简易自动电阻测试仪 大学论文.doc

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1、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1目录1．方案选择11.1．可编程逻辑控制器(PLC)11.2．利用振荡电路与单片机结合11.3．利用并联继电器和单片机结合11.4．小结12．硬件设计22.1．整体设计22.2.AT89C51最小系统32.3．电源32.4.AD转换模块42.5．电阻测量模块52.6．键盘输入63．软件设计63.1．主程序流程图64．参数计算75．结果仿真分析与测试75.1．仿真分析75.2．测试分析8总结9致谢101简

2、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

3、。关键词51单片机；继电器；1602液晶屏；电路；protues7.7仿真I1．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。1.2．利用振荡电路与单片机结合利用555多谐振荡电路将电阻参数转化为频率，把模拟量近似的转换为数字量，频率f是单

4、片机很容易处理的数字量，测量阻值较小的电阻时测量精度高，但是测量范围只有1Ω～300kΩ，量程不够。1.3．利用并联继电器和单片机结合因为测量范围至少要达到10MΩ，并联继电器的方法能达到这个要求，而且单片机构成的应用系统有较大的可靠性，容易构成各种规模的应用系统，且应用系统有较高的软、硬件利用系数。单片机具有可编程性，硬件的功能描述可完全在软件上实现，而且设计时间短，成本低，可靠性高。1.4．小结综上所述，1.3利用并联继电器和单片机结合制作电阻测试仪更为简便可行，而且成本比较低廉。所以，我将采用这种方法来制作简易自动电阻测试仪。-27-2．硬件

5、设计2.1．整体设计硬件电路以51单片机为核心，可分为四个模块：控制模块、测量模块、AD转换模块、显示模块。设计框图如图2-1：被测电阻测量电路AD转换51单片机数字显示图2-1设计框图各模块功能和选择理由如下：控制模块：采用89C51，控制测量量的切换，1602的显示,控制步进电机驱动电位器。51单片机运用广泛技术成熟，可操作性强。测量模块：我们采用并联4个继电器作为100Ω、1kΩ、10kΩ、10MΩ4个量程的选择开关。AD转换模块：该模块的功能为将测量参数转化为数字信号。MAX187具有外接元件少，输入阻抗高，功耗低，电源电压范围宽，精度高等

6、特点，并且具有自动校零和自动极性转换功能，只要外接少量的阻容件即可构成一个完整的A/D转换器，显示模块：采用1602显示。优点是方便读取数据，接线简单。-27-2.2.AT89C51最小系统设计核心AT89C51最小系统开发板电路图如图2-2所示。图2-2AT89C51最小系统2.3．电源共2个电源，一个2V如图3，另一个7.3V如图4。-27-图2-32V电源图2-47.3V电源2.4.AD转换模块AD转换电路如图5。-27-图2-5AD转换电路2.5．电阻测量模块电阻测量模块电路如图6所示：该模块分为六档，一档为100Ω，二档为1kΩ、三档为1

7、0kΩ、四档为100kΩ、五档为1MΩ、六档为10MΩ。-27-图2-6测量模块电路2.6．键盘输入8个按键的功能分别为：菜单：进入菜单。-27-个位、十位、百位：调整相应数位上的数值，范围为0～9。单位：可以调整单位，有Ω、kΩ、kΩ、MΩ四个选择。误差：误差调整范围为0%～0.9%小数点位置：可以在百位十位之间、十位个位之间或各位后的三个位置调整。3．软件设计3.1．主程序流程图在电阻测试仪的设计中，为于直观性，在1602上显示被测参数的选择，主程序流程图如图3所示。首先插入被测元件，开关打开以后，进行复位，之后单片机根据按键类别启动相应的参数

8、测试程序，测试完毕后将结果送1602显示。图3-1主程序流程图-27-4．参数计算电阻的计算：（4-1）（R为精确电阻，为