单片机电阻表的设计说明书

1、目录1、设计内容和要求22、系统总体结构32. 1、系统总体设计32.2、主控部分的选择43、最小系统64、硬件设计64. 1总体设计框图64.2电压测量的设计74. 3模数adc传换的设计74、4液晶显示电路的设计85、输入、输出部分96、软件设计106. 1主控程序流程106. 2软件仿真117、实物制作与仿真128、总结139、参考文献14附录1原件清单15附录2原理图16附录3程序17附录4实物图31第一章设计内容和要求随着现代科技的飞速发展，生产生活屮人们对工具的要约越来越高。其屮我 日常所使用的电阻表的精度和性能也要求越来越高。并且电阻表完全可以通过现 代科技来实现智能化，智能化即

2、不需要人工来调节档位，测量不同阻值的电阻时, 可以口动更换档位。并且同时显示出阻值和量程。这次课程设计我的课题就是基于单片机芯片stc89c52设计一个三档位的电 阻表，第一档位:1-100欧，第二档:l-5k欧，第三档:1-10r欧。电阻表能自 动转换量程，测量结果使用lcd显示，误差小于5%。设计内容包括：1、单片机最小系统2、模数转换3、电阻电压转换4、显示测得的电阻阻值设计原理为通过伏安法测出电阻的阻值，经过模数转换，将测得的阻值显示 到 lcd.ho第二章 系统总体结构2. 1系统总体设计系统共分为四个部分：电阻电压转换、模数转换器、单片机、lcd显示。图1电阻表2.2主控部分的选择

3、进行深入的分析和思考，将本次设计系统分为一下几个部分:a/d转换电路、被测电阻、单片机系统、显示电路、电机控制电位器电路。电源电路口动测量电阻表系统框图屯阻的测量屯路：电阻一屯压转换测量法，采用r/l'转换器将被测电阻转换 成电压，经转换后得到的直流电压经a/d转换器转换为数字信号，由单片机控制 输出显示被测电阻值到lcd。电机控制电位器电路：采用继电器作为档位开关控 制，继电器是一种电控制器件。它具冇控制系统（又称输入凹路）和被控制系统 （又称输出回路）z间的互动关系。通常应用于门动化的控制电路中，它实际上 是用小电流去控制大电流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全 保护

4、、转换电路等作用。采用2个继电器分别控制不同电阻测试档位。控制系统 由单片机系统控制。a/d转换器：选用adc0832； adc0832芯片是美国国家半导体公司生产的种 8位分辨率、双通道a/d转换芯片。由于它体积小，兼容性，性价比高而深受单 片机爱好者及企业欢迎，其目前已经有很高的普及率。其具有以下特点：双通道a/d转换；输入输出电平与ttl/cmos相兼容； 5v电源供电时输入电压在05vz间；工作频率为250khz,转换时间为3211s； 一般功耗仅为15mw； 8p、14pdip （双列直插）、picc多种封装;商用级芯片温宽为0° c to +70° c,工业级芯

5、片温宽为一 40° c to +85° c；芯片接口说明： cs_片选使能，低屯平芯片使能。 ch0模拟输入通道0,或作为in+/-使用。 c111模拟输入通道1,或作为in+/-使用。 gxd芯片参考0电位（地）。 dt数据信号输入，选择通道控制。 do数据信号输出，转换数据输出。 clk芯片时钟输入。 vcc/ref电源输入及参考电压输入（复用）。adc0832为8位分辨率a/d转换芯片，其最高分辨可达256级，可以适应般 的模拟量转换要求。其内部电源输入与参考电压的复用，使得芯片的模拟电压输 入在05vz间。芯片转换时间仅为32 us,据有双数据输岀可作为数据校验，以

6、 减少数据课差，转换速度快且稳定性能强。独立的芯片使能输入，使多器件挂接 和处理器控制变的更加方便。通过di数据输入端，可以轻易的实现通道功能的 选择。单片机：at89c52；显示器：选用lcd 1602o工业字符型液晶，能够同吋显示16x02即32个字符。1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的 点阵型液晶模块。它由若干个5x7或者5x11等点阵字符位组成，每个点阵字符位 都可以显示一个字符，每位z间冇一个点距的间隔，每行z间也冇间隔，起到了 字符间距和行间距的作用，止因为如此所以它不能很好地显示图形。特性：3.3v或5v工作电压，对比度可调；内含复位电路

