数字电位器测试仪自动电阻测试仪毕业论文提纲.doc

*学院毕业论文(设计)题目数字电位器测试仪设计学生姓名*学号888888888888指导教师*系部名称信息科学与工程系专业班级09电子科学与技术1班完成时间2013年5月5日*学院教务处制本科毕业论文(设计)数字电位器测试仪设计学生姓名：*系部名称：信息科学与工程系专业名称：电子科学与技术指导教师：*毕业论文(设计)作者声明1本人提交的毕业论文(设计)是本人在指导教师指导下独立进行研究取得的成果。除文中特别加以标注的地方外，本文不包含其他人或其它机构已经发表或撰写过的成果。对本文研究做出重要贡献的个人与集体均已在文中明确标明。2本人完全了解*学院有关保留、使用学位论文的规定，同意学院保留并向国家有关部门或机构送交本文的复印件和电子版，允许本文被查阅、借阅或编入有关数据库进行检索。同意*学院可以采用影印、打印或扫描等复制手段保存和汇编本文，可以用不同方式在不同媒体上发表、传播本文的全部或部分内容。3*学院在组织专家对毕业论文(设计)进行复审时，如发现本文抄袭，一切后果均由本人承担，与学院和毕业论文指导教师无关。作者签名： 日期：二一 年 月 日摘 要 本文设计实现了一个电阻测量仪。该电阻测量仪有100、1k、10k、10M四档不同的量程，用3 位数字显示，能自动显示小数点和单位，能自动测量和显示电位器阻值随旋转角度变化的曲线。实验结果表明其性能较稳定，测量精度比较高，达到了设计要求。关键词：单片机；模数转换；自动量程转换；液晶显示IIABSTRACTIn this paper, a resistance measuring instrument is developed. This resistance measuring instrument is able to measure 100, 1k, 10k, 10M four different ranges. It can use three number to display the results and automatically display the decimal point and unit. At the same time, it can also measure and display the curve of the potentiometer resistance when changed the angle. The experimental results show that it is relatively stable, with relatively high measurement accuracy. In a word , it meets the requirement.Key words: single chip microcomputer; Analog-to-digital conversion; Automatic range switching; Liquid crystal display目录第1章 绪 论1第2章 方案论证与设计32.1设计目标32.2单片机控制系统方案设计32.3电阻检测模块的论证与选择42.4显示模块的论证与选择42.5档位转换模块的论证与选择52.6 模数芯片选择5第3章 硬件电路设计73.1总体设计框图73.2各模块电路设计7第4章 软件设计164.1主程序设计164.2单片机处理数据子程序流程图16第5章 电路仿真调试与实物制作195.1 电路仿真195.2 实物制作195.3 电路程序调试20第6章 测试方案与测试结果216.1测试方案216.2测试结果误差分析226.3测试结论23总结与体会24参考文献26致谢27附录A 总原理图28附录B 实物图29附录C 程序代码30毕业论文(设计) 数字电位器测试仪设计第1章 绪 论科学技术的进步不断对仪器仪表提出更高更新的要求。电子行业发展速度很快，各类电子产品层出不穷，有很大的现实研究意义。 随着世界高科技发展的浪潮，然后由欧姆定律R=E/I来测得电阻值的。