简易自动电阻测试仪的设计说明
毕业设计---简易自动电阻测试仪的设计
毕业设计（论文）任务书课题名称：简易自动电阻测试仪的设计一、原始依据（资料）：刘松曹金玲《单片机技术与应用》天津电子信息职业技术学院《智能电子》《智能PID调节器的设计及应用》《传感器技术》二、设计（论文）内容和要求：设计内容：本系统对于不同的量程分别采用恒流源测阻电路、分压法测阻电路和惠更斯桥I/V变换测阻电路进行电阻测量，充分的发挥出不同电路不同量程的工作特点，并且在软件上进行了校准。
本自动电阻测试仪恒流源以及稳压电路由CA3140、TL431等元器件实现，由ATmega128高速单片机为主控制器，通过其内部自带10位AD转换器的A/D转换，对被测电阻两端电压信号进行采样，把连续信号离散化，然后通过LCD液晶显示屏显示电阻的大小。
该自动测试仪能够较精确的测量1Ω—10MΩ范围内的电阻，其测量误差为±1%，是一个简单易用的电阻测试仪方案。
该系统有，能够自动换档，筛选电阻，并且绘制电阻变化曲线。
实现了测量准确度为±（1%读数＋2 字）的三位有效数字显示的简易自动电阻测试仪。
通过偏置电源的改进提高了精度，又通过软件算法的改进再次提高了精度，对22个范围在0~10M电阻的反复测试，证明了该系统测量精度的明显改善。
设计要求：该简易自动电阻测试仪系统实现了测量准确度为±（1%读数＋2 字）的三位有效数字显示。
通过偏置电源的改进第一次提高了精度，又通过软件算法的改进再次提高了精度，对22个范围在0~10M电阻的反复测试三、建议查阅的技术资料：【1】刘松曹金玲《单片机技术与应用》天津电子信息职业技术学院【2】金发庆等编. 传感器技术与应用.北京机械工业出版社,2002【3】刘伯春．智能PID调节器的设计及应用．电子自动化，1995；(3)：20～25【4】赵娜，赵刚，于珍珠等.基于51 单片机的温度测量系统[J]. 微计算机信息，2007，1-2：146-148。
【5】LED市场受节能减排利好关注度持续飙升.中国经济网（北京）,2010/11/12【6】LED所涉及领域应用及研究报告,2010/11/24天津电子信息职业技术学院页号（1）序号起止日期计划完成内容实际完成内容检查日期检查人签字1 2011.10.31-2011.11.6分析课题搜集资料分析课题搜集资料2 2011.11.7-2011.11.13硬件设计硬件设计3 2011.11.14-2011.11.20软件设计软件设计4 2011.11.20-2011.12.25总结并撰写论文总结并撰写论文567系毕业设计（论文）领导小组审阅意见：系主任签字：年月日天津电子信息职业技术学院页号（2）注：1.本任务书由指导教师填写。
简易自动电阻测试仪的制作
2011年全国大学生电子设计竞赛（全国二等奖获得者）简易自动电阻测试仪（G题）简易自动电阻测试仪摘要：本设计以STC89C51RC为主控制器，测量电路采用的是串联分压原理，以标准电阻为基准，用被测电阻与标准电阻上的分压进行比较，然后通过计算得出被测电阻的阻值。
再经过信号处理将测量电路输出的电压送给A/D转换器，用单片机控制器读取A/D转换后的值在其内部转换后输出给液晶进行显示被测电阻值。
按照此种方法计算较为简单，原理清晰，操作方便。
单片机主要完成采集和处理经过转化的数字量信号，完成键盘录入、液晶显示等功能。
此系统性能稳定，精度高，误差在1%以内，具有良好的实用价值。
关键词：A/D转换，STC89C51RC，液晶显示目录4444445667888991010电位器阻值变化曲线装置10 1010111测试使用的仪器设备1测试方案与测试条件1测试数据1结果分析35结论3基本部分3发挥部分3其它345571系统设计设计要求（1）测量量程为100Ω、1KΩ、10KΩ、10MΩ四档。
测量准确度为±（1%读数+2字）。
（2）3位数字显示（最大显示数必须为999），能自动显示小数点和单位，测量速率大于5次/秒。
（3）100Ω、1KΩ、10KΩ三档量程具有自动量程转换功能。
总体设计方案1.2.1 设计思路题目要求设计一台简易自动电阻测试仪，实现对电阻的测量。
设计主要分为电阻测量电路模块和MCU数据处理模块。
电阻测量电路模块是根据串联分压原理，让被测电阻与标准电阻串联，以标准电阻作为测量量程的基准，用恒压源给电路供电，根据被测电阻的不同，标准电阻两端的电压就会发生改变，将标准电阻两端的电压值经过处理后给A/D转换器，然后送给单片机，在单片机内通过A/D转换的电压值转换成被测电阻的阻值，采用矩阵键盘对需要设置项进行设置，以LCD12864液晶进行显示工作界面。
如图1 所示是系统总体框图：图1 系统总体框图1.2.2 系统方案设计（1）电阻测量方案论证方案一：串联分压原理图2串联分压原理图根据串联电路的分压原理可知，串联电路上电压与电阻成正比关系。
简易自动电阻测试仪(论文设计)
简易自动电阻测试仪摘要：简易自动电阻测试仪（G 题）【高职高专组】一、任务设计并制作一台简易自动电阻测试仪。
二、要求1．基本要求（1）测量量程为100Ω、1kΩ、10kΩ、10MΩ四档。
测量准确度为±（1%读数＋2 字）。
（2）3 位数字显示（最大显示数必须为999），能自动显示小数点和单位,测量速率大于5 次/秒。
（3）100Ω、1kΩ、10kΩ三档量程具有自动量程转换功能。
2．发挥部分（1）具有自动电阻筛选功能。
即在进行电阻筛选测量时，用户通过键盘输入要求的电阻值和筛选的误差值；测量时，仪器能在显示被测电阻阻值的同时，给出该电阻是否符合筛选要求的指示。
（2）设计并制作一个能自动测量和显示电位器阻值随旋转角度变化曲线的辅助装置，要求曲线各点的测量准确度为±（5%读数＋2 字）,全程测量时间不大于10 秒,测量点不少于15 点。
辅助装置连接的示意图如图1 所示。