7、；提供各种控制命令，如：清屏、字符闪烁、光标闪烁、显示移位等多种功能；有80字节显示数据存储器ddram；内建有192个5x7点阵的字型的字符发牛器cgrom；8个可由用户自定义的5x7的字符发生器cgram；微功耗、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧，常用在袖珍式仪表和低功耗应用系统屮。操作控制。第三章最小系统由stc89c52,复位电路，时钟产生电路组成。其原理图如下:最小系统电路原理图第四章硬件设计木系统是一个简单的单回路控制系统。为了实现对电阻的精确测量和测量档 位自动切换，本系统采用了 at89c52单片机作为系统的控制中心，在测试电阻阻 值吋，有信号测试端将所测信号送入a/d转换器ad

8、c0832,经a/d转换后将数据 送入单片机进行数据处理，实时将所测电阻阻值经液晶显示模块显示。在进行档 位切换时。由单片机控制的继电器构成档位开关，对档位进行正确切换。总体设 计框图如图总体设计框图4. 2电压测量的设计如图2所示为被测电阻电压测量。电压经过已知电阻r1和被测电阻rx接 到地。通过out输出被测电阻rx上的电压。送到adc0832的ch0 口。r1 -二）.oirx i<text> <text>图3被测屯阻电压测量图4.3模数adc转换的设计由电压测量得到的电压经过adc模数转换可得到8位的电压值，经过欧姆 定律（即电压之比等于电阻之比）可得到被测电阻

9、的阻值的大小。公式如下错误！未找到引本设计用到的r1的阻值为200q、20kq和200kq。由被测电阻得到的电压值经adc0832的2脚ch0输入，经过内部的ad转 换，在do 6输出数字电压量，经过上述公式的转变，在p1.1 口上的显示的数字 量为被测电阻的阻值数字量。如图3所示为被测电阻电压量转换为阻值量。被测电阻电压量转换为阻值量图4. 4液晶显示电路的设计经过adc0832模数转换得到的电阻值数字量，在mcu的pl. 1 口输入，mcu 系统处理后在p0 1-1由lcd 1602显示出來该被测电阻的阻值。如图4所示为被测 屯阻阻值显示。p0out单片机pld0-d7lcd 1602被测

10、电阻阻值显示图第5章输入、输出部分电阻表主控制部分电源需要用5v直流电源供电，把频率为50hz、有效值为 220v的单相交流电压转换为幅值稳定的5v直流电压。其主要原理是把单相电经 过电源变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路传换成稳定的直流电压。由于输 入电压为电网电压，一般情况下所需直流电压的数值和电网电压的有效值相差较 人，因而电源变压器的作用显现岀來起到降压作用。降压后还是交流电压，所以 需要整流电路把交流电压转换成直流电压。由于经整流电路整流后的电压含有较 大的交流分量，会影响到负载电路的正常工作。需通过低通滤波电路滤波，使输 出电压平滑。稳压电路的功能是使输出直流电压基本不受电网电压

11、波动和负载电 阻变化的影响，从而获得稳定性足够高的直流圧。本电路使用充电器解决电源稳 压问题。我们使用的是经过特殊加工过的电路板，在板的内部已经将整流、变压的线 路连好了。各原件所用的5v直流电源在电路板内部连成了儿条线路，使用起来 很方便。电阻输入则是通过将不同阻值的电阻接在表的两端，阻值范围是1-10k欧 姆。当接入时电阻表的液晶显示屏上会自动显示出当前所接入的电阻的阻值和量 程（档位）。当所接电阻超出量程吋，lcd显示error。时序参数表吋序参数符号极限值恒位测试条件最小值典型值最大值e信号周期tc400ns引脚ee脉冲宽度150nse上升/下降沿时间tr25ns地址建立时间tspl3

