課程設(shè)計(jì)--基于單片機(jī)的小電阻測(cè)試儀

1、<p>　　基于單片機(jī)的小電阻測(cè)試儀</p><p>　　摘 要：本文提出了基于單片機(jī)的小電阻測(cè)量的設(shè)計(jì)方案，該測(cè)試儀通過(guò)檢測(cè)小電阻兩端的電壓差，經(jīng)過(guò)高精度的電壓放大過(guò)后，該電壓信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器后將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。最后將數(shù)字信號(hào)送入AT89C51單片機(jī)，經(jīng)過(guò)軟件濾波和誤差處理，在LCD上顯示輸出相應(yīng)的電阻值。該儀器的特點(diǎn)是電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、測(cè)溫精度高、實(shí)用性強(qiáng)。</p><p

2、>　　關(guān)鍵詞：測(cè)試儀，小電阻，A/D，AT89C51，LCD</p><p>　　Abstract: The text proposed revivification of the resistance of designs, the dosimeters through detecting the electrical resistance equal to voltage with high preci

3、sion, the enlargement of the signal, the voltage converter by a d the analog signals into digital signal. the figures at89c51 monolithic integrated circuits after the signal is sent, filter software and error, the LCD di

4、splay the output of resistance. the instrument is a circuit design simple, temperature and practicality. high precis</p><p>　　Keywords: IC Temperature Sensor, Temperature Measurement, A/ D, AT89C51, LED</

5、p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1 前言2</b></p><p>　　2 整體方案設(shè)計(jì)3</p><p>　　2.1 方案論證4</p><p>　　2.2 方案比較5</p><p>　　3 單元模塊設(shè)計(jì)6&

6、lt;/p><p>　　3.1 電阻檢測(cè)模塊6</p><p>　　3.2 測(cè)量信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊7</p><p>　　3.2.1 測(cè)量信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊原理7</p><p>　　3.2.2 ICL7135介紹8</p><p><b>　　4 軟件設(shè)計(jì)11</b></p><

7、p><b>　　5 系統(tǒng)調(diào)試13</b></p><p>　　5.1 硬件調(diào)試13</p><p>　　5.1.1 恒流源調(diào)試13</p><p>　　5.1.2 弱信號(hào)放大器調(diào)試13</p><p>　　5.2 軟件調(diào)試14</p><p>　　6 系統(tǒng)功能和指標(biāo)參數(shù)16<

8、;/p><p><b>　　7 總結(jié)17</b></p><p>　　7.1 設(shè)計(jì)小結(jié)17</p><p>　　7.2 設(shè)計(jì)收獲17</p><p>　　7.3 設(shè)計(jì)改進(jìn)17</p><p><b>　　8 參考文獻(xiàn)18</b></p><p>

9、　　附錄1：電路總圖19</p><p>　　附錄2：軟件代碼20</p><p><b>　　1 前言</b></p><p>　　在電路測(cè)試過(guò)程中常常會(huì)碰到由于忽略某些小電阻的影響引起實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與理論值之間存在較大誤差，從而影響測(cè)試效果。例如電感器、變壓器中往往存在銅電阻，地鐵鐵軌的電阻；由于其數(shù)值較小，一般的指針萬(wàn)用表無(wú)法測(cè)量出來(lái)；通常

10、實(shí)驗(yàn)室里會(huì)用電橋進(jìn)行測(cè)量，但電橋操作手續(xù)較煩，又不能直接讀出被測(cè)電阻阻值。鑒于此，我們采用了單片機(jī)，利用單片機(jī)的優(yōu)勢(shì)設(shè)計(jì)了該測(cè)量?jī)x。該測(cè)量?jī)x可直接從LCD顯示屏上讀出所測(cè)得的電阻值，測(cè)量范圍為1mΩ～1Ω。該測(cè)試儀的測(cè)量精度高達(dá)±0.1%，并采用四端測(cè)量法，電阻值不受引線長(zhǎng)短及接觸電阻的影響。不僅測(cè)量簡(jiǎn)便，讀數(shù)直觀，且測(cè)量精度、分辨率也高于一般電橋?？捎糜趯?shí)驗(yàn)室、研究所，尤其適用于工作現(xiàn)場(chǎng)。 </p><p

