畢業(yè)設(shè)計(jì)---簡(jiǎn)易自動(dòng)電阻測(cè)試儀-文庫(kù)吧
2024-10-18 23:11 本頁(yè)面
【正文】 動(dòng)量程轉(zhuǎn)換功能。 2．發(fā)揮部分 （ 1）具有自動(dòng)電阻篩選功能。即在進(jìn)行電阻篩選測(cè)量時(shí)，用戶通過(guò)鍵盤輸 入要求的電阻值和篩選的誤差值；測(cè)量時(shí)，儀器能在顯示被測(cè)電阻阻值的同時(shí)， 給出該電阻是否符合篩選要求的指示。 （ 2）設(shè)計(jì)并制作一個(gè)能自動(dòng)測(cè)量和顯示電位器阻值隨旋轉(zhuǎn)角度變化曲線的 輔助裝置，要求曲線各點(diǎn)的測(cè)量準(zhǔn)確度為177。（ 5%讀數(shù)＋ 2 字） ,全程測(cè)量時(shí)間不 大于 10 秒 ,測(cè)量點(diǎn)不少于 15 點(diǎn)。輔助裝置連接的示意圖如圖 1 所示。 4 圖 1 輔助裝置連接示意圖 3 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 在電阻測(cè)量時(shí)，通過(guò)對(duì)按鍵的輸入，控制繼電器的吸合對(duì) 100Ω 、 1kΩ 、 10kΩ 、 10MΩ四個(gè)檔位進(jìn)行手動(dòng)選擇或自動(dòng)選檔， 待測(cè)電阻經(jīng)過(guò)恒流 /壓源、放大電路，一系列的A/D、 D/A 轉(zhuǎn)換后， 經(jīng)由單片機(jī)輸出，將在 LCD12864 液晶顯示屏上顯示相對(duì)應(yīng)的檔位以及當(dāng)前的所測(cè)的電阻阻值，亦可通過(guò)鍵盤輸入 ，針對(duì)可調(diào) 電位器，進(jìn)行實(shí)時(shí)的曲線描點(diǎn)功能，即在 LCD12864 液晶 顯示屏上顯示實(shí)時(shí)的電位器通過(guò)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的角度與阻值大小的相應(yīng)實(shí)時(shí)曲線。 為較好的實(shí)現(xiàn)各模塊的功能，我們分別設(shè)計(jì)了幾種方案并分別進(jìn)行了論證。 圖 2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 5 方案論證 為較好的實(shí)現(xiàn)各模塊的功能，我們分別設(shè)計(jì)了幾種方案并分別進(jìn)行了論證 。 在控制模塊選擇上，我們有以下幾種方案，具體如下： 方案 1：采用可編程邏輯器件 CPLD 作為控制器。 CPLD 可以實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的邏輯 功能、規(guī)模大、密度高、體積小、穩(wěn)定性高、 IO 資源豐富、易于進(jìn)行功能擴(kuò)展。采用并行的輸入輸出 方式，提高了系統(tǒng)的處理速度，適合作為大規(guī)?？刂葡到y(tǒng)的控制核心。 方案 2：采用 STC 公司的 12C5A60S2 單片機(jī)作為主控制器。 STC12C5A60S2 是一個(gè)低功耗，高性能的 51 內(nèi)核的 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 8k 空間的可反復(fù)擦 1000 次的 Flash只讀存儲(chǔ)器，具有 256 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM）， 32 個(gè) IO 口， 2個(gè) 16 位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器。且該系列的 52 單片機(jī)可以不用燒寫器而直接用串口或并口就可以向單片 機(jī)中下載程序。 相比之下 STC12C5A60S2 的性價(jià)比較高且 CPLD 用于較高端的電路，所以選擇 2方案。 