12、0ns引脚e、rs、地址保持时间tlldl10nsr/w数据建立时间（读操作）tn100ns引脚数据保持吋间（读操作）t|id220nsdbodb7数据建立时间（写操作）tsp240ns数据保持时间（写操作）thd210mmmmns第六章软件设计6主控程序流程程序机构主要包括：主控程序模块、lcd 1602液品显示程序、阻值数据显 示处理了程序、标志符号显示了程序、延时了程序等几个部分组成。主控程序流程图：6. 2软件仿真本设计通过利用proteus仿真，将所编写的程序用keil软件编译，所仿真原 理图见第七章。在实验调试过程中每个测量量程档选用2个电阻进行测量，下表就是我们测 试的实际电阻值

13、和测量电阻值数据，以及测量误差。量程档实际电阻值仿真测量电阻值误差ik7. 3q7q-4. 10%15. 2 q15q-1. 31%52. 7 q53 q0. 57%200 q201 q0. 5%500 q508 q1.6%750 q762 q1.6%900 q908 q0. 89%950 q953 q1.4%5k1.5kq1518q1.2%2kq2016 q2. 46%2. 5kq2481 q-3. 1%3k q2940 q-2%3. 5kq3509 q0. 76%4kq4019q0.61%4. 3k q4283 q-3. 36%4. 5kq4518 q1.23%10k5kq5012 q0.

14、81%5. 5k q5561 q0. 92%6kq6022 q0. 28%6. 5kq6478 q-1.84%7kq6983 q-1. 62%8k q7903 q-3. 3%9. 5k q9679 q6%在调试时发现当所测电阻阻值接近量程时测得的值不够精确。第7章实物制作与仿真dcc o o c 0 0 0ml5lqdti ool' i o ia a 八八to 8 t 0 v 0 0 0 0(2° 00000°° odoeoonacinoe>c 】ua occeaco oho o o：“ ooonov y c coooooodoovoco joooo

15、oooooooco inonoononn n n ：; r：t0do«t n oo»i upoou oomqco-匚!c a， e cw j 卜t1|vlj.止面图与反面图2oooo oc1o冬prpz?a««texj>丄i-istext1>xtm1xta12psdtalep1dtz pi.inzb<p12p1jp1.4pisp14p12fdh-aoj po 1w1 pozr/uq poa-aja pa “4 posfms 阳sm pg顾nag rz.v/e fz2tac p2a11 r2.4/ac pzs/acp2wahp3x1ivo

16、 p3.in»p3nrrop33tbttr3.wtdp3ot1 p3xim p3.?toctexl-«te<1itt?¥3tj2saxctexr2kecdlcds各lj00fisp9fa200 10d 订wcrsclk pi do t6iixuoni gnd5r10hr15 g ctex：r12i(m未开启时的电路&texp-200k bok etekry«te5<r>x13r<tex1>19xtal1xta1298dtam) o.ttadi d2ta0z tak3 口心" saos «ak o.

17、tfad?tscb>r1artsislors： 020.0 ft/c200fi)s¥alepino? tiuip1dtt2nj; w ?pnwg f22tao fz3ta11 p2.vacf2jraa f2ahp2.7/a®p3£tfv<» f3.vt»r32rtwinp33tm px<nnp3st1 phek f3j/w>21 p2dzz f2lzj mr2d灯久t1 b<3tewe cuhuuh rwm euluoicmkui ptsu3sw1ccsclkcnodicr1gord200 im tr&cn

18、-xomxzq&xsxsw ;cinhli ctexd-3 message(s) animating: 00:00:13.950000 (cpu load 12)测量电阻时的仿真图总结我设计的自动测量电阻表能够完成基本部分和部分发挥部分的要求，即能够 完成测量量程为lkq、5kq、10k q三档，测量准确度为土5%；能自动显示单位, 这三档量程具有口动量程转换功能。这个基于单片机设计的电阻表具有智能化的 功能如果投入生产可以增加量程以便于使用。这种电阻表成本低且实用性、可操 作性都很强。通过本次课设，我知道了怎么去买器材，不仅仅要知道自己所需要的器材名 称述要知道型号。遇到问题我们要学