11、><b>　　2 整體方案設(shè)計(jì)</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)的整體思路是：通過(guò)測(cè)量待測(cè)電阻兩端的電壓，通過(guò)集成運(yùn)放進(jìn)行放大，再將該電壓信號(hào)通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，將數(shù)字信號(hào)送入AT89C51單片機(jī)，進(jìn)行軟件濾波和誤差處理，最后通過(guò)LCD輸出顯示測(cè)量電阻值。</p><p><b>　　2.1 方案論證</b></p>

12、;<p>　　設(shè)計(jì)中主要采用了兩個(gè)方案，具體的方案見(jiàn)方案一和方案二。</p><p>　　方案一：電橋測(cè)量方案</p><p>　　采用電橋方法測(cè)量方法，其電壓變化關(guān)系非線性，由于電路工作時(shí)，各個(gè)電阻產(chǎn)生熱量引起溫度升高會(huì)引起電阻值的變化，這樣所測(cè)數(shù)據(jù)不穩(wěn)定，最后輸出的結(jié)果不能達(dá)到我們所要求的精度。</p><p>　　圖2.1 測(cè)量電阻方案一框圖&

13、lt;/p><p>　　方案二：恒流源測(cè)量方案</p><p>　　見(jiàn)圖2.2.將待測(cè)電阻兩端通過(guò)一恒定電流，這樣電阻兩端的電壓為電阻與電壓的積，電路中通過(guò)的電流較小，待測(cè)電阻的阻值也很小，電阻所產(chǎn)生的熱量可忽略不計(jì)，這樣消除了溫度對(duì)測(cè)量精確性的影響，將測(cè)量電壓通過(guò)差分式放大電路，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，送入單片機(jī)中進(jìn)行處理，最后將測(cè)量結(jié)果顯示在LCD顯示器上。</p>

14、<p>　　圖2.2 測(cè)量電阻方案二框圖</p><p><b>　　2.2 方案比較</b></p><p>　　由于方案一中測(cè)量精度不夠，線性度也不好，消耗的功率相對(duì)較大。而方案二中，讓待測(cè)電阻通過(guò)一恒流源，能夠產(chǎn)生一穩(wěn)定的電壓，并且線性慣性非常好，精度也能達(dá)到要求，因此設(shè)計(jì)采用了方案二。</p><p><b>　

15、　3 單元模塊設(shè)計(jì)</b></p><p>　　硬件部分主要分為檢測(cè)模塊和轉(zhuǎn)換模塊。最后將轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)送入單片機(jī)中進(jìn)行處理，最后顯示輸出在LCD顯示器上。</p><p>　　3.1 電阻檢測(cè)模塊</p><p>　　電阻檢測(cè)模塊首先要有一恒流源加在待測(cè)電阻兩端，恒流源電路圖如下：</p><p>　　圖3.1 恒流源原理圖&

16、lt;/p><p>　　上圖中，恒流源產(chǎn)生的電流大小由，滑動(dòng)電位器W2和加在兩端的電源決定,即：</p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　在（1）式中，,為電源電壓，在測(cè)試儀中取9V，，取理論值0.7V，令恒流源電流為0.16A，計(jì)算可得出W2為103.75Ω，由于沒(méi)有此標(biāo)稱值的電阻，可用一1K的滑動(dòng)電位器代替，調(diào)試時(shí)應(yīng)該先

17、從1K往下調(diào)節(jié)，以避免通過(guò)電流過(guò)大，損壞元件。此部分電路可產(chǎn)生一恒定電流，電流大小為0.16A。</p><p>　　電阻檢測(cè)模塊還包括一個(gè)電壓放大模塊，此模塊使用差動(dòng)放大器。因?yàn)椴顒?dòng)放大器具有雙端輸入—單端輸出，共模抑制比較高的特點(diǎn)，通常用作傳感器或測(cè)量?jī)x器的前端放大器。由于測(cè)量的是小電阻電壓，屬于檢測(cè)微弱信號(hào)，采用差動(dòng)放大器可獲得較高的共模抑制比，增強(qiáng)電路的抗干擾能力。電路原理圖如下：</p>

