簡易自動電阻測試儀設(shè)計報告 王小東陳青龍 張濤【摘要】本設(shè)計為簡易自動電阻測試儀，以STC系列單片機為核心控 制系統(tǒng)；主要以A/D轉(zhuǎn)換電路、顯示模塊、自動轉(zhuǎn)換電路等外圍 電路構(gòu)成。利用單片機和軟件控制系統(tǒng)實現(xiàn)顯示功能，利用A/D 轉(zhuǎn)換芯片（ADC0809）將測試點的電壓模擬量輸入到單片機，通 過內(nèi)部轉(zhuǎn)換輸出數(shù)字量,通過顯示模塊顯示出實測數(shù)據(jù)；采用繼 電器作為自動轉(zhuǎn)換開關(guān)簡易自動電阻測試儀，從而避免了CD4051作為自動轉(zhuǎn)換開關(guān)而 導(dǎo)致分壓較多和額定電流太小不能正常使用、555產(chǎn)生振蕩頻率 不穩(wěn)定、電橋電路較大或者較小測試機構(gòu)存在分壓等問題。采用 繼電器作為自動選擇開關(guān)后使電路便于控制，分壓減小，響應(yīng)速 度變快，便于操作，而且手動測量精確度＜＜1%，滿足自動顯示 小數(shù)點和單位、測量速率大于5次/秒等，具有較高的系統(tǒng)性能。【目錄】摘要：…………………………………………………1 第一部分：系統(tǒng)方案…………………………………2 第二部分：方案對比分析……………………………3第三部分：軟件流程圖………………………………4第四部分：硬件電路實現(xiàn)與程序設(shè)計………………5第五部分: 整機測試方案及測試條件………………6第六部分：總結(jié)………………………………………7參考文獻(xiàn)：…………………………………7 附錄：部分源程 序…………………………………… 一：系統(tǒng)方案顯示模塊 A/D轉(zhuǎn)換自動轉(zhuǎn)換 89C52單片機電阻測試點二：方案論證、分析 電阻測量原理：圖1-1電阻測量原理圖圖中R0為歐姆調(diào)零電阻，E為電池內(nèi)阻，R1為限流電阻，RC 為測量機構(gòu)內(nèi)阻。

由全電路歐姆定律可知，電路中的電流I為： I=E/（Rx+Rz）Rz—歐姆表總內(nèi)阻 Rx—北測電阻 E—電源電動勢 上式說明：若歐姆表總內(nèi)阻Rz和電源電動勢E保持不變，則電路 中的電流I將隨被測電阻Rx而變化，且I與Rx成反比關(guān)系。即歐姆 表電阻的測量實質(zhì)是電流的測量。 方案一：以單片機為核心，采用電橋分壓原理，根據(jù)全橋分壓產(chǎn) 生的壓差 ，為防止產(chǎn)生較小的電壓差，可以外加放大電路將微 弱的電壓差放大后送入A/D轉(zhuǎn)換電路，由于在電橋電路中三個電阻為相等大小的定值電阻，在選擇不同的被測電阻時，容易產(chǎn)生 較大的誤差，（較大的定值電阻與較小的被測電阻或者較小的定 值電阻與較大的被測電阻之間產(chǎn)生較大的電壓誤差），再經(jīng)過放 大之后誤差會很大，直接導(dǎo)致測量增大。 方案二： 以單片機為核心，通過555 、轉(zhuǎn)換開關(guān)（繼電器）、 電壓比較器、模擬開關(guān)CD4051等外圍電路實現(xiàn)對電阻的測量。通 過比較被測電阻Rx和基準(zhǔn)電阻100Ω、1kΩ、10kΩ/10MΩ上分 得的電壓，經(jīng)過比較器輸出高低電平送給單片機，單片機根據(jù)不 同的電平控制繼電器的吸和狀態(tài)和模擬開關(guān)CD4051開關(guān)口選擇狀 態(tài)，單片機根據(jù)模擬開關(guān)CD4051開關(guān)口選擇狀態(tài)輸出一個高低電 平控制繼電器的吸合，通過繼電器控制555產(chǎn)生一個振蕩頻率， 單片機通過外部中斷對555輸出的高低電平進(jìn)行計數(shù)，再根據(jù)555 輸出的不同頻率進(jìn)行內(nèi)部處理最后通過顯示模塊顯示；但是由于 單片機需要一個穩(wěn)定、準(zhǔn)確的振蕩頻率，所以對555的電路連接 要求比較高，很容易產(chǎn)生波形失真；而且模擬開關(guān)CD4051的分壓 比較多簡易自動電阻測試儀，導(dǎo)致基準(zhǔn)電壓較小進(jìn)而導(dǎo)致測量誤差變大。

方案三：以單片機為控制核心，通過繼電器的吸合狀態(tài)進(jìn)行不同 的檔位選擇與被測機構(gòu)相連，A/D轉(zhuǎn)換模塊對被測機構(gòu)進(jìn)行數(shù)據(jù) 采集輸入到單片機，單片機對輸入的采集電壓進(jìn)行處理，再根據(jù) 不同的電壓值控制繼電器進(jìn)行不同的檔位選擇，如果檔位選擇正 確，A/D轉(zhuǎn)換模塊對被測機構(gòu)端電壓進(jìn)行采集輸入到單片機，單 片機再進(jìn)行內(nèi)部處理將正確的讀數(shù)（電阻值）通過液晶顯示出 來；顯示部分采用1602液晶屏，如果采用數(shù)碼顯示模塊連線比較 麻煩電路連接比較復(fù)雜，而采用液晶顯示直觀方便對比度可調(diào)而 且連接方便電路簡單；利用電壓比較器模塊LM324分壓比較驅(qū)動 繼電器吸合，繼電器幾乎沒有分壓，在很大程度上可以減小誤 差，提高整機性能。綜上比較，以單片機作為控制核心、繼電器作為自動轉(zhuǎn)換開關(guān)、LM324作為繼電器驅(qū)動模塊如圖1-2所示，A/D轉(zhuǎn)換作為數(shù)據(jù) 采集與轉(zhuǎn)換部分，以及顯示模塊等構(gòu)成一個完整的簡易自動電阻 測試儀。即采用第三種方案。圖1-2 自動控制模塊三：軟件流程圖 此簡易自動電阻測試儀主要以單片機作為主控核心，通過外圍電路實現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化，進(jìn)而達(dá)到各部 分要求。初始化 A/D采集電壓 采集電壓與基準(zhǔn)電壓比較 大于基準(zhǔn)電壓 小于基準(zhǔn)電壓選擇檔位 顯示模塊處理顯示四：硬件電路實現(xiàn)與程序設(shè)計此簡易自動電阻測試儀硬件電路主要包括單片機最小系統(tǒng)、 A/D轉(zhuǎn)換模塊、檔位自動轉(zhuǎn)換開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)驅(qū)動模塊、液晶顯 示模塊、電壓比較模塊等硬件系統(tǒng)構(gòu)成。