而国外测量仪器的主流方向是依托就是微型化技术。本次数字电位器测试仪的设计是先通过内容更丰富。- 22 -第2章 方案论证与设计2.1设计目标本次毕业设计拟制作一台数字电位器测试仪，除了正常测试电阻阻值以外还须显示电位器阻值变化曲线，打算实现以下要求：测量量程为100、1k、10k、10M四档，相对误差较小； 3 位数字显示（最大显示数为999），能自动显示小数点和单位；能自动测量和显示电位器阻值随旋转角度变化的曲线，要求曲线各点的测量相对误差较小。2.2单片机控制系统方案设计采用51系列单片机作为本次设计控制芯片有几个优势：首先51系列单片机是我熟悉的控制芯片，使用起来比较方便；其次，用51系列单片机足以实现设计的控制要求，因此有以下两种方案。方案一：选用AT89S52，方案二：选用STC89C52，上述两种单片机都可以运用于本设计，选择了方案二，以STC89C52作为整个系统的控制与运算中心。2.3电阻检测模块的论证与选择电阻检测主要有两种方法：直接法和间接法。直接法就是直接由被测量得到电阻值，一般用欧姆定律求得。间接法就是把电阻转换成其他被测量，如电压，频率等。本系统设计采用间接法，有两种方案。方案一：把电阻转换成频率信号 f ，方案二：利用串联分压原理可知，采用555定时器来测频率时，同时也易于实现切换量程，故采用方案二。2.4显示模块的论证与选择单片机显示一般采用发光二极管和液晶，他们各有优点，应用在不同场合会有不一样的效果，在本系统应用中两者具体效果比较如下。方案一:采用3位LED数码管显示。方案二：采用LCD12864液晶显示。在本次设计中要求显示电位器阻值随旋转角度的变化曲线，所以选择方案二LCD12864作为显示部分。2.5档位转换模块的论证与选择档位切换是用一个量控制另一个量实现的，这样切换才变得可控。能用单片机控制做档位切换的很容易想到选择器芯片，其实还有继电器，只要在继电器相应引脚接个三极管，就容易控制了。具体比较如下。方案一：采用继电器作为档位开关控制，方案二：采用选择器74HC151集成块考虑到选择器74HC151因此设计上更加简单。故采用方案一。2.6 模数芯片选择模数转换芯片有很多种类，不同的电路选用的芯片不一样，根据本系统设计要求有两种选择：方案一：选用ADC0804方案二： 选用AD7705从对比中很容易发现AD7705芯片功能故最终采用方案一。第3章 硬件电路设计3.1总体设计框图档位切换电路STC89C52单片机最小系统液晶显示电路控制电路信号采集电路被测电阻 稳压电源电路本系统的总体设计框图如图3-1所示，由七部分组成：单片机首先检查控制电路，整个系统用5V稳压电源供电。图3-1 系统总体设计框图3.2各模块电路设计3.2.1 单片机最小系统STC89C52RC单片机是宏晶科技推出的单片机引脚图见图3-2。图3-2 STC89C52单片机引脚图单片机最小系统模块由时钟电路、复位电路、按键部分组成。单片机最小系统见图123-3。图3-3 单片机最小系统3.2.2 电阻测量模块电阻测量原理是串联分压原理4，RxR0UU0图3-4 电阻测量原理图模数转换是电阻测量的关键，ADC0804是逐次比较型A/D转换器，其引脚图如图3-5所示。图3-5 ADC0804芯片引脚图ADC0804各引脚名称及功能如下：ADC0804引脚接法如图3-6所示10。图3-6 ADC0804接线图3.2.3 档位转换模块档位切换由单片机控制，采用4个继电器分别控制4个不同的电阻测试档位。切换电路原理如图3-7所示。图3-7 档位切换原理图3.2.4 液晶显示模块设计本模块采用的是LCD12864液晶显示，LCD12864有20个引脚，各引脚功能如表3-1所示，其引脚接法如图3-8所示。表3-1 LCD12864液晶引脚说明引脚号引脚名称方向功能说明1GND-模块的电源地2VCC-模块的电源正端20LED_K-背光源负极（LED-OV）图3-8 LCD12864液晶接口电路原理图3.2.5 电源电路设计 1 2 3 7805电源电路主要是提供稳定可靠的电压，使图3-9 7805芯片引脚图电源电路原理图如图3-10所示。