18、<p>　　圖3.2 弱信號(hào)檢測(cè)放大器原理圖</p><p>　　上圖為弱信號(hào)檢測(cè)放大器，J2為待測(cè)電阻的測(cè)量端口，該電路的放大增益為：</p><p><b>　　（2）</b></p><p>　　測(cè)試儀中取==100K,設(shè)計(jì)要求檢測(cè)0.001Ω~1Ω電阻，經(jīng)過(guò)分析放大倍數(shù)為30倍時(shí)能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，且有較好的線性關(guān)系和非常小的誤

19、差。，經(jīng)計(jì)算W1=0.827k，取一個(gè)大小為10k的滑動(dòng)電位器能滿足要求。</p><p>　　3.2 測(cè)量信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊</p><p>　　測(cè)量信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊將前級(jí)檢測(cè)放大的模擬電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，最后送入AT89C51單片機(jī)處理顯示。</p><p>　　3.2.1 測(cè)量信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊原理</p><p><b>　　電路原理圖如下

20、：</b></p><p>　　圖3.3 測(cè)量信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊原理圖</p><p>　　測(cè)量信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊，將放大后的模擬電壓信號(hào)送入A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，該模塊使用的AD轉(zhuǎn)換器為ICL7135,其輸出信號(hào)可由該公式計(jì)算,即：</p><p>　　輸出數(shù)字量=

21、 (3)</p><p>　　在本次設(shè)計(jì)中，輸出量由ICL7135的BUSY端口送入單片機(jī)，由于單片機(jī)的ALE端口輸出信號(hào)為單片機(jī)在正常工作情晶振頻率的六分之一，本系統(tǒng)中，使用12MHz，所以在此處為ALE輸出頻率2MHz。再通過(guò)兩個(gè)Q觸發(fā)器所構(gòu)成的4分頻模塊，最后送入ICL7135的CLK管腳的時(shí)鐘頻率為500KHz。配置好單片機(jī)的工作方式為外部信號(hào)輸入計(jì)數(shù)模式后，單片機(jī)所接收到BUSY端口送入的脈沖數(shù)為（

22、3）式中的輸出數(shù)字量加上10000個(gè)脈沖，其中的10000個(gè)脈沖是由ICL7135正向積分所決定的。將接收到的脈沖數(shù)進(jìn)行誤差處理，使用擬合方法，可以得到輸入電壓與脈沖的一個(gè)線性關(guān)系，經(jīng)過(guò)軟件算法的處理，最后通過(guò)LCD顯示器輸出顯示出所測(cè)得的電阻值。</p><p>　　3.2.2 ICL7135介紹</p><p>　　ICI7135是4位雙積分A/D轉(zhuǎn)換芯片,可以轉(zhuǎn)換輸出±2

23、0000個(gè)數(shù)字量,有STB選通控制的BCD碼輸出,與微機(jī)接口十分方便.ICL7135具有精度高(相當(dāng)于14位A/D轉(zhuǎn)換),價(jià)格低的優(yōu)點(diǎn).其轉(zhuǎn)換速度與時(shí)鐘頻率相關(guān),每個(gè)轉(zhuǎn)換周期均有:自校準(zhǔn)(調(diào)零),正向積分(被測(cè)模擬電壓積分),反向積分(基準(zhǔn)電壓積分)和過(guò)零檢測(cè)四個(gè)階段組成,其中自校準(zhǔn)時(shí)間為10001個(gè)脈沖,正向積分時(shí)間為10000個(gè)脈沖,反向積分直至電壓到零為止(最大不超過(guò)20001個(gè)脈沖).故設(shè)計(jì)者可以采用從正向積分開(kāi)始計(jì)數(shù)脈沖個(gè)數(shù),

24、到反向積分為零時(shí)停止計(jì)數(shù).將計(jì)數(shù)的脈沖個(gè)數(shù)減10000,即得到對(duì)應(yīng)的模擬量.圖3.5給出了ICL7135時(shí)序,由圖可見(jiàn),當(dāng)BUSY變高時(shí)開(kāi)始正向積分,反向積分到零時(shí)BUSY變低,所以BUSY可以用于控制計(jì)數(shù)器的啟動(dòng)/停止.ICL7135為DIP28封裝,芯片引腳排列如圖3.6所示,引腳功能及含義如下:(1)與供電及電源相關(guān)的引腳 (共7腳) .-V:ICL7135負(fù)電源引入端,典型值-5V,極限值-9V;.+V:ICL7135

