简易自动电阻测试仪设计
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mingling(0x80); for(x=0;x<16;x++) {
shuju(table2[x]); } mingling(0xc0); for(x=0;x<4;x++) {
shuju(table[x]); } }
mingling(0x80+i); shuju(table[i]);
} for(j=0;j<5;j++) {
mingling(0x80+0x40+j); shuju(table1[j]); } ST=0; OE=0; ET0=1; EA=1; TMOD=0x12; TH0=216; TL0=216; TR0=1; ST=1; ST=0; A=0;B1=0;C=0;D=0;
程序设计主要运用C语言对整个控制电路进行控制，利用C语 言进行编程控制，编程简单而且单便于实现控制。
部分程序见附录：
图1-3 部分硬件电路
五：整机测试方案及测试条件
为了确定系统与题目要求符合程度,我们对整机性能进行了实际 测试，测试中选取四个段的被测机构即：100Ω以内、100Ω以上1kΩ以 下、1kΩ以上10kΩ以下、10kΩ以上1MΩ以下四个段位进行实测
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。 方案二： 以单片机为核心，通过555 、转换开关（继电器）、 电压比较器、模拟开关CD4051等外围电路实现对电阻的测量。通 过比较被测电阻Rx和基准电阻100Ω、1kΩ、10kΩ/10MΩ上分 得的电压，经过比较器输出高低电平送给单片机，单片机根据不 同的电平控制继电器的吸和状态和模拟开关CD4051开关口选择状 态，单片机根据模拟开关CD4051开关口选择状态输出一个高低电 平控制继电器的吸合，通过继电器控制555产生一个振荡频率， 单片机通过外部中断对555输出的高低电平进行计数，再根据555 输出的不同频率进行内部处理最后通过显示模块显示；但是由于 单片机需要一个稳定、准确的振荡频率，所以对555的电路连接 要求比较高，很容易产生波形失真；而且模拟开关CD4051的分压 比较多，导致基准电压较小进而导致测量误差变大。 方案三：以单片机为控制核心，通过继电器的吸合状态进行不同 的档位选择与被测机构相连，A/D转换模块对被测机构进行数据 采集输入到单片机，单片机对输入的采集电压进行处理，再根据 不同的电压值控制继电器进行不同的档位选择，如果档位选择正 确，A/D转换模块对被测机构端电压进行采集输入到单片机，单 片机再进行内部处理将正确的读数（电阻值）通过液晶显示出 来；显示部分采用1602液晶屏，如果采用数码显示模块连线比较 麻烦电路连接比较复杂，而采用液晶显示直观方便对比度可调而 且连接方便电路简单；利用电压比较器模块LM324分压比较驱动 继电器吸合，继电器几乎没有分压，在很大程度上可以减小误 差，提高整机性能。
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STC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（ADC0809）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CD4051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。
参考文献：…………………………………7 附录：部分源程 序…………………………………… 一：系统方案
显示模块 A/D转换
自动转换 89C52单片机
电阻测试点
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R0为欧姆调零电阻，E为电池内阻，R1为限流电阻，RC 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/（Rx+Rz）
整机测试机构对被测机构的实测及误差：
标称阻值（Ω）
实测阻值（Ω）
误差（Ω）
101
100
1
470
469
1
780
782
2
962
964
2
980
982
2
990
992
2
999
998
1
经过对数据分析可知，系统还存在有一定的误差，不过都在要 求范围内。
六：总结
经过4天紧张而有序的比赛设计，我们最终完成任务要求， 在整个比赛设计过程中，我们遇到很多问题，有之前经常出错的 问题，也有从没遇见过的复杂问题，但是，本着对电子的浓厚兴 趣和对电子的深入理解以及认真细致不完成不罢休的干劲和信 心，我们克服重重阻碍最终到达成功的彼岸。当然，在这次比赛 过程中，我们的设计作品并不是最完善、性能最好的；还存在很 多需要完善的地方，因为对测量仪器的要求精度比较高，所以在 连接电路的过程中要尽量缩短电路的连结线，防止产生干扰。此 次简易自动电阻测试仪的设计鉴于发挥部分有一定的难度，我们 没能完成此次涉及的发挥部分，但是我们完成了对10MΩ挡的自 动转换，测量精度完全符合设计的基本要求。比赛的过程是智识 高度转化与合理运用的过程，既培养了团队合作精神，有使自己 所学的知识得到合理的运用，才是真正的学有所用。 参考文献：