（3）其他图1 辅助装置连接示意图三、说明1．在辅助装置中，要求电位器为4.7kΩ旋转式单圈电位器, 并规定采用线性电位器。
2．要求电位器的三个端子作为测试端子引出。
一、系统方案本系统主要由测量模块、数模转换模块、控制显示模块，驱动电机模块，下面分别论证这几个模块的选择。
1.1测量模块的论证与选择方案一：谐振法，采用LC组成谐振回路，将被测电感串入电路或将电容并入回路中进行测量。
但谐振法要求较高频率的激励信号，一般不容易满足高精度的要求。
由于测试频率不固定，测试速度也很难提高，误差就很难达到要求。
方案二：伏安法测量R,它的测量原理来源于阻抗的定义。
即若已知流经被测阻抗的电流，通过A/D将被测阻抗两端的电压的模拟量转化为数字信号送入单片机，可得被测电阻两端的电压，则通过欧姆定律可得到被测电阻阻值。
此方法原理简单，外部硬件较少，便于操作。
方案三：交流电桥测量法，交流电桥的构造及原理均与直流惠斯通电桥相同，电源使用交流电，四臂的阻抗 Z1、Z2、Z3、Z4，可以用电阻、电感、电容或其他组合，电桥平衡的条件是此条件显示交流电桥不同于直流电桥：首先条件有两个，因此，需要调节两个参数才能使电桥平衡；其次，阻抗的多样性可以组合成各具特色的电桥，但非所有电桥都能同时满足达到平衡的条件。
大学生电子设计竞赛设计报告材料-简易自动电阻测试仪
简易自动电阻测试仪（G题）设计报告参赛学校：常州机电职业技术学院作者：朱化吉冯海涛骆翠玲简易自动电阻测试仪摘要该简易自动电阻测试仪可实现对电阻的自动测试功能，具有自动电阻筛选功能,并能自动测量和显示电位器阻值随旋转角度变化的曲线。
根据选题要求，该测试仪以AT89C55为核心，结合键盘、显示、程控放大器、A/D、步进电机控制器等外围电路，较好地实现了要求的功能。
测量量程为100Ω、1kΩ、10k Ω、10MΩ四档。
测量准确度为±（1%读数＋2 字）。
3 位数字显示（最大显示数为999），能自动显示小数点和单位,测量速率大于5 次/秒。
100Ω、1kΩ、10kΩ三档量程具有自动量程转换功能。
具有自动电阻筛选功能。
即在进行电阻筛选测量时，用户通过键盘输入要求的电阻值和筛选的误差值；测量时，仪器能在显示被测电阻阻值的同时，给出该电阻是否符合筛选要求的指示。
设计并制作了一个能自动测量和显示电位器阻值随旋转角度变化曲线的辅助装置，曲线各点的测量准确度为±（5%读数＋2 字）,全程测量时间不大于10 秒,测量点不少于15 点。
关键词：单片机，电阻测试仪，自动量程转换，自动电阻筛选1 方案的选择与论证图1对各模块的实现，分别有以下一些不同的设计方案：1.1 系统控制模块方案一：FPGA/CPLD方式。
即用FPGA/CPLD完成键盘设置、步进电机控制、显示电路的驱动、与电阻测量模块的接口等功能。
这种方案的优点在于系统结构紧凑、速度快，而且可以使用的I/O口线很多；缺点是FPGA的设计与调试与单片机相比比较繁琐，调试的效率比较低，不够灵活。
方案二：单片机方式。
使用单片机也可以完成键盘设置、步进电机控制、显示电路的驱动、与电阻测量模块的接口功能。
单片机算术运算功能强，软件编程灵活、自由度大，可以用软件编程实现各种算法和逻辑控制，并且由于其功耗低、体积小、技术成熟和成本低等优点，使其在各个领域应用广泛，调试的效率也比较高。
基于STM32简易自动电阻测试仪的硬件设计说明
职业技术学院毕业设计简易自动电阻测试仪的硬件设计系部电子信息工程系专业名称电子信息工程技术班级电子1091班姓名古亮亮学号200910305指导教师廖建文2012 年 02 月 10 日简易自动电阻测试仪的硬件设计摘要本设计由电源模块，STM32F103ZET6单片机小系统模块，OPA548构成的5V 恒压模块，继电器构成的换挡测电阻模块，步进电机模块，3.2寸TFT（Thin Film Transistor 薄膜场效应晶体管)真彩触摸屏显示模块组成。
该设计是通过单片机控制一个部集成的12位DA给OPA548运放芯片输入电压，从而控制运放芯片的输出电压，再送给继电器构成的换挡测电阻模块，最后通过测试电阻上产生的电压来判断所测电阻值。
其中STM32单片机小系统还控制部集成的两个12位AD，一个采集当OPA548输出的值，构成一个闭环系统使OPA548输出恒压5V，一个采集待测电阻值，从而控制继电器换挡测出待测电阻值。
关键词：STM32F103ZET6 12位AD/DA 继电器 3.2寸TFT真彩触摸屏Easy Autoresistance testerhardware designAbstractThedesign ofthepower supplymodule, STM32F103ZET6 smallsingle-chipsystem module, OPA548 constitute5vconstant pressuremodule, relaymoduleconsisting ofthe shiftresistor, stepper motormodule, 3.2-inch TFT (Thin Film Transistorfilmfield-effecttransistor) color touch screendisplaymodule.The design iscontrolledbyan internalintegratedsingle-chip12-bit DA chiptoOPA548op-ampinputvoltage, thereby controllingthe outputvoltageop-amp chip, and then sent tothe relaymoduleconsisting ofthe shiftresistor, and finally by testingthe voltageon