25、正電源引入端,典型值+5V,極限值+6V;.DGND:數(shù)字地</p><p>　　圖3.4 ICL7135時(shí)序</p><p>　　圖3.5 ICL7135芯片引腳圖(2)與控制和狀態(tài)相關(guān)的引腳 (共12腳) .CLKIN:時(shí)鐘信號(hào)輸入.當(dāng)T=80ms時(shí),fcp=125kHz,對(duì)50Hz工頻干擾有較大抑制能力,此時(shí)轉(zhuǎn)換速度為3次/s.極限值fcp=1MHz時(shí),轉(zhuǎn)換速度為25次/s.

26、.REFC+:外接參考電容正,典型值1μF..REFC-:外接參考電容負(fù)..BUFFO:緩沖放大器輸出端,典型外接積分電阻..INTO:積分器輸出端,典型外接積分電容..AZIN:自校零端..LOW: 欠量程信號(hào)輸出端,當(dāng)輸入信號(hào)小于量程范圍的10%時(shí),該端輸出高電平..HIGH:過(guò)量程信號(hào)輸出端,當(dāng)輸入信號(hào)超過(guò)計(jì)數(shù)范圍(20001)時(shí),該端輸出高電平..STOR:數(shù)據(jù)輸出選通信號(hào)(負(fù)脈沖),寬度為時(shí)鐘脈沖寬度的一半,每次

27、A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí),該端輸出5個(gè)負(fù)脈沖,分別選通由高到低的BCD碼數(shù)據(jù)(5位),該端用于將轉(zhuǎn)換結(jié)果打到并行I/O接口..R/H:自動(dòng)轉(zhuǎn)換/停頓控制輸入.當(dāng)輸入高電平時(shí);每隔40002個(gè)時(shí)鐘脈沖自動(dòng)啟動(dòng)下一次轉(zhuǎn)換;當(dāng)輸入為低電平時(shí),轉(zhuǎn)換結(jié)束后需輸入一個(gè)大于300ns的正脈沖,才能啟動(dòng)下一次轉(zhuǎn)換..PO</p><p>　　圖3.6 ICL7135典型應(yīng)用圖</p><p><b&g

28、t;　　4 軟件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　軟件設(shè)計(jì)采用C語(yǔ)言進(jìn)行編程，調(diào)試軟件使用KEIL C的Vision3開(kāi)發(fā)環(huán)境和調(diào)試環(huán)境，仿真使用Protues7的ISIS軟件平臺(tái)。</p><p>　　1、主程序設(shè)計(jì)：當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)據(jù)送入單片機(jī)內(nèi)部后，單片機(jī)就采集數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)采集到內(nèi)部存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)，將輸入的脈沖數(shù)經(jīng)過(guò)計(jì)算轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的電阻值。再將所測(cè)得的電阻值轉(zhuǎn)

29、換為ASIIC碼，輸出顯示在LCD顯示器上。</p><p>　　2、單片機(jī)從A/D轉(zhuǎn)換器讀取數(shù)據(jù)的程序設(shè)計(jì)：由于單片機(jī)是從ICL7135的BUSY端口讀入脈沖數(shù)，程序初始化后將不斷的從該端口讀入脈沖數(shù)，為了減小由電路原因引起的誤差，此處應(yīng)采用軟件濾波方法，本設(shè)計(jì)中使用中值濾波法，連續(xù)采樣9次以后，使用中間值作為此次采樣的最終數(shù)據(jù)。 </p><p>　　3、碼的變換程序：?jiǎn)纹瑱C(jī)所讀入的數(shù)

