2011全国电子设计大赛论文g题简易电阻测量仪.pdf

赛区： 江西赛区 赛区编号： JXB13003 测试人签字： 简易电阻测量仪 （G 题） 摘要摘要：随着电子工业的发展，电子元器件急剧增加，电子元器件的的适应范围越来越广泛， 摘要摘要 而且智能化逐渐替代旧版产品，在应用中我们常常要测量电阻的大小，因此设计更加可靠， 安全，快捷的电阻测量仪，具有极大的现实必要性。本系统由 STC89c55 单片机作为数据处 理和控制核心，通过单片机，经过待测电阻 Rx 后，由仪表放大器 OP07 采样并放大 Rx 两端 电压，再经 TLC2543 转换送回单片机，进行欧姆定律处理计算，并在 12864 液晶上显示。 该测量仪可直接从 LCD 液晶上读出所测得的电阻值，测量范围为 1Ω～10MΩ测量精度高达 ±1%，通过单片机的计算测量结果，并通过 12864LCD 液晶屏显示数据。从而实现电阻的测 量和显示。通过实际检测，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。 关键词：关键词：STC89c55 单片机 TLC2543 AD 转换 LCD 液晶屏 运放 OP07 关键词关键词：： 1 方案选择与论证1 方案选择与论证 1 1 方案选择与论证方案选择与论证 １.1 １.1 电阻测试方案比较电阻测试方案比较 １１.1 .1 电阻测试方案比较电阻测试方案比较 电阻测试仪的比较可有多种方案完成，例如利用模拟电路，电阻可用比例运算器法和 积分运算器法，电桥检测法. 方案一：可编程逻辑控制器 PLC 应用广泛，它能够非常方便地集成到工业控制系统 中。其速度快，体积小，可靠性和精度都较好，在设计中可采用PLC对硬件进行控制，但 是 用 PLC 实现价格相对昂贵，因而成本过高，且对其应用较生疏。 方案二：采用 RC 振荡回路，通过测量频率来计算相应的阻值，测量范围较宽，但振荡 回路受外界干扰较大，测量精度较低，测量误差不易控制。 方案三： 采用恒压源分压法，通过测量电压值，采用电压比例计算 R 值，该方案电路 稳定，受外界影响小，测量精度高，且范围较宽，另一方面便于使仪表实现自动化，而且 设计时间短，成本低，可靠性高。 综上所述，系统将采用方案三，采用恒压源分压法，更为简便可行，节约成本。 1.2 AD1.2 AD转换方案 转换方案 1.2 AD1.2 AD转换方案转换方案 方案一： 采用 ADC0832 ADC0832 是串行接口的 8 位 A/D 转换器，双通道 A/D 转换，输 出输入 电平与 TTL/CMOS 相兼容，最高转换时间为 32US，体积小，使用简单，价格便宜，但分辨率较低，难以满足 测量需求。 方案二：采用 12 位 AD 芯片 TLC2543，TLC2543 为 12 为串行模数转化芯片，使用开关 电容 次逼近技术完成 A/D 转化过程，最高分辨率达 4096，在输入 电压为 0---5V 时，电压 精度可达到 1.2mv 。由于采用串行结构，能够节省 51 单片机的 IO 口资源，价格适中，外围 电路简单等，稳定可靠。在仪表仪器中有广泛的应用。 1 赛区： 江西赛区 赛区编号： JXB13003 测试人签字： 经比较系统选用方案二 ，使用高精度的 TLC2543，能够在电路中很好的完成本次系统 要求 。 换方案 量程切换方案 换方案量程切换方案 1 可采用硬件编码或选码开关选择，但此法硬件电路较复杂，造价偏高且使用不便。 2 才用软件编程计算自动选择档位量程，造价很低电路简单，自动转换操作简单等 。 所以选择方案 2 。 1.6 1.6 单片机方案单片机方案 11.6 .6 单片机方案单片机方案 在整个 电路中，电阻计算和显示，量程的自动换等复杂任务 的处理都要依靠单片 机来完成，所 以采用一款我们熟炼 ，可靠，高性能的单片机，是保证我们完成整个任 务 的基石 ，在众 多优秀芯 片中 ATMEL 公司 的 AT89Sxx 系列和 STC89Cxx 系列较好，他 们都采用高密度非易失性存储器技术制