邮电出版社2008。
附录：
部分源程序： void mingling(uchar val) {
RS=0; P0=val; delay(3); E=1; delay(3); E=0;
} void shuju(uchar date) {
RS=1; P0=date; delay(3); E=1; delay(3); E=0; } void init() { uchar i,x,j; E=0; mingling(0x38); mingling(0x0c); mingling(0x06); mingling(0x01); for(i=0;i<16;i++) {
综上比较，以单片机作为控制核心、继电器作为自动转换开
关、LM324作为继电器驱动模块如图1-2所示，A/D转换作为数据 采集与转换部分，以及显示模块等构成一个完整的简易自动电阻 测试仪。即采用第三种方案。
图1-2 自动控制模块
三：软件流程图 此简易自动电阻测试仪主要以单片机作为主控
核心，通过外围电路实现数据转化，进而达到各部 分要求。
【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
初始化 A/D采集电压 采集电压与基准电压比较 大于基准电压 小于基准电压
选择档位 显示模块处理显示
四：硬件电路实现与程序设计
此简易自动电阻测试仪硬件电路主要包括单片机最小系统、 A/D转换模块、档位自动转换开关、转换开关驱动模块、液晶显 示模块、电压比较模块等硬件系统构成。部分电路如图1-3所 示，图1-3为整体电路的部分硬件电路，A/D模块作为一个电压数 据采集与转换系统，对被测机构数据进行采集，经内部转换输入 到主控芯片，单片机通过外部中断对A/D采集的电压信号进行内 部处理判断A/D采集数据是否正确，再通过单片机输出一个控制 信号输入到继电器，使继电器动作进行档位选择，然后经过液晶 显示模块将转化的数据显示出来。
Rz—欧姆表总内阻 Rx—北测电阻 E—电源电动势 上式说明：若欧姆表总内阻Rz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Rx而变化，且I与Rx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
［1］朱兆优.电子电路设计.国防工业出版社.2007 源自文库2］张梦欣.电动仪表与测量.中国劳动社会保障出社.2008
［3］徐伟.单片机快速入门.北京航空航天大学出版社.2008 ［ 4 ］ 孙建设主编《模拟电子技术》第一版.直流稳压电源部分.化学
工业出版社2008。 ［ 5 ］ ．汤竞南、沈国琴主编《51单片机C语言开发与实例》人们
shuju(table2[x]); } mingling(0xc0); for(x=0;x<4;x++) {
shuju(table[x]); } }
mingling(0x80+i); shuju(table[i]);
} for(j=0;j<5;j++) {
mingling(0x80+0x40+j); shuju(table1[j]); } ST=0; OE=0; ET0=1; EA=1; TMOD=0x12; TH0=216; TL0=216; TR0=1; ST=1; ST=0; A=0;B1=0;C=0;D=0;
程序设计主要运用C语言对整个控制电路进行控制，利用C语 言进行编程控制，编程简单而且单便于实现控制。
部分程序见附录：
图1-3 部分硬件电路
五：整机测试方案及测试条件
为了确定系统与题目要求符合程度,我们对整机性能进行了实际 测试，测试中选取四个段的被测机构即：100Ω以内、100Ω以上1kΩ以 下、1kΩ以上10kΩ以下、10kΩ以上1MΩ以下四个段位进行实测
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。 方案二： 以单片机为核心，通过555 、转换开关（继电器）、 电压比较器、模拟开关CD4051等外围电路实现对电阻的测量。通 过比较被测电阻Rx和基准电阻100Ω、1kΩ、10kΩ/10MΩ上分 得的电压，经过比较器输出高低电平送给单片机，单片机根据不 同的电平控制继电器的吸和状态和模拟开关CD4051开关口选择状 态，单片机根据模拟开关CD4051开关口选择状态输出一个高低电 平控制继电器的吸合，通过继电器控制555产生一个振荡频率， 单片机通过外部中断对555输出的高低电平进行计数，再根据555 输出的不同频率进行内部处理最后通过显示模块显示；但是由于 单片机需要一个稳定、准确的振荡频率，所以对555的电路连接 要求比较高，很容易产生波形失真；而且模拟开关CD4051的分压 比较多，导致基准电压较小进而导致测量误差变大。 方案三：以单片机为控制核心，通过继电器的吸合状态进行不同 的档位选择与被测机构相连，A/D转换模块对被测机构进行数据 采集输入到单片机，单片机对输入的采集电压进行处理，再根据 不同的电压值控制继电器进行不同的档位选择，如果档位选择正 确，A/D转换模块对被测机构端电压进行采集输入到单片机，单 片机再进行内部处理将正确的读数（电阻值）通过液晶显示出 来；显示部分采用1602液晶屏，如果采用数码显示模块连线比较 麻烦电路连接比较复杂，而采用液晶显示直观方便对比度可调而 且连接方便电路简单；利用电压比较器模块LM324分压比较驱动 继电器吸合，继电器几乎没有分压，在很大程度上可以减小误 差，提高整机性能。