30、據(jù)時(shí)A/D轉(zhuǎn)換后的脈沖數(shù)，該脈沖數(shù)與輸入電壓有一個(gè)線性的對(duì)應(yīng)關(guān)系，應(yīng)將該脈沖數(shù)轉(zhuǎn)換為電壓數(shù)據(jù)，再經(jīng)過(guò)電壓與電阻的線性對(duì)應(yīng)關(guān)系，轉(zhuǎn)換為測(cè)量的電阻值大小。 </p><p>　　4、顯示程序：因?yàn)長(zhǎng)CD1602接收的是ASIIC碼，所以應(yīng)將測(cè)量的電阻值大小轉(zhuǎn)換為ASIIC碼，直接送入LCD1602顯示。 </p><p>　　程序整體設(shè)計(jì)框圖如下：</p><p>　　

31、圖4.1 程序整體設(shè)計(jì)流程圖</p><p><b>　　5 系統(tǒng)調(diào)試</b></p><p>　　系統(tǒng)調(diào)試主要分為硬件調(diào)試和軟件調(diào)試。該部分調(diào)試，主要采用Proteus7的ISIS軟件進(jìn)行仿真。</p><p><b>　　5.1 硬件調(diào)試</b></p><p>　　硬件部分，恒流源模塊和弱信

32、號(hào)放大模塊的穩(wěn)定性對(duì)本設(shè)計(jì)起著決定性作用，所以應(yīng)將調(diào)試重心放在這兩個(gè)模塊。</p><p>　　5.1.1 恒流源調(diào)試</p><p>　　本測(cè)試儀中，系統(tǒng)依據(jù)待測(cè)電阻兩端的電壓來(lái)判斷其電阻值的大小，所以該電壓要非常的穩(wěn)定。根據(jù)歐姆定律可知，電壓等于電流與電阻之積。而測(cè)量電阻的電阻值可以認(rèn)為是一常量，所以測(cè)量的精度是否達(dá)到要求，主要在于恒流源的穩(wěn)定性。</p><p&g

33、t;　　本設(shè)計(jì)中，恒流源的電流為0.16A，理論計(jì)算值W2=103.75Ω，將該理論值代入仿真軟件中進(jìn)行，仿真結(jié)果并不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，最后經(jīng)過(guò)修改，定為101.1Ω，因?yàn)樵谟布O(shè)計(jì)時(shí)，改電阻使用的是一個(gè)1K的滑動(dòng)變阻器，所以該模塊能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，在實(shí)際制作中，三極管的不是恒定不變，受到電路中的電路和電源電壓多種因素的影響，可改變滑動(dòng)變阻器的值來(lái)使恒流源的電流達(dá)到穩(wěn)定值。</p><p>　　在實(shí)際制作過(guò)程中，還應(yīng)

34、考慮三極管功耗的問(wèn)題，因?yàn)楦暮懔髟吹碾娏鳛?.16A，三極管的功率不夠的話，可能造成三極管的損壞，發(fā)熱過(guò)高的話也會(huì)造成三極管的不穩(wěn)定，所以應(yīng)選用功率高，散熱效果好的三極管。</p><p>　　5.1.2 弱信號(hào)放大器調(diào)試</p><p>　　該部分的放大單元使用了運(yùn)算放大器，運(yùn)算放大器在使用時(shí)應(yīng)該進(jìn)行調(diào)零，也就是讓兩端輸入型號(hào)都為0V時(shí)，輸出信號(hào)要盡量的接近于0V。該部分的設(shè)計(jì)要求是，對(duì)

35、電壓檢測(cè)的小信號(hào)進(jìn)行30倍放大，理論計(jì)算值W1=0.827k，所以在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)選用10k的滑動(dòng)變阻器，即可達(dá)到設(shè)計(jì)要求，在調(diào)試該部分時(shí)，可以選用一個(gè)阻值為1Ω的精密電阻進(jìn)行調(diào)試，改變滑動(dòng)變阻器的值，將輸出電壓控制在4.8V，越接近說(shuō)明精度越高，測(cè)量誤差也就越小。</p><p>　　該部分的電路仿真圖如下：</p><p>　　圖5.1 硬件調(diào)試仿真圖</p><p&g