theresistorto determinethe measuredresistance value. STM32microcontrollerwhichcontrolsa smallsystem alsointegratesthetwo 12-bit AD, acollectionwhen theOPA548outputvalueto form aclosed loopsystemso thatOPA548outputconstant5v,acollectiontestresistance value, thereby controlling therelayshiftmeasuredmeasuredresistancevalues.Keywords: STM32F103ZET6; 12-bit AD / DA; relay; 3.2-inch; TFT color touch; screen目录1 引言12 系统方案论证与选择22.1 主控芯片的选择22.2 5V恒压模块的选择22.3 显示模块的选择33 系统设计43.1系统总框图43.2 系统设计思路44 硬件电路设计64.1电源模块的设计64.2 OPA548构成的5V恒压模块设计64.3 继电器构成的自动换挡测电阻模块74.4 电机驱动模块84.5 TFT触屏显示模块95 软件设计106 系统测试116.1 100档位的测试116.2 1KΩ档位的测试116.3 10KΩ档位的测试126.4 10MΩ档位的测试127 设计总结13参考文献14致14附录附录1 主要元器件清单附录2 STM32F103ZET6小系统板原理图附录3 单片机小系统板转接板PCB图附录4 恒压源PCB图附录5 产品实物图片简易自动电阻测试仪的硬件设计1 引言目前人们广泛使用的电阻测试仪是万用表，用万用表测试电阻有两个缺陷：其一大多数时候测试一个电阻就需要人为的换挡。
大学生电子设计竞赛设计报告-简易自动电阻测试仪
简易自动电阻测试仪（G题）设计报告参赛学校：常州机电职业技术学院作者：朱化吉冯海涛骆翠玲简易自动电阻测试仪摘要该简易自动电阻测试仪可实现对电阻的自动测试功能，具有自动电阻筛选功能,并能自动测量和显示电位器阻值随旋转角度变化的曲线。
根据选题要求，该测试仪以AT89C55为核心，结合键盘、显示、程控放大器、A/D、步进电机控制器等外围电路，较好地实现了要求的功能。
测量量程为100Ω、1kΩ、10k Ω、10MΩ四档。
测量准确度为±（1%读数＋2 字）。
3 位数字显示（最大显示数为999），能自动显示小数点和单位,测量速率大于5 次/秒。
100Ω、1kΩ、10kΩ三档量程具有自动量程转换功能。
具有自动电阻筛选功能。
即在进行电阻筛选测量时，用户通过键盘输入要求的电阻值和筛选的误差值；测量时，仪器能在显示被测电阻阻值的同时，给出该电阻是否符合筛选要求的指示。
设计并制作了一个能自动测量和显示电位器阻值随旋转角度变化曲线的辅助装置，曲线各点的测量准确度为±（5%读数＋2 字）,全程测量时间不大于10 秒,测量点不少于15 点。
关键词：单片机，电阻测试仪，自动量程转换，自动电阻筛选1 方案的选择与论证图1对各模块的实现，分别有以下一些不同的设计方案：1.1 系统控制模块方案一：FPGA/CPLD方式。
即用FPGA/CPLD完成键盘设置、步进电机控制、显示电路的驱动、与电阻测量模块的接口等功能。
这种方案的优点在于系统结构紧凑、速度快，而且可以使用的I/O口线很多；缺点是FPGA的设计与调试与单片机相比比较繁琐，调试的效率比较低，不够灵活。
方案二：单片机方式。
使用单片机也可以完成键盘设置、步进电机控制、显示电路的驱动、与电阻测量模块的接口功能。
单片机算术运算功能强，软件编程灵活、自由度大，可以用软件编程实现各种算法和逻辑控制，并且由于其功耗低、体积小、技术成熟和成本低等优点，使其在各个领域应用广泛，调试的效率也比较高。
简易自动电阻测试仪
简易自动电阻测试仪（G）【高职高专组】设计报告时间：２０１１．9．2摘要设计制作了基于AT89S52单片机的一种电压测量电路,该电路采用ICL7135高精度、双积分A/D转换电路，测量范围直流0-±2.50伏，使用LCD液晶模块显示，可以与PC机进行串行通信。
正文着重给出了软硬件系统的各部分电路，介绍了双积分电路的原理，AT89S52的特点，ICL7135的功能和应用，CD4040的功能和应用。
该电路设计新颖、功能强大、可扩展性强。
采用的技术主要有：（１）通过编程来实现对电阻值的直接测量；（２）ICL7135转换器的有效应用；（３）１２８６４液晶显示器的有效应用；（４）通过键盘实现对电阻阻值参数的设定；（５）通过单片机控制电机实现对电位器的自动控制。
关键词：AT89S52、ICL7135、12864液晶显示、键盘。
abstractThis paper introduces A kind of based on A kind of AT89S52 SCM voltage measurement circuit, this circuit adopts high precision, ICL7135 dual-slope A/D circuit, measurement range dc 0-+ 2.500 v, use LCD module that can be with A PC for serial communication. The text mainly gives all the parts of the circuit hardware and software system, this paper introduces the principle of the double integral circuit