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STC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（ADC0809）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CD4051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。
参考文献：…………………………………7 附录：部分源程 序…………………………………… 一：系统方案
显示模块 A/D转换
自动转换 89C52单片机
电阻测试点
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R0为欧姆调零电阻，E为电池内阻，R1为限流电阻，RC 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/（Rx+Rz）
整机测试机构对被测机构的实测及误差：
标称阻值（Ω）
实测阻值（Ω）
误差（Ω）
101
100
1
470
469
1
780
782
2
962
964
2
980
982
2
990
992
2
999
998
1
经过对数据分析可知，系统还存在有一定的误差，不过都在要 求范围内。
六：总结
经过4天紧张而有序的比赛设计，我们最终完成任务要求， 在整个比赛设计过程中，我们遇到很多问题，有之前经常出错的 问题，也有从没遇见过的复杂问题，但是，本着对电子的浓厚兴 趣和对电子的深入理解以及认真细致不完成不罢休的干劲和信 心，我们克服重重阻碍最终到达成功的彼岸。当然，在这次比赛 过程中，我们的设计作品并不是最完善、性能最好的；还存在很 多需要完善的地方，因为对测量仪器的要求精度比较高，所以在 连接电路的过程中要尽量缩短电路的连结线，防止产生干扰。此 次简易自动电阻测试仪的设计鉴于发挥部分有一定的难度，我们 没能完成此次涉及的发挥部分，但是我们完成了对10MΩ挡的自 动转换，测量精度完全符合设计的基本要求。比赛的过程是智识 高度转化与合理运用的过程，既培养了团队合作精神，有使自己 所学的知识得到合理的运用，才是真正的学有所用。 参考文献：
邮电出版社2008。
附录：
部分源程序： void mingling(uchar val) {
RS=0; P0=val; delay(3); E=1; delay(3); E=0;
} void shuju(uchar date) {
RS=1; P0=date; delay(3); E=1; delay(3); E=0; } void init() { uchar i,x,j; E=0; mingling(0x38); mingling(0x0c); mingling(0x06); mingling(0x01); for(i=0;i<16;i++) {
综上比较，以单片机作为控制核心、继电器作为自动转换开
关、LM324作为继电器驱动模块如图1-2所示，A/D转换作为数据 采集与转换部分，以及显示模块等构成一个完整的简易自动电阻 测试仪。即采用第三种方案。
图1-2 自动控制模块
三：软件流程图 此简易自动电阻测试仪主要以单片机作为主控
核心，通过外围电路实现数据转化，进而达到各部 分要求。
【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
初始化 A/D采集电压 采集电压与基准电压比较 大于基准电压 小于基准电压
选择档位 显示模块处理显示
四：硬件电路实现与程序设计
此简易自动电阻测试仪硬件电路主要包括单片机最小系统、 A/D转换模块、档位自动转换开关、转换开关驱动模块、液晶显 示模块、电压比较模块等硬件系统构成。部分电路如图1-3所 示，图1-3为整体电路的部分硬件电路，A/D模块作为一个电压数 据采集与转换系统，对被测机构数据进行采集，经内部转换输入 到主控芯片，单片机通过外部中断对A/D采集的电压信号进行内 部处理判断A/D采集数据是否正确，再通过单片机输出一个控制 信号输入到继电器，使继电器动作进行档位选择，然后经过液晶 显示模块将转化的数据显示出来。
Rz—欧姆表总内阻 Rx—北测电阻 E—电源电动势 上式说明：若欧姆表总内阻Rz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Rx而变化，且I与Rx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
［1］朱兆优.电子电路设计.国防工业出版社.2007 源自文库2］张梦欣.电动仪表与测量.中国劳动社会保障出社.2008
［3］徐伟.单片机快速入门.北京航空航天大学出版社.2008 ［ 4 ］ 孙建设主编《模拟电子技术》第一版.直流稳压电源部分.化学
工业出版社2008。 ［ 5 ］ ．汤竞南、沈国琴主编《51单片机C语言开发与实例》人们