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基于单片机电阻测量仪的设计

摘要:为解决电路测量过程中经常遇到的测量小电阻的问题,文中设计了一种基于单片

机AT89C51的电阻测量仪。该仪器以AT89C51单片机作为控制核心，具有数据采集、A/D转

换、数据存储、数据处理及LED显示等功能。该电阻测量仪具有低功耗、高精度、携带方便、

显示直观等优点，特别适于工作现场的测量。

关键词：电阻测量仪，AT89C51单片机，电阻电压转换

1引言

单片机具有体积小、价格低、功能强、可靠性好及使用方便灵活的特点，在智能化仪器

仪表的设计和研究上得到了广泛的应用。在电路的测量过程中我们常会由于忽略某些小电阻

的影响而引起实验数据与理论值之间存在较大的误差，从而影响测试结果。由于其数值较小，

一般用万用表无法测量出来，而实验室通常所用的电桥测量又具有操作过程繁琐且不能够直

接读出被测电阻值的缺点。鉴于此，选用了单片机，利用其优势设计了电阻测量仪。利用该

测量仪可以直接从LED显示器读出被测电阻的阻值，在电子设计、电子维修等行业具有广

泛的应用前景。

2电阻测量仪的硬件结构及其原理

电阻测量仪的原理框图如图1所示，主要包括电阻电压转换器、放大器、单片机小系统、

LED显示器等几部分组成。本设计是以AT89C51单片机为控制核心，在被测电阻上取出电阻

上两端的压降，经放大器放大转换为0V～5V的直流电压，然后送入ADC进行A/D转换，经

单片机处理后通过LED显示器显示被测电阻阻值。

图1电阻测量仪的原理框图

2.1恒流源电路

要提高该测量仪的测量精度和稳定性，关键在于恒流源的精度、稳定性。恒流源电路见

图2所示。

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图2恒流源电路

在图2中，D为稳压管，稳压后的电压经过电阻器分压后得到基准电压；、组

UTT

ZN12

合成复合管，以便能输出较大的电流；负载电压U即IR，通过电阻R反馈到放大器的同

XXF2

相输入端；K～K为量程切换开关；R～R构成取样电阻R，其阻值由量程开关而定。

15N1N5N

在R＜＜R的前提下，I≈I，根据运算放大器的特点，可得：

XF2N

IR[R(RR)/R(RR)]U{[R(RR)/R(RR)]1}U

NF21F2