AT89S52 devices, the characteristics of the ICL7135, function and application of the function and application, CD4040. The circuit design is novel, the powerful, flexible expandability.The technique to be used mainly has:(1) through the programming to realize the resistance value directly measuring the;(2) ICL7135 converter effective application;(3) 12864 LCD monitor effective application;(4) through the keyboard to realize resistance tolerance of parameters set;(5) through the single-chip microcomputer control motor to realize the automatic control of potentiometer.Keywords: AT89S52 devices, ICL7135, 12864 liquid crystal display, keyboard.目录1 前言 (5)2 方案设计与论证 (6)2.1 阻值信号采集电路方案选择 (6)2.2 档位选择电路方案设计 (7)2.3 单片机控制系统方案设计 (7)2.4总体电路设计 (8)3 硬件电路设计 (8)3.1 总体设计框图及说明 (8)3.2 A/D 转换电路 (9)3.2.1双积A/D 转换器的工作原理如图1.2 (9)3.2.2与单片机系统的串行连接 (10)3.3 单片机控制部分 (11)4 系统软件设计 (12)4.1 程序机构说明 (12)4.2 程序流程 (12)4.2．1主控程序 (12)4.2．2 (13)5 测试结果及结果分析 (15)6 参考文献 (15)7设计总计 (16)附：原理图 (16)1 前言在工程实践中，常需要测定某些高导电材料的电阻率。
简易自动电阻测试仪
2011年全国（湖南赛区）大学生电子设计竞赛作品简易自动电阻测试仪 (G题)摘要本系统采用STC89S52单片机作为核心控制器，通过A/D转换芯片将阻值转换成数字信号并进行处理，控制多个继电器切换不同的电阻测量电路，实现量程的自动转换。
同时，系统具有自动筛选电阻功能，并可通过LCD显示屏12864方便直观地显示被测电阻阻值以及待筛选的电阻阻值，及电位器旋转角度及其阻值间的关系。
系统采用运放CA3140构成的串联分压法测来测量电阻阻值，精度达到了1%，效果好。
关键词：STC89S52；运放；串联分压法；LCD；A/D简易自动电阻测试仪一、方案设计与论证1.方案设计方案一： 采用电阻桥来测量未知电阻，图1所示.图1 电桥测量电阻测量原理：I 1 R X = I 2 R 1 I 1 R 0 = I 2 R 2得到：可知未知电阻x R 与其他臂的电阻阻值成正比。
方案二：采用恒压源与运放来测量未知电阻，如图2所示图2 恒压源测量电阻 测量原理：xo i R U R U -=1 得到：1o x R U U R i =可知未知电阻x R 与输出电压O U 成正比。
方案三：采用恒流源来测量未知电阻，如图3所示.图3 恒流源测量电阻测量原理：x00R I U =可知未知电阻x R 与输出电压O U 成正比。
方案四：采用串联分压法测电阻,R 为标准电阻,A U 、B U 为测量电压值，如图4所示。
图4 串联分压法测电阻 测量原理： RR R U U x B A += 得到：R U U U R BB A x ⨯-= 2.方案论证方案一的测量结果可以很精确，但是在10k~10M 之间，由于范围太宽，相差1000倍，电阻桥不容易调平衡，不平衡就测不准,故该方案不采用。
方案二与方案三均是采用运放的反相端输入，运放的高输入阻抗不易得到体现，特别是电阻在10M 测量的时候误差很大，故该方案不采用。
方案四采用双运放构成的串联分压法测电阻，信号从同相端输入，阻抗高，精度高；每次测量的值可与标准值比较，数据准确度高3.方案选定综上所述，方案四精度高，稳定性好，效率高，能够满足系统设计的要求，所以选择方案四。
简易自动电阻测试仪设计报告
摘要近年来，电子工业发展很快，电子元器件更是发展迅速，应用最为广泛，在实际电子设计中我们往往要测量出电子元器件的大小。
如；电阻的阻值，因此，设计一个不仅安全性和可靠性高，而且简易实用的电阻测量仪具有很大的现实意义。
目前单片机渗透于我们生活的各个邻域，它具有结构简单、可靠性高、体积小、等优点，采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化，且功能强大，例如精密的测量设备（功率计，示波器，各种分析仪）。
在系统硬件设计中，利用STC公司(宏晶科技)生产的STC12C5A60S2系列做为核心控制芯片设计一款简易电阻测量仪，设计主要采用按键控制功能之间的切换，并实现各量程的自动转换从而实现各个参数的测量。
在系统软件设计中，利用keil c51软件开发系统的软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，编译后生成的汇编代码。