19、会通过另一种途径解决问题，比如本次课设, 我使用的是adc0832芯片而在电了市场的时候拿到的却是dac0832,这与卖家 的粗心有关，但是根本问题还在我自身，没冇看清元器件的型号。下次做每一次 失败都是下次成功的基础。感谢学校给我们这次机会，锻炼了我们的动手能力及 运用专业软件的能力。通过这次课设让我明白了理论和实际操作之间差距，而且 也让我很明确得意识到自己在数电上冇很多的知识漏洞，以后应该多钻研一下。 这次课程设计我主要负责文论撰写，在写论文过程中积极和同组同学探讨电梯的 基本原理，每个模块的功能及如何实现。对office套件的使用更熟悉，为以后 毕业论文的撰写奠定了一定基础。最后再次感

20、谢这次课程设计。参考文献【1】 陈舜青 c语言程序设计南京大学出版社2 张齐朱西宁单片机应用系统设计技术第五版电子工业出版社3 王敬栋单片机c语言应用100例电子工业出版社【4】李群芳 单片机原理接口与应用 北京：清华大学出版社附录1元器件清单：1、stc89c52 x 12、lcd1602 x 13、电路板xi4、排阻(10k) xi5、12m 晶振 xi6、电位器xi7、40脚管座xi8、8脚管座xi9、口锁开关xi10、复位开关xi11、整流桥xi12、30pf瓷片电容x213、排针若干14、排座若干15、转换开关x316、各个阻值电阻若干17、排线若干总计成本80元附录2原理图lcd,

21、4±p2sf2厂9hisw1ktzbcsc3tbiir ctexd1?didogokc5onoch1ono*a>w>t<text>ale9kp2d7cn.utp2n畑pz.i/acf21vaop2j&aumw3-!lp3£yn»p3in>»p3wrofoannp3.wtdp3j&wkp3?otijg 1?ix1 crrtm:t “rxtal1xta12rstjgpaw/wi poaxq 阳moi p“心 rmtam poj&adgpo7/awjju4fe3u1oi4xdxi132k eco ctext

22、>20 kctekn-200kctekt>textv附录3主程序:#include<reg52. h>#include<lcd1602. h> #include<adc0832. h> void get_liangcheng(void);void hemdlc_codc(void);void dis_code(void);voiddisdwlc(void);unsignedcharcode mesl二"resistors:"unsignedcharcode digit二”0123456789;unsigncdcharcode

23、mes 二2001k5k10k;unsignedcharres5,temp oo, temp_l=0;unsignedchart二0, sign二7;unsigned int r=0;unsigned char d1y_16o2=/*屯阻符号一*/0x00, 0x00, oxoe, 0x11, 0x11, oxoa, oxlb, 0x00;/*函数功能： 延时若干毫秒 */void dclaynms (unsigned char n)unsigned char i, j, k;delaynms(100);for (i=0;i<n;i+)for(j=0;j<10;j+)for(k=0

24、;k<33;k+);void main(void)unsigned char j,tl=0, t2=0, k=l;delay runsinit_lcd1602 ();write_diy1602(diy_1602);writeadd_1602(0x00);j=0;while (mesl j !=，0,)writedata_1602(meslj+);wh i1e (1)get liangcheng ();handle_code() ;/处理ad读取到的数据 dis.codco ;/显示四位数字和一个小数点dis_dw_lc();显示电阻单位和量程。delaynms (1000);void g

25、ct_liangchcng(void) /判断用哪一个量程unsigned char i;for (i=0;i<5;i+)p3二(p3&0xf0)+i;delaynms(50);temp_0二getad code(0);sign=7;swit ch(i)case 0:if (0x05teinp_0)&& (temp_0<=0x4f)/200case 1:sign=0; break; /屮断 switch;if (0x20<temp_0)&&(temp_0<=0x99)sign二1;break;/500case 2:if (0x30

