简易电阻测量仪

1信息科学与工程学院电子设计大赛设计报告书设计名称：简易自动电阻测试仪小组成员：于鹏飞童彪马天宇指导教师：尚涛二○一三年七月2目录一、任务…………………………………………………………3二、要求…………………………………………………………3三、摘要…………………………………………………………4四、方案设计与论证……………………………………………5五、电路图………………………………………………………7六、测试方法与数据……………………………………………9七、元件清单……………………………………………………10八、程序源代码…………………………………………………11九、心得体会……………………………………………………203题目要求3.简易自动电阻测试仪一、任务设计并制作一台简易自动电阻测试仪。二、要求1、基本要求（1）测量量程为100Ω、1kΩ、10kΩ、10MΩ四档。测量准确度为±1%（读数为+2字）。（2）3位数字显示（最大显示数必须为999），能自动显示小数点和单位，测量速率大于5次/秒。（3）100Ω、1kΩ、10kΩ三档量程具有自动量程转换功能。2、发挥部分（1）具有自动电阻筛选功能。即在进行电阻筛选测量时，用户通过键盘输入要求的电阻值和筛选的误差值；测量时，仪器能在显示被测电阻阻值的同时，给出该电阻是否符合筛选要求的指示。（2）其他三、评分意见项目得分基本要求设计与总结报告：方案设计与论证，理论分析与计算，电路图，测试方法与数据，对测试结果的分析50实际制作完成情况50发挥部分自动筛选功能30特色与创新204摘要本设计以STC12C5A为主控制器，测量电路采用的是串联分压原理，以标准电阻为基准，用被测电阻和标准电阻上的分压作比较，然后通过计算得到待测电阻的阻值。在经过信号处理讲测量电路输出的电压送给A/D转换器，用单片机控制器读取A/D转换后的值在其内部转换后输出给液晶显示待测电阻值。按这种方法计算较为简单，原理清晰操作方便。单片机主要完成采集和处理经过转化的数字量信号，完成键盘录入、液晶显示等功能。此系统性能稳定，精度高，误差在1%以内，具有良好的实用价值。AbstractThisdesignisgivenprioritytowithSTC12C5AcontrollerUSESaserialpartialpressuremeasurementcircuitprinciple,basedonstandardresistance,withresistancebeingmeasuredandthepartialpressureonthestandardresistance,andresistanceoftheresistanceundertestisobtainedbycalculation.AftersignalprocessingaboutmeasuringcircuitoftheoutputvoltagetotheA/Dconverter,MCUcontrollerreadsA/Dconvertedvaluesoutputaftertheinternalconversiontoliquidcrystaldisplay(LCD)formeasuringresistancevalue.Accordingtothismethodissimple,clearprincipleiseasytooperate.Single-chipmicrocomputerismainlycompletedthroughtransformationofdigitalsignalacquisitionandprocessing,5keyboardentry,liquidcrystaldisplay(LCD),etc.Thissystemhasstableperformance,highprecision,theerroriswithin1%,havegoodpracticalvalue.四、方案设计与论证：1.主控电路选择方案一：由FPGA构成主控电路，系统板体积小，而且功能强大，但是FPGA逻辑能力较弱，价格比较高。方案二:采用单片机STC12C5A60S2构成的主控电路，支持ISP下载技术，控制操作简单，价格低廉，通用性强。方案三：采用stm32单片机作为主控芯片，功能强大，但有点大材小用。方案比较：考虑到STC12C5A60S2单片机就可以满足题目的需要，而且价格低廉，电路简单，性价比高，因此选择方案二。2.显示模块选择方案一：选用LCD1602作为系统显示器件，供电电源为5V直流电源，电路简单书写方便，但显示的内容少，不方便系统拓展使用。方案二：选用LCD12864作为系统显示器件，此显示器件能显示数字、汉字、符号、图形。电路结构简单，操作方便，符合系统电路的要求。方案比较：题目要求只用显示电阻的阻值即可，所以选用了LCD16026作为系统显示器材，故选择方案一。四、流程图：STC12C5A矩阵键盘LCD1602显示信号处理电压采集7五、电路图：1.单片机电路2.1602电路83.电压采集部分电路4.矩阵键盘电路95.蜂鸣器电路六、测试方法与数据1.测试仪器五位半万用表1台、双路直流稳压电源1台。2．系统测量与结果分析10自动量程测量功能电阻值（Ω）档位（Ω）误差（%）电阻值（Ω）档位（Ω）误差（%）3333.1020.35.1K5.557K2.06867.843-0.220K19.924K-0.38200200.0000.0100K100.1840.2470468.963-0.2200K200.476K0.22K1.991K-0.5240K239.418K-0.2设定值（Ω）筛选误差值（%）测量值（Ω）是否符合0.5K3100ΩNo0.51KYes1KNo111K30.68KNo1KYes2KNo3K32KNo3KYes3.3KNo4.5K33.3KNo4.7KNo5.1KNo七、元件清单元件型号数量单片机STC12C5A60S21排阻1031模拟开关CD40661液晶屏LCD16021按键小黑16蜂鸣器蜂鸣器1八、程序源代码1213141516171819九、心得体会1、通过这几天的制作让我对单片机有一定程度的认识，在模拟电路方面电源很重要，也学习到了模数转换的精确性，虽然我们显示的实时功率与实际有一定的误差，但是我们尽了自己最大的一份努力，同时通过这几天的锻炼也让我感受到团队合作！的重要性，分工明确可以让事情变得事半功倍。在以后的制作过程中一定牢记！2.本次的制作也发现很多问题，选材不合理，设计有些瑕疵。在以后的制作过程要注意。20