关键字：STC12C5A60S2、MzLH01-12864、单片机AbstractIn recent years, the electronics industry is developing very quickly, electronic components is developed rapidly, and most widely used in practical electronic design, we tend to measure the size of the electronic components. Such as; Resistance, therefore, resistance of the design a not only security and reliability of the high, and simple practical resistance measurement instrument has great practical significance.At present SCM penetration in our life in all neighborhood, it is simple in structure, high reliability, small volume, etc, and USES the monolithic control makes instruments digital, intelligent, miniaturization, and powerful functions, such as the measurement precision equipment (the power meter, oscilloscope, all kinds of analyzer).In the hardware design, the use of the company's digital multimeter MAXIM integrated chip MAX134 design a simple resistance measurement instrument, will use the resistance of the corresponding oscillating circuit transformation frequency so as to realize the various parameters measurement.In the design of software system, using the keil software development system software c51 provide rich library function and powerful integrated development debug tool, compiled generated assembly code.Key word: MAX134, MzLH01-12864 and single-chip microcomputer目录一前言................................................................... (4)二总体方案设计 (5)1方案比较………………………………………………….. .62 方案选择 (7)三模块设计………………………. …………………………….. .101 电源模块 (10)2显示模块................................................... .. (11)3主程序模块 (12)4电阻测试模块 (15)四软件设计 (16)1 软件设计流程 (13)五测试参数 (15)六设计总结 (16)1设计收获及体会 (16)七参考文献 (17)八附 (18)前言近年来，电子工业发展很快，由于生产技术的提高和加工工艺的改进，电子元器件发展迅速，应用最为广泛，成为近代科学发展的重要标志，在实际电子设计中我们往往要测量出电子元器件的大小。
简易自动电阻测试仪报告
2011年全国大学生电子设计竞赛简易自动电阻测试仪（G 题）【高职高专组】2011年9月1日简易自动电阻测试仪摘要电阻是现代电子电路中最常用最常见的电子元件之一，因此对电阻的测量是经常性的工作。
根据本届全国电子设计竞赛G题的要求，本系统利用 STC 公司的16位超低功耗单片机 STC12C5A32S2、CD7501和LM358，采用伏安法设计了简易自动电阻测试仪。
简易自动电阻测试仪具有：1、阻值测量精确（精度为读数的±1%+2字），2、自动选择合适量程的功能，3、电阻筛选功能，4、数码显示。
实验测试结果表明，本系统性能稳定，测量精度高。
关键词电阻测量仪电子仪器自动量程转换目录一、总体方案设计 (2)1.1电阻测量方法选择 (2)1.2系统整体模块设计 (2)二、理论计算与参数 (2)2.1基准电阻计算选择 (2)2.2量程切换参数计算 (2)三、单元电路设计 (2)3.1 六路自动量程切换电路选择 (2)3.2 恒流源的设计 (4)3.3 单片机的选择与论证 (4)3.4 显示模块的论证与选择 (5)四、软件设计 (5)4.1 单片机资源分配 (5)4.2 软件延时程序. (5)4.3 按键键值读取程序 (6)4.4 ADC初始化程序 (6)4.5 ADC采样驱动程序 (6)4.6 被测电阻值计算程序 (7)五、系统测试 (9)5.1 测试方案 (9)5.2 测试条件与仪器 (9)5.3 测试结果及分析 (9)附录1：测试电路实物图 (10)附录2：电路原理图 (13)附录3：源程序 (14)一、总体方案设计1.1电阻测量方法选择方案一：交流电桥测量法交流电桥的构造及原理均与直流惠斯通电桥相同，电源使用交流电，四臂的阻抗 Z1、Z2、Z3、Z4，可以用电阻、电感、电容或其他组合，电桥平衡的条件是Z 1×Z 2=Z 3×Z 4此条件显示交流电桥不同于直流电桥：首先条件有两个，因此，需要调节两个参数才能使电桥平衡；其次，阻抗的多样性可以组合成各具特色的电桥，但非所有电桥都能同时满足达到平衡的条件。