26、<temp_0)&&(temp_0<=0xa9)sign二2;break;/lkcase 3:if (0x2b<temp_0)&&(temp_0二oxbo)sign=3;break;/5kcase 4:if (0x2b<tcmp_0)&&(tcmp_o<oxbo)sign=4; break;/10kif (sign!二7)/中断 for 循环break;/*处理 ad 读出的数*/void handle code (void)/处理 ad 读的数unsigned char i;p3=(p3&0xf0)+sig

27、n;delaynms (50);temp_0=getad_code (0) ; /ad 读取电压,tcmp_l=gctad_code (1);r二(100*temp_0)/(255- temp_l)*10;/转换成电阻,for (i=0; i<4; i+)/把处理后的前四位数放进数组res3-i=r%10;r=r/10;void dis_code(void) /显示读数和小数点unsigned char point二10, i;if (sign二二01 | sign二二3)/判断各量程的小数点放在第几位 point=3;elseif(sign二二1|sign二二4)point二1;els

28、eiif(sign=2)point=2;)writeadd_1602(0x40) ;/显示四个数学和一个小数点for(i=0;i<4;i+)if(i=point)wri tedata_1602 (');writedata_1602(digitresi);void disdwlc(void)unsigned char i;writcadd_1602 (0x46);清除上次显示的单位和量程。for(i=0;i <10;i+)writedata_1602 (0x20);switch(sign)case 0:/sign=0. 200 档 显示(o)writeadd_l602(0x4

29、6);writedata_1602(0x00);writedata_1602c /');writedata_1602 (j (');writcdata_1602c 2');writedata_1602 c 0,);writedata_1602(，o');writedata_1602 (0x00);writedata_1602 (')');break;case 1:case 2:case 3:/2k/20k/200/档显示单位(ko)writeadd_1602 (0x46);writcdata_1602 (j k');wri tedata_

30、1602 (0x00);if (sign二二1)writedata_1602 c /');wri tedata_1602 c (');writedata_1602(，2,);writedata_1602c k');writedata_1602(0x00);writcdata_1602 (')');)elseiif(sign=2)writedata_1602 (* /');writedata_1602 (，(');writedata_1602c 2');writedata_1602 (，0,);writcdata_1602 (j k

31、');wri tedata_1602 (0x00);writedata_1602(，)');elsewritedata_1602 (* /');writedata_1602 (，(');writedata_1602c 2');writedata_1602 (，0,);writcdata_1602c o');writedata_1602 (' k');writedata_1602 (0x00);writedata 1602(')');break;case 4:/10k档位，显示单位(ko)writeadd_1602

32、(0x46);writcdata_1602 (j k');writedata_l602(0x00);writedata_1602 (，/');writedata_1602('10');writedata_1602 (j k');writcdata_1602 (0x00);break;adc0832子程序：include “adc0832.hunsigned char getad code (unsigned char x) /x二0,选通通道 0,反之选通 1 通道。unsigned char i,dat;cs0832二1;/一个转换周期开始cs0832

33、=0; /cs置0,片选有效di00832二1;/dto置1,规定的起始信号clk0832二1;第一个脉冲clk0832二0;笫一个脉冲的下降沿，此前di0必须是高电平di00832=l;/d10置1,通道选择信号clk0832二1;/第二个脉冲，第2、3个脉冲卜沉z而，di必须跟别输入两位数据用于选择通道，这里选通道ch0clk0832二0;第二个脉冲下降沿di00832二x;/di置x,选择通道xclk0832=l;/第三个脉冲clk0832=0;第三个脉冲卜降沿di00832二1;第三个脉冲下沉之后，输入端di0失去作用，应置1clk0832二1;第四个脉冲for (i=0; i<

34、8; i+)/高位在前clk0832=l;/第四个脉冲clk0832二0;dat<<=l;将下面储存的低位数据向右移dat| = (unsigned char)di00832;/将输出数据dio通过或运算储存在dat最低位cs0832=l;片选无效lcd 1602 了程序：/ /%j/ /#r% 夕#define lcd1602_gl0balsinclude lcd1602. h函数功能：延时若干毫秒入口参数：nkl* kl* kl* kl* kl* kl* kl* kl* kl* kl* kl* kl* kl* kl* kl* kl* kl* kl* kl* kl* kl* kl