36、t;<b>　　5.2 軟件調(diào)試</b></p><p>　　首先，將AD采樣值送入單片機(jī)，單片機(jī)經(jīng)過(guò)處理，通過(guò)LCD輸出顯示。根據(jù)理論值計(jì)算，單片機(jī)接收的脈沖數(shù)應(yīng)該是AD轉(zhuǎn)換數(shù)字量加上正向積分時(shí)間（10000個(gè)脈沖），根據(jù)理論輸出的脈沖數(shù)與AD轉(zhuǎn)換的脈沖數(shù)有一定的誤差，最后調(diào)試得出。單片機(jī)接收的脈沖數(shù)減去10002個(gè)脈沖較為準(zhǔn)確。</p><p>　　考慮本測(cè)試儀的

37、測(cè)試范圍，假如測(cè)試電阻大于1Ω，可能造成AD轉(zhuǎn)換輸出量的飽和現(xiàn)象，這樣會(huì)造成較大的測(cè)量誤差，所以應(yīng)判斷所測(cè)電阻是否滿足量程，若不滿足，應(yīng)在LCD上輸出提示操作人員，測(cè)量溢出。</p><p>　　因?yàn)椋緶y(cè)量?jī)x要求精度較高，測(cè)量信號(hào)較弱，應(yīng)盡量避免環(huán)境因素的干擾，所以在數(shù)據(jù)處理階段應(yīng)加入軟件濾波模塊，本設(shè)計(jì)中采用的是中值濾波，此濾波方法能有效的濾除毛刺等干擾又能不失真的接收正確信號(hào)。</p><

38、;p>　　在數(shù)據(jù)處理模塊，由于所接收的脈沖數(shù)數(shù)值很大，而所測(cè)量的電阻數(shù)值較小，并且51單片機(jī)的C語(yǔ)言所表示的數(shù)據(jù)范圍有限。在程序處理時(shí)應(yīng)避免使用浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算。將處理算法經(jīng)過(guò)處理后，進(jìn)行整數(shù)運(yùn)算為佳。但是整數(shù)運(yùn)算會(huì)造成小數(shù)部分的舍去，會(huì)對(duì)最終的測(cè)量顯示結(jié)果造成一定的誤差。在處理算法上應(yīng)對(duì)該誤差進(jìn)行補(bǔ)償。</p><p>　　最后，在LCD顯示模塊。由于，LCD1602接收的是ASIIC碼，所以應(yīng)將所測(cè)電阻的十進(jìn)

39、制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為ASIIC碼，最后輸出顯示即可。</p><p>　　軟件調(diào)試模塊的仿真圖如下：</p><p>　　圖5.2 軟件調(diào)試仿真圖</p><p>　　6 系統(tǒng)功能和指標(biāo)參數(shù)</p><p>　　本文實(shí)現(xiàn)了1mΩ～1Ω的電阻測(cè)量?jī)x，該測(cè)試儀的測(cè)量精度高達(dá)±0.1%。并且測(cè)量穩(wěn)定較好，測(cè)量模塊簡(jiǎn)單，便于攜帶。</p&g

40、t;<p>　　下表為測(cè)量參數(shù)記錄表：</p><p><b>　　7 總結(jié)</b></p><p>　　隨著各種高精度傳感器的應(yīng)用與普及，這一技術(shù)在科學(xué)研究，生產(chǎn)過(guò)程等領(lǐng)域中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。</p><p><b>　　7.1 設(shè)計(jì)小結(jié)</b></p><p>　　在本次設(shè)計(jì)

41、中，我們完成本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求及功能。在設(shè)計(jì)開(kāi)始前我們對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行了詳細(xì)的分析和設(shè)計(jì)準(zhǔn)備工作，設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們相互幫助，積極參與完成各個(gè)模塊的功能實(shí)現(xiàn)。本次設(shè)計(jì)主要完成了1mΩ～1Ω電阻的測(cè)試，實(shí)現(xiàn)了基本單片機(jī)的小電阻測(cè)量。</p><p><b>　　7.2 設(shè)計(jì)收獲</b></p><p>　　通過(guò)本次設(shè)計(jì)，多方的查閱資料，懂得了很多種小電阻的測(cè)量方法和普通電阻的