简易电阻、电容和电感测试仪设计.(DOC)
元器件参数测量仪的设计一、课程目的1．加深对电路分析、模拟电路、数字逻辑电路、微处理器等相关课程理论知识的理解；2．掌握电子系统设计的基本方法和一般规则；3．熟练掌握电路仿真方法；4．掌握电子系统的制作和调试方法；二、设计任务1．设计并制作一个元器件参数测量仪。
2．（基本要求）电阻阻值测量，范围：100欧~1M欧；3．（基本要求）电容容值测量，范围：100pF~10 000pF；4．（基本要求）测量精度：正负5% ；5．（基本要求）4位显示对应数值，并有发光二极管分别指示所测器件类型；6．（提高要求）增加电感参数的测量；7．（提高要求）增加三极管直流放大倍数的测量；8．（提高要求）扩大量程；9．（提高要求）提高测量精度；10．（提高要求）测量量程自动切换；三、任务说明：电阻电容电感参数测量常用电桥法，该方法测量精度，但是电路复杂。
也可为简化起见，电阻测量也可采用简单的恒流法，电容采用555定时电路；1、绪论在现代化生产、学习、实验当中，往往需要对某个元器件的具体参数进行测量，在这之中万用表以其简单易用，功耗低等优点被大多数人所选择使用。
然而万用表有一定的局限性，比如：不能够测量电感，而且容量稍大的电容也显得无能为力。
所以制作一个简单易用的电抗元器件测量仪是很有必要的。
现在国内外有很多仪器设备公司都致力于低功耗手持式电抗元器件测量仪的研究与制作，而且精度越来越高，低功耗越来越低，体积小越来越小一直是他们不断努力的方向。
该类仪器的基本工作原理是将电阻器阻值的变化量，电容器容值的变化量，电感器电感量的变化量通过一定的调理电路统统转换为电压的变化量或者频率的变化量等等，再通过高精度AD采集或者频率检测计算等方法来得到确定的数字量的值，进而确定相应元器件的具体参数。
2、电路方案的比较与论证2.1电阻测量方案方案一：利用串联分压原理的方案V CC GNDR x R0图2-1串联分压电路图根据串联电路的分压原理可知，串联电路上电压与电阻成正比关系。
简易自动电阻测试仪设计方案与总结报告
摘要随着电子工业的发展，电子元器件急剧增加，电子元器件的使用范围也逐渐广泛起来，在应用中我们常常要测定电阻的大小。
因此，设计可靠、安全、自动的电阻测试仪具有极大的现实必要性。
在系统硬件设计中，以89C52RC单片机为核心设计的一个自动电阻测试仪，将电阻的值转换成电压，通过单片机器件，运用单片机的程序，算出阻值，最后送到显示器上进行显示，本次设计用的显示器为12864ZW液晶显示器。
系统的软件设计是以keil51为仿真平台，使用C语言编程编写了系统应用软件：包括主程序模块、显示模块、电阻测试模块等。
单片机部分采用89C52RC作为主控芯片，驱动8位数码管显示。
该简易自动电阻测试仪有100Ω、1KΩ、10K Ω、10MΩ四档，量程之间可以自动转换，而且电位器旋转被测成曲线变化。
最后，我们实际制作了一部简易自动电阻测试仪，在实验室进行了测试，结果表明该样机的功能和指标达到了设计的要求。
关键词：电阻测试仪、89C52RC、12864ZW液晶显示器、keil51、C语言一、任务设计与要求任务设计并制作一台简易自动电阻测试仪，该简易自动电阻测试仪由基准电阻、51单片机最小系统、步进电机驱动、测量电路、单片机液晶显示等组成。
要求1．基本要求<1）测量量程为100Ω、1KΩ、10KΩ 10MΩ四档。
测量准确度为+(1%读数+2字>。
<2）3位数字显示<最大显示数必须为999），能自动显示小数点和单位，测量速率大于5次/秒。
<3）100Ω、1kΩ、10kΩ三档量程具有自动量程转换功能。
2．发挥部分<1）具有自动电阻筛选功能。
即在进行电阻筛选测量时，用户通过键盘输入要求的电阻值和筛选的误差值；测量时，仪器能在显示被测电阻阻值的同时，给出该电阻是否符合筛选要求的指示。
<2）设计并制作一个能自动测量和显示电位器阻值随旋转角度变化曲线的辅助装置，要求曲线各点的测量准确度为±<5%读数＋2 字）,全程测量时间不大于10 秒,测量点不少于15 点。
简易自动电阻测试仪毕业论文设计
嘉兴职业技术学院毕业设计(论文 )题目名称：简易自动电阻测试仪姓名：所在分院：机电与汽车分院专业班级：自动化101 班指导教师：二 O 一三年四月二十六日目录1．方案选择 (1)1.1．可编程逻辑控制器 (PLC) (1)1.2．利用振荡电路与单片机结合 (1)1.3．利用并联继电器和单片机结合 (1)1.4．小结 (1)2．硬件设计 (2)2.1．整体设计 (2)2.2. AT89C51 最小系统 (3)2.3．电源 (3)2.4. AD 转换模块 (4)2.5．电阻测量模块 (5)2.6．键盘输入 (6)3．软件设计 (7)3.1．主程序流程图 (7)4．参数计算 (8)5．结果仿真分析与测试 (8)5.1．仿真分析 (8)5.2．测试分析 (9)总结 (10)致谢 (11)简易自动电阻测试仪摘要在电子设计中，电阻是最基本的元件，经常要对它的值进行测量。
而在某些场合，对测量精度要求很高。
因此，设计可靠，安全，便捷的电阻测试仪具有极大的现实必要性。
硬件设计中，采用以MCS-51单片机为核心的硬件电路。
利用四个继电器做量程转化电路，选择相应的量程范围，再将电阻的值通过AD转化转化为数字信号，通过51 单片机测量之，再通过对应关系计算出参数值，最后显示在1602 上。
软件设计中，采用Keil4 编写 C 语言代码，包括量程转化电路，AD转换模块，辅助装置连接模块，显示模块。
最后，采用protues7.7进行整体仿真，仿真结果满足题目要求。
