基于AT89S52单片机的毫欧表电路设计.doc

基于AT89S52单片机的毫欧表电路设计 中南林业科技大学涉外学院? 郭海 下载本文所涉及到的protel格式电路图：相关的ic资料，相关源程序！ 摘 要 基于AT89S52单片机的毫欧表设计是采用伏安法测量电阻。采用TLC5615数模转换芯片和LM358运算放大器及三极管TIP41构成的压控恒流源提拱恒定的电流。测量电阻时可选择的电流分别为1mA，10mA，100mA。测量电阻的量程分别为40.00Ω、4000mΩ、400.0mΩ。测量的电压信号通过LM358运算放器放大100倍后经过TLC1549模数芯片传入单片机进行计算处理并在数码管上输出电阻值! ? 关键字：毫欧表 压控恒流源  目 录： 一.总体方案设计： 4 二.方案选择： 5 2.1.1 方案一 比较法测电阻： 5 2.1.2 方案二 替代法测电阻： 5 2.1.3 方案三 直流电桥测电阻 5 2.1.4 方案四 伏安法测电阻 6 2.2 压控恒流源方案： 6 2.2.1 方案一 6 2.2.2 方案二 6 2.2.3 方案三 6 三.单元模块设计： 7 3.1 数控恒流源 7 3.2 电压放大模块设计 8 3.3 AD转换与单片机处理 9 3.4 DA转换 9 3.5 按键的输入及数码管的显示输出 9 四.软件设计 11 4.1 主程序流程图 11 5.1 系统实现的功能， 12 5.2 测量电阻方法： 12 5.3 实际测试结果 13 5.4 对测理结果的分析： 15 六.设计总结 16 七.参考文献 17 八.附： 18 8.1 电路仿真原理图 18 9.2 程序: 19 ? 一.总体方案设计： 采用伏安法测电阻，通以恒定的电流，测量电阻上的电压。因为U＝R×I 由于电阻为毫欧，如果电流为毫安的话，则所得的电压值很小，难以通过ADC识别出来。可以采用大电流的方法和把电压信号放大的方法来使ADC芯片识别出来并由通过单片机计算得出电阻值。采用大电流的话，由于很多小电阻无法承受较大的电流，通过电阻的电流较大时，产生的热量也多，会带来较大的误差。所以采用把电压信号放大的方法，把微小的电压信号放大后经过AD转换，把信号送入单片机，然后由单片机计算并显示出电阻值。 ? 测量范围 测量电流 最大输出电压 电压放大100倍 40.00Ω 1mA 40mV 4V 4000mΩ 10 mA 40mV 4V 400.0mΩ 100 mA 40mV 4V ? 上图为测试电阻的范围及测量时的电流： ? ?下载本文所涉及到的protel格式电路图：相关的ic资料，相关源程序！  二.方案选择： 2.1电阻测量方案 2.1.1 方案一 比较法测电阻： ? ? ? ? ? 在乙图中,K1闭合，K2断开测得U1;K1断开，K2闭合测得U2，使用条件：在乙图中应保证AB间电压恒定。上图中的比较法测量电阻值的阻值非常小时，电阻R0难以选取。并且要用电压表测量两处电阻的电压。其中的导体接触间的电阻也会对测量结果造成一定的误差，并且对电压表的要求高。没有采用此方案。 ? ? 2.1.2 方案二 替代法测电阻 步骤： ①K1打开，K2接1，调节R1为最大，电阻箱R0为最大。 ②闭合K1。调节R1使、指针指在2/3处，读数。 ③K2接2，保持R1不动，调节R-0，使、读数不变。 ④RX=电阻箱读数。 条件：被测量的部份电路电流或电压不变。 上图但不适合于测量小电阻。因为电阻箱的阻值一般都较大。测量的电阻精度低。 ? 2.1.3 方案三 直流电桥测电阻 直流电桥又分直流单电桥和直流双电桥。采用上面的两种方法时要用很多操作需要手动操作，并且对元件选取要求高，是通过数字电位器来改变需要的电阻参数，虽然可以达到数控的目的，但数字电位器的每一级步进电阻比较大，调节困难，需要采用数控电阻，用单片机处理计算杂复并且测量时操作不方便。 ? ? ? 2.1.4 方案四 伏安法测电阻 采用伏安法测量电阻时，恒流源电路产生恒定的电流源通过被测电阻Rx,只需要测量出Rx上的电压大小，然后用Rx＝U / I 即可算出电阻的阻值大小。方便单片机进行处理。实际操作起来相对也比较简单。方案四,操作简单，计算方便。精度比方案一和方案二高，但操作和计算比方安三更简单和方案。所以采用方案四伏安法测电阻。 ? ? 2.2 压控恒流源方案 2.2.1 方案一 I＝U/（R1+R2）,若R1R2，则电流I约为I＝U/R1； 可以采用一个恒定的电压，然后除以一个大电阻，测试时由时所测的电阻很小，基本上可以看作电流是恒定的。但这种方案测量的电阻阻值越大，电流变化较大，电流精度不高。 ? ? 2.2.2 方案二 采用恒流二极管或者恒流三极管，精度比较高，但这种电路能