图3-10 电源电路原理图3.2.6 步进电机模块步进电机是一种能将步进电机模块图如图3-11所示。图3-11 步进电机模块第4章 软件设计4.1主程序设计本系统软件设计采用C语言编程7，开始ADC0804初始化LCD液晶显示初始化等待模式按键按下并判断否否是LCD12864液晶显示单片机处理数据结束直接测量电阻值显示电位器阻值变化曲线模式1模式2是图4-1 主程序流程图4.2单片机处理数据子程序流程图单片机处理子程序主要包括按键扫描子程序，电阻档位判断子程序，画电位器阻值曲线子程序。是设置模式否是延时10ms判断按键是否按下判断按键是否按下等待按键释放否图4-2 按键扫描流程图电阻档位判断过程如下，其流程图如图4-3所示。设置100欧姆档读AD数据显示阻值判断是否需要换挡是否设置1K欧姆档读AD数据显示阻值判断是否需要换挡是否设置10K欧姆档读AD数据显示阻值判断是否需要换挡是否是否设置10M欧姆档读AD数据显示阻值判断是否需要换挡超量程，回到100欧姆档图4-3 电阻档位判断流程图画电位器阻值曲线子程序过程如下，其流程图如图4-4所示。确定电阻档位读AD数据把电阻值转化为坐标对应位置显示该坐标循环64次图4-4 画电位器曲线流程图第5章 电路仿真调试与实物制作5.1 电路仿真根据前面所述的硬件设计图，仿真图如下图5-1所示。图5-1电路仿真总图5.2 实物制作等仿真工作完成后，5.3 电路程序调试由于不能完全在仿真里实现化曲线。第6章 测试方案与测试结果6.1测试方案6.1.1测试仪器6.1.2 直接测量电阻值本设计制作的电阻测试仪测量结果如表6-1和表6-2所示。表6-1 电阻测量结果量程档实际电阻值测量电阻值误差10057.2 60.0 4.67%1K5565610.89%注：实际电阻值由MS8260D万用表测得表6-2 电阻测量结果量程档实际电阻值测量电阻值误差10K5.60 5.63 0.53%10M5.565.641.42%6.1.3 显示电位器阻值变化曲线当转动电位器时，电位器的阻值显示效果如图6-1所示。图6-1 电位器变化曲线6.2测试结果误差分析本数字电位器测试仪设计采用的是ADC0804模数转换芯片，6.3测试结论从上面的测试数据可以看出达到了本次设计要求。总结与体会本次毕业设计在两个月的日夜努力终于下成功的完成，总之，这次毕业设计的成功让我重拾了专业兴趣和信心。参考文献1 康华光. 电子技术基础模拟部分. 第五版M. 北京: 高等教育出版社, 20062 康华光. 电子技术基础数字部分. 第五版M. 北京: 高等教育出版社, 200612 齐跃峰, 刘燕燕, 毕卫红著. 电子线路CADM. 西安: 西安电子科技大学出版社, 2008致谢这次毕业设计首先要感谢还有要感谢亲朋好友对我的大力支持。附录A 总原理图附录B 实物图附录C 程序代码/*主函数*adval-AD芯片转换得到的电压值 temp-AD芯片转换得到的直接值U0-待测电阻RX两端的电压 sum-循环N次中间变量 rest-电位器总阻值mode-模式位dang-档位 flag-电阻测量档位选择标志 flag2-电位器曲线测量档位选择标志 num-循环59次显示点*/#include #include #include #include #define uint unsigned int#define uchar unsigned charfloat adval,temp,U0,sum=0,RX,rest=10000.0;uchar N = 10,mode,dang,flag=1,flag2=1,num=59,y;int d,h=4,j;sbit dang1=P30;sbit dang2=P31;sbit dang3=P32;sbit dang4=P33;sbit adcs=P35;sbit adwr=P36;sbit adrd=P37;sbit key=P24;void ad_read() /读取ADC0804数据adcs=0;adwr=1;/* 步进电机bujin.h */uchar code ffw=0x01