关键词51 单片机；继电器； 1602 液晶屏；电路； protues7.7仿真1．方案选择电阻测试仪的设计可用多种方案完成，例如使用可编程逻辑控制器(PLC)、振荡电路与单片机结合、继电器与单片机结合等等来实现。
在设计前对各种方案进行了比较。
1.1 ．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。
简易自动电阻测试仪的设计说明
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 (4)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 (5)2.1 电阻测量原理 (5)2.2 自动量程转换 (5)2.3 电阻筛选功能 (5)2.4 电位器阻值变化曲线装置 (6)3 硬件设计 (7)3.1 AD转换模块 (7)3.2辅助装置模块 (7)3.3键盘与显示模块 (7)4 软件设计 (7)4.1 自动档位处理模块 (7)4.2 A/D转换模块 (8)4.3 电阻筛选模块 (8)5 系统功能检测 (8)5.1 测试方案、测试条件及测试仪器 (8)5.2 测试结果完整性 (8)5.3 测试结果分析 (9)6 设计总结 (9)7参考文献 (10)致谢 (11)附录1：电路图图纸 (12)附录2：PCB图纸 (13)附录3（a）：自动档位处理流程图 (14)附录3（b）：电机驱动流程图 (15)附录3（c）：筛选模块流程图 (16)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、10M Ω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。
简易自动电阻测试仪设计
简易自动电阻测试仪设计报告王小东陈青龙张涛【摘要】本设计为简易自动电阻测试仪，以S T C系列单片机为核心控制系统；主要以A/D转换电路、显示模块、自动转换电路等外围电路构成。
利用单片机和软件控制系统实现显示功能，利用A/D 转换芯片（A D C0809）将测试点的电压模拟量输入到单片机，通过内部转换输出数字量,通过显示模块显示出实测数据；采用继电器作为自动转换开关，从而避免了C D4051作为自动转换开关而导致分压较多和额定电流太小不能正常使用、555产生振荡频率不稳定、电桥电路较大或者较小测试机构存在分压等问题。
采用继电器作为自动选择开关后使电路便于控制，分压减小，响应速度变快，便于操作，而且手动测量精确度＜＜1%，满足自动显示小数点和单位、测量速率大于5次/秒等，具有较高的系统性能。
【目录】摘要： (1)第一部分：系统方案 (2)第二部分：方案对比分析 (3)第三部分：软件流程图 (4)第四部分：硬件电路实现与程序设计 (5)第五部分:整机测试方案及测试条件 (6)第六部分：总结 (7)参考文献： (7)附录：部分源程序…………………………………… 一：系统方案二：方案论证、分析 电阻测量原理：图1-1电阻测量原理图图中R 0为欧姆调零电阻，E 为电池内阻，R 1为限流电阻，R C 为测量机构内阻。
由全电路欧姆定律可知，电路中的电流I 为：I=E/（R x+R z）R z—欧姆表总内阻R x—北测电阻E—电源电动势上式说明：若欧姆表总内阻R z和电源电动势E保持不变，则电路中的电流I将随被测电阻R x而变化，且I与R x成反比关系。
即欧姆表电阻的测量实质是电流的测量。
方案一：以单片机为核心，采用电桥分压原理，根据全桥分压产生的压差，为防止产生较小的电压差，可以外加放大电路将微弱的电压差放大后送入A/D转换电路，由于在电桥电路中三个电阻为相等大小的定值电阻，在选择不同的被测电阻时，容易产生较大的误差，（较大的定值电阻与较小的被测电阻或者较小的定值电阻与较大的被测电阻之间产生较大的电压误差），再经过放大之后误差会很大，直接导致测量增大。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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 (4)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 (5)2.1 电阻测量原理 (5)2.2 自动量程转换 (5)2.3 电阻筛选功能 (5)2.4 电位器阻值变化曲线装置 (6)3 硬件设计 (7)3.1 AD转换模块 (7)3.2辅助装置模块 (7)3.3键盘与显示模块 (7)4 软件设计 (7)4.1 自动档位处理模块 (7)4.2 A/D转换模块 (8)4.3 电阻筛选模块 (8)5 系统功能检测 (8)5.1 测试方案、测试条件及测试仪器 (8)5.2 测试结果完整性 (8)5.3 测试结果分析 (9)6 设计总结 (9)7参考文献 (10)致谢 (11)附录1：电路图图纸 (12)附录2：PCB图纸 (13)附录3（a）：自动档位处理流程图 (14)附录3（b）：电机驱动流程图 (15)附录3（c）：筛选模块流程图 (16)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、10M Ω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、10K Ω、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)·5VVx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=4.995V1KΩ档位为5V×（4.5MΩ+4.5MΩ+900KΩ+90KΩ+9KΩ)/10MΩ=4.9995V，100Ω档位为5V×（4.5MΩ+4.5MΩ+900KΩ+90KΩ+9KΩ+900Ω)/10MΩ=4.99995V。
