简易自动电阻测试仪的设计推荐.doc

毕业设计说明书 课题名称： 简易自动电阻测试仪的设计 目 录 摘 要 2 1 系统电路原理及元件选择 3 1.1 单片机模块的论证与选择 3 1.2 A/D转换模块的论证与选择 4 1.3 显示模块的论证与选择 4 2 系统理论分析与计算 4 2.1 电阻测量原理 4 2.2 自动量程转换 4 2.3 电阻筛选功能 5 2.4 电位器阻值变化曲线装置 5 3 硬件设计 5 3.1 AD转换模块 5 3.2辅助装置模块 6 3.3键盘与显示模块 6 4 软件设计 6 4.1 自动档位处理模块 6 4.2 A/D转换模块 6 4.3 电阻筛选模块 6 5 系统功能检测 6 5.1 测试方案、测试条件及测试仪器 6 5.2 测试结果完整性 7 5.3 测试结果分析 7 6 设计总结 7 7参考文献 8 致谢 9 附录1：电路图图纸 10 附录2：PCB图纸 11 附录3（a）：自动档位处理流程图 12 附录3（b）：电机驱动流程图 13 附录3（c）：筛选模块流程图 14 摘 要 本系统设计的是简易自动电阻测试仪，主要由单片机模块、A/D转换模块、自动换挡模块、电阻测量模块、辅助装置模块、键盘及显示模块组成。本系统以STC12C5A60S2单片机为主控制器，AD574芯片为A/D转换芯片，LCD12864液晶模块为显示模块，可实现电阻自动测量显示以及测量量程100Ω、1KΩ、10KΩ、10MΩ四档自动切换功能，测量准确度为±（1%读数＋2字），测试速率大于5次/秒。同时，本系统可实现显示旋转电位器随旋转角度阻值变化曲线的辅助装置，其全程测量不超过10秒，测量点不少于15个点。 整个控制系统硬件设计简单实用，性价比较高，功能全面，响应较快，经过测试本系统完全符合项目设计要求。 关键词：电阻测试；STC12C5A60S2；AD574；LCD12864液晶 1 系统电路原理及元件选择 本系统主要由单片机模块、A/D转换模块、自动换挡模块、电阻测量模块、辅助装置模块、键盘及显示模块组成。 首先将待测电阻插入电路，测得其两端电压，与参考电阻串连分压之后经AD转换之后送回单片机，再由LCD进行显示。在待测电阻插入时，用户手动输入设定阻值与误差，与测试值进行比较，若在范围内，则测试成功。 辅助装置模块中，单片机首先驱动电机转动，导致旋转电位器联动后，将现在电位器的阻值送至AD转换，经过单片机，最后送至LCD显示不同角度时的阻值变化，从而连成线性曲线图。 具体流程框图如图1所示。下面分别论证这几个模块的选择。 图1 系统总体框图 1.1 单片机模块的论证与选择 方案一：用AT89C52作为处理器，运算速度慢，性能差，抗干扰能力弱。 方案二：用STC12C5A60S2作为处理器，运算速度快，性能强大，且抗干扰能力也比STC89C52强。 基于上述考虑，选择方案二。 1.2 A/D转换模块的论证与选择 方案一：选取ADC0809芯片，8位数据输出，不满足现在至少10位数据输出的要求。 方案二：选取AD574芯片，12/8位数据输出，满足现在至少10位数据输出的条件，且转换速度较快，性价比高。 基于上述考虑，选择方案二。 1.3 显示模块的论证与选择 方案一：用LED数码管进行显示。数码管由于显示速度块，使用简单，显示效果简洁明了而得到广泛的应用。但是由于本课题要同时显示两个方向的倾角角度，显示的信息量较小。 方案二：用LCD液晶进行显示。LCD有明显的优点：微功耗、显示信息量大、字迹清晰、美观、视觉舒适；可以用中文LCD液晶进行菜单显示，使整个控制系统更加人性化。 基于上述考虑，选择方案二。 2 系统理论分析与计算 2.1 电阻测量原理 本系统采用5V基准电压，利用OP37进行分压，之后测量被测电阻上端的电压，将电压传送给AD574，进行模数转换。因为系统设计电阻测量量程100Ω、1KΩ、10KΩ、10MΩ四档，因此分别选用4.5MΩ、900KΩ、90KΩ、9KΩ、900Ω和100Ω的精密电阻组成10MΩ电阻与被测电阻串联，进行分压式测量电阻。设被测电阻阻值为Rx，电路进行自动换挡后所得到的总电阻阻值为R，Rx的电压为Vx，则， Vx= Rx/(R·Rx)·5V Vx将会传入AD574进行模数转换，A/D转换后的数据输入单片机进一步进行处理，然后将阻值显示在液晶上。 2.2 自动量程转换 若无被测电阻加载，则各个档位的分压分别为10MΩ档位直接对应5V基准电压，10KΩ档位为 5V×（4.5MΩ+4.5MΩ+900KΩ+90KΩ)/10MΩ=4.995V 1KΩ档位为5V×（4.5MΩ+4.5MΩ+900KΩ+90KΩ+9KΩ)/10MΩ=4.9995V，100Ω档位为5V×（4.5MΩ+4.5MΩ+900KΩ+90