课程设计电阻测量(带程序版)

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湖南科技大学

课程设计报告课程名称:单片机原理及应用课程设计

设计题目：电阻测量

院系：通信与控制工程系

专业：通信工程

班级：

学生姓名:

学号: 08409218 08409224

起止日期:2010年12月20日~ 2010年12月31日指导教师:

教研室主任：

指导教师评语：

指导教师签名：年月日

成绩

评

定

项目

权

重

成绩

1、设计过程中出勤、学习态度等方面

2、课程设计质量与答辩

3、设计报告书写及图纸规范程度

总成绩

教研室审核意见：

教研室主任签字：年月日

教学系审核意见：

主任签字：年月日

摘要

本设计电阻测量是利用A/D转换原理，将被测模拟量转换成数字量,并用数字方式显示测量结果的电子测量仪表。通常测量电阻都采用大规模的A/D转换集成电路，测量精度高，读数方便，在体积、重量、耗电、稳定性及可靠性等方面性能指标均明显优于指针式万用表。其中，A/D转换器将输入的模拟量转换成数字量，逻辑控制电路产生控制信号，按规定的时序将A/D转换器中各组模拟开关接通或断开，保证A/D 转换正常进行。A/D转换结果通过计数译码电路变换成BCD码，最后驱动显示器显示相应的数值。本系统以单片机AT89C52为系统的控制核心,结合A/D转换芯片ADC0809设计一个电阻测量表，能够测量一定数值之间的电阻值，通过四位数码显示。具有读数据准确，测量方便的特点。

关键词：单片机(AT89C52)；电压；A/D转换；ADC0809

目录

设计要求 0

1、方案论证与对比 0

方案一 0

2、系统硬件电路的设计 (1)

振荡电路模块 (1)

A/D转换电路模块 (2)

主要性能 (2)

ADC0809芯片的组成原理 (3)

ADC0809引脚功能 (3)

主控芯片AT89C52模块 (4)

主要功能特性 (4)

主要引脚功能 (5)

显示控制电路的设计及原理 (7)

3、程序设计 (8)

初始化程序 (8)

主程序 (9)

5、元件清单 (9)

6、总结与思考及致谢 (10)

参考文献 (11)

附二：程序 (14)

设计要求

电阻测量（需要简单的外围检测电路，将电阻转换为电压） 测量100,1k,,10k,20k 的电阻阻值，由数码管显示。 测试：误差10%。

1、方案论证与对比

方案一

利用单稳或电容充放电规律等，可以把被测电阻量的大小转换成脉冲的宽窄，即脉冲的宽度Tx 与Rx 成正比。只要把此脉冲和频率固定不变的方波（以下称为时钟脉冲）相与，便可以得到计数脉冲，将它送给数字显示器。如果时钟脉冲的频率等参数合适，便可实现测量电阻。计数控制电路输出的脉冲宽度Tx 应与Rx 成正比，其电路原理图及具体555单稳态触发器的构成及仿真如图1所示。

用555构成的单稳态电路在正常工作条件下输出脉冲的宽度Tx 与Rx 的函数关系是：

3ln ⨯⨯=X X C R T

所产生的时间误差可能达到百分之十五，再加上其他原因产生的误差，测量是的时间延迟太大。

图1 方案一原理图

方案二

用ADC0809

电阻测量，以一个1K 的电阻作为基准电阻。和被测电阻进行分

压，分压比例得出电阻比例。

555 单稳态电 路

A/D 转换 电路

译码-驱动-显示

电路

21R R =2

1V V 用ACD0809测量电阻时间误差为%10以下，分辨率高，输出能与TTL 电平兼容。其原理图如图2所示。

图2 方案二原理图

方案对比与比较

由于课程设计的要求是电阻测量需要简单的外围检测电路，将电阻转换为电压，测量100,1k,,10k,20k 的电阻阻值，由数码管显示。测试：误差10%。通过比较以上两个方案，可知方案二相对来说比较适合。所以选用方案二作为实验方案。

2、系统硬件电路的设计

振荡电路模块

振荡电路通过这两个引脚外并接石英晶体振荡器和两只电容（电容和一般取33pF ），这样就构成一个稳定的自激振荡器。为单片机提供时钟信号。如图3所示。

图3. 振荡电路

简易外围电路

A/D 转换电路

译码-驱动-显示 电路

8051

XTAL1 XTAL2

C2

C1

A/D转换电路模块

ADC0809是采用逐次逼近式原理的A/D转换器。

ADC0809的工作过程是：首先输入3位地址，并使ALE=1，将地址存入地址锁存器中。此地址经译码选通8路模拟输入之一到比较器。START上升沿将逐次逼近寄存器复位。下降沿启动 A／D转换，之后EOC输出信号变低，指示转换正在进行。直到A／D转换完成，EOC变为高电平，指示A／D转换结束，结果数据已存入锁存器，这个信号可用作中断申请。当OE输入高电平时，输出三态门打开，转换结果的数字量输出到数据总线上，9电路图如图4所示。

图4 A/D转换电路原理图

主要性能

1分辨率为8位二进制数。

2模拟输入电压范围0V—5V，对应A/D转换值为00H—FFH。

3每路A/D转换完成时间为100µs。

4允许输入4路模拟电压，通过具有锁存功能的4路模拟开关，可以分时进行4路A/D转换。

5工作频率为500kHz,输出与TTL电平兼容。