毕业设计（论文）-基于AT89S52单片机的毫欧表电路设计精选.doc

中南林业科技大学 涉外学院 基于AT89S52单片机的毫欧表电路设计 学生学号： 学生姓名： 班　　级 计算机一班 专业名称 计算机科学与技术 论文提交日期2007年05月 日 论文答辩日期 2007年05月18日 答辩委员会主席 评 阅 人 2007 年 05 月 18 日 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： 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。 数控恒流源为电阻测量提供恒定的电流。单片机由测量所需的电流而控制输出恒定电流的大小。 实际电路中采用的三极管为TIP41，三极管本身在这里不具备控制电流大小的作用，但是起到驱动和扩流的作用。前面是一个电压跟随，后面一个负反馈。 R9上的电压为输入的电压Vin。 理论计算 I1=VR1/R1=(Vi-V+)/R1?； I2=VR2/R2=(V+-Va)/R2?； 因为I+=0,得I1 = I2　 所以Va=(V+-Vi)R2/R1+V+； I3=VR3/R3=V-/R1?；I4=VR4/R4=(VO-V-)/R4?； 因为I-=0,得I3 = I4　所以VO= V- (R3/R4+1)； 从而可得R5上电压为UR5＝VO　-　Va　=（R4/R3）×V- - （R2/R1）×V+ +(V--V+） + （R2/R1）×Vi　，若R2=R1,R3=R4,且 V-＝V+　则UR5＝Vi（输入电压） 假设I5=IL　可得　VA/RL＝VI/R5　，由上式的Va=(V+-V-)R2/R1+V+；及R2=R1；可得　（２V+　-　V-）/RL＝ Vi / R5 即（２V+/