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2011全国大学生

电子设计竞赛

G题：简易自动电阻测试仪

设 计 报 告

日期： 年 月 日

摘要

本系统是一种基于STC89C58单片机的简易自动电阻测试电路。该设计采用12位A/D转换器构成主要的测量电路，其测量范围广而且可以由继电器的闭合与关断实现量程自动转换，使用LCD12864作为显示电路，并采用矩阵按键实现电路功能的自由切换与数据的输入。在电压采样的方案上选用电压分压采样，电路简单又避免自制恒流源本身误差对测量产生的影响。该电路设计新颖、可扩展性强。

关键词：单片机，A/D转换器，电压分压采样，量程自动转换

Abstract

This system is a kind of STC89C58 MCU based on simple automatic resistance test circuits. This design USES A/D converter 12 bit A major measurement circuit, the measuring range and the relay of the closed and shut off to realize automatic conversion, use LCD12864 range as display circuit, and the key to realize the function of the matrix circuit switch and free data entry. Sampling plan in voltage on subsection power circuit is simple and sampling, pressure to avoid homemade constant current source itself on the measurement error influence. The circuit design is novel, the extensibility.

Key words: MVU, A/D converter, electric pressure，range of subsection sampling automatic conversion

一、总体方案设计

1、电阻测量电路的选择与论证

方案一 此方案采用555定时器构成的多谐震荡电路，电阻的测量采用“脉冲计数法”，通过计算震荡输出的频率来计算被测电阻的大小，但是该电路只可以测出量程在100Ω～1MΩ的电阻，达不到题目要求，故放弃此方案。

方案二 此方案采用数控恒压源式闭环负反馈电阻测量的方法，其测量原理框图如图1所示：

ViR0-+RA/D转换器D/A转换器单 片 机R-+V0

图1 数控恒压源式电阻测量的闭环负反馈方法原理框图

系统有被测电阻Rx，反馈电阻R0，运算放大器，A/D转换器，D/A转换器，单片机组成。加在被测电阻Rx上的电压Vi是由单片机通过D/A转换器来控制的，即可调的，必要时可以在D/A转换器后加一个电压跟随器以扩大带负载能力。被测电阻可由下式求得：

RX?ViR0 （1） V0式中 Vi—D/A转换器（数控可调恒压源）的输出 V0—放大器的输出（A/D转换器的输入） 式（1）可以改写成

V0?R0Vi （2） RXiX由于V0总是有一定范围的（如0～5伏），所以Vi与Rx的比值VR必然被限制在一定的范围之内（如当R0=10KΩ，ViRX=0～KΩ，可以保证V0=0～5V）为了保证实现上述要求，则Vi要随着被测电阻的大小的变化而变化。被测电阻Rx大，则Vi大，被测电阻Rx小，则Vi小，由于电阻Rx是待测量的，所以Vi的