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基于AT89S52自动电阻测试仪的设计

时间:12-04 来源:互联网 点击:

  0 引言

  随着科技的进步,电子元器件急剧增加,电阻的测量已经在测量技术和产品研发中应用十分广泛,利用万用表测量电阻已经不能满足人们的需求,因此,设计安全、可靠、方便的电阻测试仪具有极大的现实必要性。该测量仪还具备自动筛选电阻,自动测量和显示电位器阻值随旋转角度变化曲线,可直接从LCD显示屏上读出所测得的电阻值,测量精度高达±0.1%.不仅测量简便,读数直观,且测量精度、分辨率也高于一般电桥。

  1.理论分析与计算

  1.1 电阻测量原理

  根据基尔霍负电压定律,两个串联的电阻和电源串接,两电阻两端的电压是恒等于电源电压的。改变其中的一个电阻阻值,其两端的电压是随着阻值的变化而线性变化的,即:

  

  因此,只要测得R1两端的电压,便可以计算出R1的阻值。

  1.2 自动量程转换

  在自动量程转换功能中,首先对采集来的电压信号与该档位的电压范围进行比较,若该电压信号在此范围内,则对再次采集的电压信号进行计算,转换成电阻值进行输出显示;若该电压信号不在此范围内,则通过对继电器的控制,使测量档位跳转至下一个档位。如此循环,直至拔出电阻或跳出该测量模式。

  1.3 筛选功能原理

  当测量模式切换到电阻筛选模式时,可通过键盘输入筛选的电阻阻值和误差范围,实现对在误差范围内电阻的筛选。其实现方法为:

  当被测电阻在预设阻值范围内时,在液晶上显示“符合”;当被测电阻不在预设阻值范围内时,在液晶上显示“不符合”,从而实现对电阻的筛选。

  1.4 电位器阻值变化曲线装置

  该装置是通过单片机控制ULN2003驱动步进电机的旋转,从而带动电位器的转轴旋转,改变电位器的阻值。

  2.硬件设计与实现

  本自动电阻测量仪主要有控制器、电源、4*4键盘、显示信号采集电路和档位控制电路等组成。其框图如图1所示。

  2.1 电源

  采用输出为5V/3A的稳定性很强的开关电源为整个系统供电,保证了系统的稳定工作,提高了仪器的可靠性。

  2.2 键盘

  采用4*4的键盘,当按下模式切换键,输入模式被启动时,可以通过键盘输入相应的电阻数值,键盘口与最小系统的接口为P1口,其中C键为模式切换键,A,E,F键为模式设置键。

  

  2.3 显示部分

  采用12864A-1汉字图形点阵液晶显示模块,可显示汉字及图形,内置8192个中文汉字(16X16点阵)、128个字符(8X16点阵)及64X256点阵显示RAM(GDRAM)。接口与单片机的P0口和P2口相接,采用并行的数据传送方法控制液晶。明显提高了液晶的显示速度,在屏幕显示方面更加稳定,并且页面显示更加舒适美观。

  2.4 AD采样部分

  选用精度为VERF*255/256的AD0809模数转化芯片为采样主要设备,通过74LS74分频为AD0809提供时钟,采样速率为200KBPMS,配以合适的电阻测试通道,将被测电阻两端电压采样,转化后的数据传递给单片机,接口为P3,经过计算后控制继电器选通合适的档位再次进行测量,可以更加精确的测试出被测电阻的阻值。

  3.软件设计(流程图如下)

  

  4.测试方案与测试结果

  4.1 测试方案

  (1)测试方法

  通过测试可调电阻的阻值与标准万用表的测量值进行比较测试。

  (2)测试数据

  

  4.2 测试结果分析

  分析测试结果,10k和1k档可以较好的满足设计要求,100Ω档位误差较大。

  由测试结果可以看出,当被测电阻阻值越大时,测量误差越小,由于测试仪本身的内阻和噪声干扰等原因,当测试电阻阻值较小时误差较大。

  5.小结

  该自动电阻测试仪具有100Ω,1kΩ,10kΩ,10MΩ四档自动转换量程、三位数字显示,可以实现根据键盘输入的要求,自动筛选电阻并能显示相应的参数;可在10秒范围内自动精确测量和显示电位器阻值随角度变化的曲线;还具有通过输入电阻的色环颜色,自动输出电阻值的智能功能

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