42、測(cè)量方法。例如，使用電橋，和提供一個(gè)恒定電壓，使用繼電器控制檔位的。不過(guò)對(duì)于小電阻測(cè)量，電橋測(cè)量和繼電器控制都難以達(dá)到一個(gè)高精度的標(biāo)準(zhǔn)，必須采用一種穩(wěn)定并且線性度高的方法。</p><p>　　在本次設(shè)計(jì)中，小組成員協(xié)調(diào)合作。對(duì)設(shè)計(jì)中的各個(gè)模塊進(jìn)行了詳細(xì)的分析和討論，是本次設(shè)計(jì)成功的關(guān)鍵，這鍛煉了我們小組合作，相互協(xié)調(diào)的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。</p><p><b>　　7.3 設(shè)計(jì)改進(jìn)

43、</b></p><p>　　由于本次課程設(shè)計(jì)時(shí)間有限和自身能力的欠缺。設(shè)計(jì)并沒(méi)有做出實(shí)物來(lái)，這也是很遺憾的。并且我們的設(shè)計(jì)所測(cè)量的小電阻還不夠小，這可以通過(guò)提高恒流源電流或者提高放大器的放大倍數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。提高恒流源電流以后，就增加恒流源模塊的功耗，假如說(shuō)本測(cè)試儀使用的是電池供電的話，這樣的使用時(shí)間有限。提高放大器的放大倍數(shù)以后，就會(huì)縮小電阻的測(cè)量范圍，這可以通過(guò)改進(jìn)AD轉(zhuǎn)換器的位數(shù)來(lái)進(jìn)行改進(jìn)。不過(guò)，位

44、數(shù)越高的AD轉(zhuǎn)換器，其成本就會(huì)相應(yīng)的提高。</p><p>　　綜上所述，應(yīng)采用一種量程轉(zhuǎn)換的方法來(lái)達(dá)到設(shè)計(jì)的要求，可在設(shè)計(jì)中加入數(shù)字電位器，通過(guò)單片機(jī)控制放大器的放大倍數(shù)，選用一個(gè)8位的AD轉(zhuǎn)換器，通過(guò)改變量程的方法，可以實(shí)現(xiàn)測(cè)量范圍。</p><p><b>　　8 參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 萬(wàn)福君、潘松峰.單片微機(jī)原理

45、系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用（第二版）[M]. 合肥：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，2001.</p><p>　　[2] 周潤(rùn)景、張麗娜.PROTEUS入門(mén)實(shí)用教程[M]. 北京：清華大學(xué)出版社，2007.</p><p>　　[3]康光華.電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分（第五版）[M]. 北京：高等教育出版社，2005.</p><p>　　[4] 謝自美.電子線路設(shè)計(jì)? 實(shí)驗(yàn)? 測(cè)試（第三

46、版）[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，2005.</p><p>　　[5] 張培仁.基于 C 語(yǔ)言編程 MCS-51 單片機(jī)原理與應(yīng)用[M]. 北京：清華大學(xué)出版社，2003.</p><p><b>　　附錄1：電路總圖</b></p><p><b>　　附錄2：軟件代碼</b></p><p&g

47、t;　　#include <reg51.h></p><p>　　sbit E=P2^5;</p><p>　　sbit RW=P2^6;</p><p>　　sbit RS=P2^7;</p><p>　　char bcd[]="00000 Ohm";</p><p>　　char o

48、verflow[10]="over flow!";</p><p>　　unsigned int ah,al;</p><p>　　unsigned char wan,qian,bai,shi,ge;</p><p><b>　　int k=0;</b></p><p>　　typedef unsig

49、ned char uchar;</p><p>　　#define B 1</p><p>　　void Delay(unsigned int t) // delay 40us</p><p><b>　　{</b></p><p>　　unsigned int i;</p><p>　　fo

50、r(;t!=0;t--) </p><p>　　for(i=100;i!=0;i--);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void scankey(void);</p><p>　　void SendCommandByte(unsigned char ch)</p><p&

51、gt;<b>　　{</b></p><p><b>　　RS=0;</b></p><p><b>　　RW=0;</b></p><p><b>　　P0=ch;</b></p><p><b>　　E=1;</b></p&

52、gt;<p><b>　　Delay(1);</b></p><p><b>　　E=0;</b></p><p>　　Delay(5); //delay 40us</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void SendDataByte(

53、unsigned char ch)</p><p><b>　　{ RS=1;</b></p><p><b>　　RW=0;</b></p><p><b>　　P0=ch;</b></p><p><b>　　E=1;</b></p>

