAGE4簡(jiǎn)易自動(dòng)電阻測(cè)試儀（G題）設(shè)計(jì)報(bào)告參賽學(xué)校：常州機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院作者：朱化吉馮海濤駱翠玲簡(jiǎn)易自動(dòng)電阻測(cè)試儀摘要該簡(jiǎn)易自動(dòng)電阻測(cè)試儀可實(shí)現(xiàn)對(duì)電阻的自動(dòng)測(cè)試功能，具有自動(dòng)電阻篩選功能,并能自動(dòng)測(cè)量和顯示電位器阻值隨旋轉(zhuǎn)角度變化的曲線。根據(jù)選題要求，該測(cè)試儀以AT89C55為核心，結(jié)合鍵盤、顯示、程控放大器、A/D、步進(jìn)電機(jī)控制器等外圍電路，較好地實(shí)現(xiàn)了要求的功能。測(cè)量量程為100Ω、1kΩ、10kΩ、10MΩ四檔。測(cè)量準(zhǔn)確度為±（1%讀數(shù)＋2字）。3位數(shù)字顯示（最大顯示數(shù)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。100Ω、1kΩ、10kΩ三檔量程具有自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換功能。具有自動(dòng)電阻篩選功能。即在進(jìn)行電阻篩選測(cè)量時(shí)，用戶通過(guò)鍵盤輸入要求的電阻值和篩選的誤差值；測(cè)量時(shí)，儀器能在顯示被測(cè)電阻阻值的同時(shí)，給出該電阻是否符合篩選要求的指示。設(shè)計(jì)并制作了一個(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，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)。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)，電阻測(cè)試儀，自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換，自動(dòng)電阻篩選送到程控放大器放大。程控放大器放大得到的結(jié)果經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換，送到單片機(jī)AT89C55中，單片機(jī)根據(jù)所得到的A/D轉(zhuǎn)換電壓值，計(jì)算出所測(cè)量的電阻值。2.2.2自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換與自動(dòng)電阻篩選功能單片機(jī)通過(guò)控制程控放大器的放大倍數(shù)，完成自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換。當(dāng)被測(cè)電阻較小時(shí)，A/D轉(zhuǎn)換器前端所得到的信號(hào)也比較小，單片機(jī)就增加程控放大器的放大倍數(shù)，從而完成對(duì)較小被測(cè)電阻的測(cè)量，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換。通過(guò)鍵盤輸入要求的電阻值和篩選的誤差值。與單片機(jī)測(cè)量所得的電阻值進(jìn)行比較，如果所測(cè)量值在誤差范圍內(nèi)，則在液晶顯示綠色圈，表示合格。如果所測(cè)量值在誤差范圍外并偏大，則在液晶顯示紅色圈。如果所測(cè)量值在誤差范圍外并偏小，則在液晶顯示黑色圈。2.2.3電位器阻值變化曲線繪制原理單片機(jī)通過(guò)電機(jī)控制電位器的調(diào)節(jié)端轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)電位器的阻值隨旋轉(zhuǎn)角度變化。單片機(jī)每隔一定間隔測(cè)量電位器的阻值。將得到的阻值按比例換算成液晶顯示屏縱軸的像素坐標(biāo)。將測(cè)量時(shí)刻換算成液晶顯示屏橫軸的像素坐標(biāo)。將在液晶顯示屏得到的點(diǎn)相連，就得到電位器阻值變化曲線。同時(shí)在液晶顯示屏顯示每點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的電阻測(cè)量值。2.3單元模塊設(shè)計(jì)2.3.1單片機(jī)控制模塊圖3使用AT89C55單片機(jī)，充分利用其端口，如圖3所示，各引腳的功能如下：P1.0：電機(jī)驅(qū)動(dòng)脈沖；P1.1：電機(jī)方向信號(hào)；P1.2，P1.3:程控放大器控制信號(hào)P3.3,P3.4,P3.5:與AD7818的串行接口和轉(zhuǎn)換使能控制信號(hào)。2.3.2電阻測(cè)量模塊圖4電阻測(cè)量模塊電路如圖4所示，被測(cè)電阻接到J3,R8,R9為標(biāo)準(zhǔn)電阻。