系统上电将会直接接通10MΩ档位，当加上被测电阻Rx时，系统将在被测电阻Rx上所得到的电压传送给AD574进行模数转换，然后将转换后的数据给单片机，单片机进行比较，通过控制5个IO口来控制档位的切换。
2.3 电阻筛选功能用户通过按键输入被测电阻的设定值A与误差±B%，其中被测电阻阻值为Rx，若A·(1+B%)>Rx>A·(1-B%)，则被测电阻满足设定要求。
此时给出满足筛选要求的提示。
2.4 电位器阻值变化曲线装置测量电位器时，本系统利用CW5045电机驱动器来驱动步进电机的旋转，从而带动4.7KΩ电位器转动来改变其电阻值，电位器上面串联一个4.11KΩ的精密电阻和一个1KΩ的电位器，利用这两个电阻组成阻值为4.7KΩ的总电阻，将分压后的电压经电压跟随器后送给AD574进行A/D转换，然后将A/D转换的结果输给单片机进行数据的处理，即得到电位器测量阻值。
经过测量，4.7KΩ电位器阻值从0Ω变化到4.7KΩ，旋转角度则从0°变化到300°，而电机驱动器发出1个控制脉冲时，步进电机旋转1.8°，所以单片机发出的步进电机控制脉冲累计个数是0～167个，电机正转时，则累计个数增加，反转时累计个数减少，为了提高精度，我们将驱动脉冲进行了16分频，这样脉冲累计个数/16×1.8即是电位器旋转角度。
利用单片机及液晶显示模块，可显示相应的变化曲线。
具体流程框图如图2所示。
图2 电位器阻值变化曲线装置3 硬件设计3.1 AD转换模块将被测电阻接入电路后，利用LM317产生一个+5V的电压作为测试电路的基准电压，将分压后的基准电压利用OP37组成一个电压跟随器。
之后利用AD574进行数据转换，然后送回单片机，再送至LCD液晶显示。
具体电路图详见附录2。
3.2辅助装置模块辅助装置模块中，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。
3.3键盘与显示模块单片机通过4×4的矩阵键盘，可实现LCD显示模块显示切换功能、被测电阻的设定值及误差值的输入、电阻单位转换误差判定及线性曲线界面和测试界面之间的切换等功能。
具体电路图详见附录2。
4 软件设计4.1 自动档位处理模块将AD转换后的数值送给单片机，此值记为temp；因上电后10M处继电器处于吸合状态，故temp值从10M档位开始判断。
若temp的值小于10M档位的补偿值，且相对于的继电器吸合，则将此档位上显示电阻数值，若采样到的电阻值不符合该档位值，则跳转到下一档位，继续判断。
（跳转档位先后顺序为从大到小跳转）具体流程图详见附录3（a）。
4.2 A/D转换模块在测得待测电阻的阻值后，将其传送至A/D574,采样频率大于5次/秒。
A/D每次采样8次，并对采样值进行存储，取8次采样值的平均值，以便让A/D转换值更为精确。
4.3 电阻筛选模块电路上电后，用户通过矩阵键盘设定需测试的电阻阻值与误差范围，并在液晶屏第一行显示当前电阻值，第二行显示设定误差，第三行显示设定阻值，第四行显示当前测试电阻是否在误差范围内，并对于不同结果输出不同回答。
具体流程图详见附录3（c）。
5 系统功能检测5.1 测试方案、测试条件及测试仪器测试方案：选取多个不同组织的电阻，且需分布在0—10MΩ之间，分别连接在测试仪的接口上，开机观察测试值，与理论值和误差范围内的值进行比较，若在范围内，则符合要求，反之则不符合要求。
测试条件：检查多次，仿真电路和硬件电路必须与系统原理图完全相同，并且检查无误，硬件电路保证无虚焊。
测试仪器：（1）HG6333 直流稳压电源（2）SP1641B型函数信号发生器（3）Tektronix TDS1001B数字储存示波器（4）数字万用表5.2 测试结果完整性本系统共设4档电阻测试。
测试结果如表1所示。
表1 各档位测试电阻阻值与误差表5.3 测试结果分析1.测量量程为100Ω、1KΩ、10KΩ、10MΩ四档。
测量准确度±1%。
2.3位数字显示（最大显示数必须为999），能自动显示小数点和单位，测量速率大于5次/秒。
3.100Ω、1KΩ、10KΩ三档量程具有自动量程转换功能。
4.具有自动电阻筛选功能。
5.能自动测量和显示电位器阻值随旋转角度变化的曲线。
6 设计总结确定课题后首先寻找有关的资料并且研究设计方案，进行设计的总体规划，理清课程设计思路，但是将这些具体的方案落实到每一个设计环节和步骤中，难免会出现一些错误，这就需要在进行设计的过程中利用所掌握的知识认真排查错误原因，多方面的思考问题，不断地改正自己的设计不足之处和错误。
对于控制系统，对硬件电路的工作原理和编程知识的掌握是进行下一步的软件设计的关键。
在软件设计阶段中，对系统的需求分析和如何采用模块化设计思想是设计方案主要解决的问题。
最终通过不断地设计尝试和反复地设计调试完成了课题的所有设计要求。
虽然很多错误被克服了，但是系统中难免还有很多不足之处，希望各位评委老师和同学给予指正与建议。
我相信，只要肯钻研，只要挤时间，一切自己想要的知识都可以掌握。
7参考文献（1）陈梓城，模拟电子技术基础，高等教育出版社.2003.12（2）【日】远坂俊昭，测量电子电路设计，科学出版社.2004（3）张迎辉贡雪梅，单片机实训教程，北京大学出版社.(4) 黄智伟.全国大学生电子设计竞赛系统设计[M].北京航空航天大学出版社.2006.12.致谢感谢我的指导老师徐振，以严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样；循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪。
从课题的选择到项目的最终完成，这片论文的每个实验细节和每个数据，都离不开你的细心指导。