35、* kl* kl* kl* kl* kl* kl* kl* kl* kl* kl* kl* kl* kl* kl* kl* kl* kl* kl* kl* kl* kl* kl* kl* kl* kl* kl* kl* kl* / /void lcd1602_delay(unsigned char n)unsigncd char ii, i, j ;for(ii=0;i i <n;ii+)for (i=0;i<10;i+)for (j=0;j<33;j+);函数功能：判断液晶模块的忙碌状态返回值：resulto result=l，忙碌;result二0,不忙sax sax s

36、ax sax sax sax sax sax sax sax sax sax sax sax sax sax sax vz vz vz vz vz vz vz vz vz vz vz vz vz vz vz vz vz vz vz vz vz vz vz vz vz vz vz vz vz vz vz vz/unsigned char busytest(void)bit result;rs 二0;rw=1;根据规定，rs为低电平，rw为高电平时，可以读状态e二 1;/e二1,才允许读写_nop_ ();_nop_ ();/空操作_nop_ ();_nop_();空操作四个机器周期，给硬件反应时

37、间result二bf;/将忙碌标志电平赋给resulte=0;将e恢复低电平return result;函数功能：将模式设置指令或显示地址写入液晶模块入口参数：dictatel lz l lz l lz l lz l lz l lz l lz l lz l lz l lz l lz l lz l lz l lz l lz l lz l lz l lz l lz l lz l lz l lz l lz l lz l lz lz / 吓、z|% z|% z|% z|% z|% z|% z|% z|% z|% z|% z|% z|% z|% z|% z|% z|% z|% z|% z|% z|% z

38、|% z|% z|% z|% z|% z|% z|% z|% z|% z|% z|% z|% z|% z|% z|% z|% z|% z|% z|% z|% z|% z|% z|% z|% z|% z|% z|% z|%/void writccmd_1602 (unsigncd char dictate)while(busytest ()=1); /如果忙就等待rs=0;/根据规定，rs和r/w同时为低电平时，可以写入指令rw=0;r=0;/e置低电平(根据表8-6,写指令时，e为高脉冲，/就是让e从0到1发生正跳变，所以应先置0_nop_ ();_nop_();空操作两个机器周期，给硬件反应

39、时间lcd1602_port二dictate;/将数据送入pou,即写入指令或地址_nop_ ()；_nop_ ();_nop_();_nop_();空操作四个机器周期，给硬件反应时间e二1;/e置高电平_nop_ ();_nop_();_nop_ ();/空操作四个机器周期，给硕件反应时间当e由高电平跳变成低电平时，液品模块开始_nop_ ();e=0;执行命令函数功能：指定字符显示的实际地址入口参数：xvz vz vz vz vz vz vz vz vz vz vz vz vz vz vz vz vz vz vz vz vz vz vz vz vz vz vz vz vz vz vz vz

40、 vz vz vz vz vz vz vz vz vz vz vz vz vz vz vz vz vz/void writeadd l602(unsigned char x)writecmd_1602 (x | 0x80) ; /显示位置的确定方法规定为“80h+地址码x"/ vz函数功能：将数据（字符的标准asctt码）写入液晶模块 入口参数：y（为字符常量）jx / fx ztx ztx ztx ztx ztx ztx ztx ztx ztx ztx ztx ztx ztx ztx ztx ztx ztx ztx ztx ztx ztx ztx ztx ztx ztx ztx z

41、tx ztx ztx ztx ztx ztx ztx ztx ztx ztx ztx ztx ztx ztx ztx ztx ztx ztx ztx ztx ztx ztx ztx /void writedata_1602(unsigned char y)wh订 e(busytest () =1);rs二 1;rw=0;/rs为高电平，rw为低电平吋，可以写入数据e二 0;/e置低电平（根据表8-6,写指令时，e为高脉冲,/就是让e从0到1发生止跳变，所以应先置0lcd1602_port=y;将数据送入p0 口，即将数据写入液晶模nop_ ();_nop_ ();_nop_();_nop_ ();e=l;_nop_ ();_nop_ ();_nop_();_nop_ ();e=0;令空操作