當(dāng)測(cè)量量程為100Ω、1kΩ、10kΩ量程時(shí)，開(kāi)關(guān)S8閉合，R9=10KΩ為標(biāo)準(zhǔn)電阻。當(dāng)測(cè)量量程為10MΩ量程時(shí)，開(kāi)關(guān)S7閉合，R8=1MΩ為標(biāo)準(zhǔn)電阻。電壓跟隨器由運(yùn)放LM358構(gòu)成，程控增益放大器采用PGA202，A/D轉(zhuǎn)換器采用ADS7818。AD7818通過(guò)串行接口將數(shù)據(jù)傳送到單片機(jī)。鍵盤設(shè)置模塊電路圖5為鍵盤設(shè)置模塊電路原理圖。圖5鍵盤采用獨(dú)立式鍵盤，首先向鎖存器寫入全0，當(dāng)有鍵按下時(shí)，引發(fā)單片機(jī)中斷0。單片機(jī)將鎖存器每位的輸出分別置1，判斷是哪個(gè)鍵按下，根據(jù)按下的鍵進(jìn)行相應(yīng)的操作。2.2.3液晶顯示電路與步進(jìn)電機(jī)控制電路液晶顯示電路與步進(jìn)電機(jī)控制電路如圖6圖6液晶模塊接口為RS-232接口。單片機(jī)串口通過(guò)MAX232與液晶屏連接。單片機(jī)通過(guò)P10控制步進(jìn)電機(jī)方向，P11提供電機(jī)驅(qū)動(dòng)脈沖。3軟件流程主程序流程圖見(jiàn)圖7開(kāi)始系統(tǒng)初始化開(kāi)始系統(tǒng)初始化進(jìn)入界面1OK鍵按下否?N進(jìn)入界面2OK鍵按下否？YN根據(jù)具體按鍵值設(shè)置參數(shù)Y進(jìn)入界面3根據(jù)設(shè)置模式測(cè)試顯示電阻值或畫動(dòng)態(tài)曲線OK鍵按下否？YNESC鍵按下否？YN4系統(tǒng)測(cè)試4.1測(cè)試方法將所測(cè)值與標(biāo)準(zhǔn)電阻值相比較，即可得到測(cè)量準(zhǔn)確度。自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換、自動(dòng)電阻篩選、自動(dòng)測(cè)量和顯示電位器阻值隨旋轉(zhuǎn)角度變化曲線等功能可以在儀器測(cè)量時(shí)測(cè)試完成。4.2測(cè)試結(jié)果與分析4.2.1測(cè)量量程為100Ω、1kΩ、10kΩ、10MΩ四檔。測(cè)量準(zhǔn)確度測(cè)試結(jié)果為：標(biāo)準(zhǔn)阻值測(cè)量值測(cè)量準(zhǔn)確度33501K4.7K10K4.2.23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。經(jīng)測(cè)試該功能滿足要求。4.2.3100Ω、1kΩ、10kΩ三檔量程具有自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換功能。經(jīng)測(cè)試該功能滿足要求。4.2.4具有自動(dòng)電阻篩選功能。經(jīng)測(cè)試該功能滿足要求。通過(guò)鍵盤輸入要求的電阻值和篩選的誤差值。與所測(cè)量電阻值進(jìn)行比較，如果所測(cè)量值在誤差范圍內(nèi)，則在液晶顯示綠色，表示合格。如果所測(cè)量值在誤差范圍外并偏大，則在液晶顯示紅色。如果所測(cè)量值在誤差范圍外并偏小，則在液晶顯示黑色。4.2.5能自動(dòng)測(cè)量和顯示電位器阻值隨旋轉(zhuǎn)角度變化的曲線。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)。測(cè)量準(zhǔn)確度測(cè)試結(jié)果為：標(biāo)準(zhǔn)阻值測(cè)量值測(cè)量準(zhǔn)確度50經(jīng)測(cè)試該功能滿足要求。可顯示電位器阻值變化曲線。同時(shí)在液晶顯示屏顯示每點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的電阻測(cè)量值。5結(jié)束語(yǔ) 經(jīng)過(guò)為期四天的設(shè)計(jì)，感觸頗深的是解決問(wèn)題的方法、技巧。在這四天中，我們遇到許許多多問(wèn)題，對(duì)待問(wèn)題要多方法處理，多角度處理。通過(guò)這幾天的設(shè)計(jì)競(jìng)賽，我們不但增強(qiáng)了實(shí)踐能力和協(xié)作精神，而且懂得了聯(lián)系實(shí)際的重要性，這對(duì)我們以后的學(xué)習(xí)和工作不無(wú)裨益。當(dāng)然，我們的設(shè)計(jì)還有一些不足之處，有待于在將來(lái)設(shè)計(jì)中進(jìn)一步提高，在此懇請(qǐng)各位老師批評(píng)指正。參考文獻(xiàn)徐愛(ài)鈞、彭秀華.單片機(jī)高級(jí)語(yǔ)言C51Windous環(huán)境編程與應(yīng)用.電子工業(yè)出版社，20