课程设计基于片机的小电阻测试仪.docVIP

基于单片机的小电阻测试仪 摘 要：本文提出了基于单片机的小电阻测量的设计方案，该测试仪通过检测小电阻两端的电压差，经过高精度的电压放大过后，该电压信号经A/D转换器后将模拟信号转化为数字信号。最后将数字信号送入AT89C51单片机，经过软件滤波和误差处理，在LCD上显示输出相应的电阻值。该仪器的特点是电路设计简单、测温精度高、实用性强。 关键词：测试仪，小电阻，A/D，AT89C51，LCD Abstract: The text proposed revivification of the resistance of designs, the dosimeters through detecting the electrical resistance equal to voltage with high precision, the enlargement of the signal, the voltage converter by a d the analog signals into digital signal. the figures at89c51 monolithic integrated circuits after the signal is sent, filter software and error, the LCD display the output of resistance. the instrument is a circuit design simple, temperature and practicality. high precision。 Keywords: IC Temperature Sensor, Temperature Measurement, A/ D, AT89C51, LED 目录 1 前言 2 2 整体方案设计 3 2.1 方案论证 4 2.2 方案比较 5 3 单元模块设计 6 3.1 电阻检测模块 6 3.2 测量信号转换模块 7 3.2.1 测量信号转换模块原理 7 3.2.2 ICL7135介绍 8 4 软件设计 11 5 系统调试 13 5.1 硬件调试 13 5.1.1 恒流源调试 13 5.1.2 弱信号放大器调试 13 5.2 软件调试 14 6 系统功能和指标参数 16 7 总结 17 7.1 设计小结 17 7.2 设计收获 17 7.3 设计改进 17 8 参考文献 18 附录1：电路总图 19 附录2：软件代码 20 1 前言 在电路测试过程中常常会碰到由于忽略某些小电阻的影响引起实验数据与理论值之间存在较大误差，从而影响测试效果。例如电感器、变压器中往往存在铜电阻，地铁铁轨的电阻；由于其数值较小，一般的指针万用表无法测量出来；通常实验室里会用电桥进行测量，但电桥操作手续较烦，又不能直接读出被测电阻阻值。鉴于此，我们采用了单片机，利用单片机的优势设计了该测量仪。该测量仪可直接从LCD显示屏上读出所测得的电阻值，测量范围为Ω～Ω。该测试仪的测量精度高达±0.1%，并采用四端测量法，电阻值不受引线长短及接触电阻的影响。不仅测量简便，读数直观，且测量精度、分辨率也高于一般电桥。可用于实验室、研究所，尤其适用于工作现场。 图2.1 测量电阻方案一框图 方案二：恒流源测量方案 见图2.2.将待测电阻两端通过一恒定电流，这样电阻两端的电压为电阻与电压的积，电路中通过的电流较小，待测电阻的阻值也很小，电阻所产生的热量可忽略不计，这样消除了温度对测量精确性的影响，将测量电压通过差分式放大电路，通过A/D转换电路转换为数字信号，送入单片机中进行处理，最后将测量结果显示在LCD显示器上。 图2.2 测量电阻方案二框图 2.2 方案比较 由于方案一中测量精度不够，线性度也不好，消耗的功率相对较大。而方案二中，让待测电阻通过一恒流源，能够产生一稳定的电压，并且线性惯性非常好，精度也能达到要求，因此设计采用了方案二。 3 单元模块设计 硬件部分主要分为检测模块和转换模块。最后将转换的数字信号送入单片机中进行处理，最后显示输出在LCD显示器上。 3.1 电阻检测模块 电阻检测模块首先要有一恒流源加在待测电阻两端，恒流源电路图如下： 图3.1 恒流源原理图 上图中，恒流源产生的电流大小由，滑动电位器W2和加在两端的电源决定,即： （1） 在（1）式中，,为电源电压，在测试仪中取9V，，取理论值0.7V，令恒流源电流为0.16A，计算可得出W2为103.75Ω，由于没有此标称值的电阻，可用一1K的滑动电位器代替，调试时应该先从1K往下调节，以避免通过电流过大，损坏元件。此