54、<p><b>　　Delay(1);</b></p><p><b>　　E=0;</b></p><p>　　Delay(5); //delay 40us</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void InitLcd()</p>

55、<p>　　{SendCommandByte(0x30);</p><p>　　SendCommandByte(0x30);</p><p>　　SendCommandByte(0x30);</p><p>　　SendCommandByte(0x38);//設(shè)置工作方式</p><p>　　SendCommandByte(0

56、x0c); //顯示狀態(tài)設(shè)置</p><p>　　SendCommandByte(0x01); //清屏</p><p>　　SendCommandByte(0x06); //輸入方式設(shè)置</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void DisplayMsg1(uchar *p)</p>

57、<p><b>　　{ </b></p><p>　　unsigned char count;</p><p>　　SendCommandByte(0x80); //設(shè)置DDRAM地址</p><p>　　for(count=0;count<k;count++)</p><p>　　{SendDat

58、aByte(*p++);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　}//向液晶顯示器第一行發(fā)送數(shù)據(jù)，由全局變量k決定發(fā)送長(zhǎng)度 </p><p>　　void DisplayMsg2(uchar *p)</p><p><b>　　{ </b></p><p&g

59、t;　　unsigned char count;</p><p>　　SendCommandByte(0xc0); //設(shè)置DDRAM地址</p><p>　　for(count=0;count<k;count++)</p><p>　　{SendDataByte(*p++);</p><p><b>　　}</b&g

60、t;</p><p>　　}//向液晶顯示器第一行發(fā)送數(shù)據(jù)，由全局變量k決定發(fā)送長(zhǎng)度 </p><p>　　unsigned int Mid_Value(int c[]){</p><p><b>　　char i,j;</b></p><p>　　unsigned int buf;</p><p&g

61、t;　　for(i=0;i<8;i++){</p><p>　　for(j=0;j<8;j++){</p><p>　　if(c[j+1]<c[j]){</p><p>　　buf=c[j+1];</p><p>　　c[j+1]=c[j];</p><p><b>　　c[j]=buf;&

62、lt;/b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　return(c[4]);</p><p><b>　　}</b><

63、;/p><p><b>　　main()</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　int test[9];</p><p><b>　　char i=0;</b></p><p>　　unsigned int mid;</p

64、><p>　　TMOD=0x1D;</p><p><b>　　EA=0;</b></p><p><b>　　ET1=1;</b></p><p>　　TR1=1; //定時(shí)器配置</p><p>　　InitLcd(); //LCD1602初始化</p>

65、<p><b>　　while(1){</b></p><p>　　for(i=0;i<9;i++) //連續(xù)9次采樣</p><p><b>　　{</b></p><p>　　while(INT0);</p><p>　　while(!INT0);</p>&l

66、t;p><b>　　TR0=1;</b></p><p>　　while(INT0);</p><p><b>　　TR0=0;</b></p><p><b>　　al=TL0;</b></p><p><b>　　ah=TH0;</b></

67、p><p><b>　　TL0=0X00;</b></p><p><b>　　TH0=0X00;</b></p><p>　　ah=(ah*256+al)-10002;</p><p>　　test[i]=ah;</p><p><b>　　}</b>&l

68、t;/p><p>　　mid=Mid_Value(test); //中值濾波</p><p>　　if(mid>19500)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　SendCommandByte(0x01); </p><p><b>　　k=10;&l

69、t;/b></p><p>　　DisplayMsg1(overflow);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　else{//將脈沖數(shù)轉(zhuǎn)化為電阻并輸出顯示</p><p>　　mid=mid/2*5/48+B;</p><p>　　wan=mid/10000

70、;</p><p>　　qian=(mid-(wan*10000))/1000;</p><p>　　bai=(mid-(mid/1000*1000))/100;</p><p>　　shi=(mid-(mid/100*100))/10;</p><p>　　ge=mid%10;</p><p>　　SendComma

71、ndByte(0x01); </p><p>　　bcd[1]='.';</p><p>　　bcd[0]=qian+48;</p><p>　　bcd[2]=bai+48;</p><p>　　bcd[3]=shi+48;</p><p>　　bcd[4]=ge+48;</p><