在采樣測(cè)量模塊方案選擇中，我們有 4個(gè)備選方案，具體如下： 方案 1： 用一個(gè)運(yùn)放作為反饋，同時(shí)使用場(chǎng)效應(yīng)管避免三極管的 be 電流導(dǎo)致的誤差。典型 運(yùn)放恒流源如圖 2所示， 本方案 電流不 是 特別精確，其中的場(chǎng)效應(yīng)管也可以用三極管代替。電流計(jì)算公式為： I = Vin/R1。 圖 3 恒流源電路圖 6 方案 2： TLC2272搭建的恒流源如圖 4 所示， 利用運(yùn)放 TLC2272比較電壓，控制 CMOS管的電流大小，并且不受前面電路的影響，可輸出較大電流最大可達(dá) 4A 左右，且穩(wěn)定性良 好、 精度 高，但是調(diào)試難度系數(shù)偏高，場(chǎng)效應(yīng)管容易燒毀。 GND600R8600R91RR7Q295401TLC22722TLC2272GNDQ1540儀表放大GND+12V1RR6接 DA接儀表放大圖（ 4 ） 圖 4 TLC2272 恒流源電路 方案 3： LM353 與 TL431 組成的恒流源如圖 5兩者的配合互補(bǔ)了相對(duì)的缺陷， I=U/Rx且不需要穩(wěn)壓管，相對(duì)方案 3而言經(jīng)濟(jì)效益較高，調(diào)試和穩(wěn)定性優(yōu)于以上一系列方案。綜合以上分析，故我們選擇了方案 3。 657BL M 353+ 5VR 29 2K231T L 43 1R 30 1MR 311MV O 2K4D8D I O D E8100Q 10P 10+ 5V 圖 5 LM353 與 TL431 恒流源電路 7 在顯示模塊選擇過(guò)程中，我們有以下三種方案，分別為： 方案 1：用數(shù)碼管進(jìn)行直接顯示。數(shù)碼管直接接到單片機(jī)上不僅占用端口，顯示具有局限性，而且還要另外制作 AD 采樣和數(shù)碼驅(qū)動(dòng)電路，比較繁瑣，因此我們放棄了此方案。 方案 2：用 ZLG7290 鍵盤顯示電路顯示。由于 ZLG7290 鍵盤顯示電路有兩個(gè)四位數(shù)碼管顯示，但是按鍵顯示不夠穩(wěn)定，程序設(shè)計(jì)較繁瑣，因此我們放棄了此方案。 方案 3：使用 LCD12864 液晶顯示屏。液晶顯示屏具有輕薄短小，低耗電量，無(wú)輻射危險(xiǎn)，平面直角顯示以及影像穩(wěn)定不閃爍等優(yōu)勢(shì)，可視面積大，畫面效果好， 分辨率高，抗干擾能力強(qiáng) ，可靈活用于畫圖、畫線 等特點(diǎn)，符合本次設(shè)計(jì)任務(wù)的要求。故采用此方案。 電機(jī) 轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中需要精密測(cè)出相應(yīng)轉(zhuǎn)過(guò)的角度，這就要求電機(jī)的靈敏度高，受 慣性的影響較小，所以直流電機(jī)不滿足要求。故我們采用了 帶光耦隔離， 利用 抗干擾能力強(qiáng)的 TLP521 作為隔離保護(hù) ； 利用 L297 進(jìn)行 PWM 脈寬平滑調(diào)速 與 輸出限流保護(hù) ； 利用 L298實(shí)現(xiàn) 電機(jī)驅(qū)動(dòng)及其 正反轉(zhuǎn) ，并采用二極管進(jìn)行 續(xù)流保護(hù) 。整體電路 如圖 6 所示 ： I N P U T 15E N A B L E A6I N P U T 27I L P U T 310E N A B L E B11I N P U T 412C U R R E N T1S E N S I N G AC U R R E N T15S E N S I N G B+ 5V9O U T P U T 12O U T P U T 23O U T P U T 313O U T P U T 414GND8VSS4A4L 298D 10I N 4 007D 13I N 4 007D 11I N 4 007D 14I N 4 007D 12I N 4 007D 15I N 4 007D 16I N 4 007D 17I N 4 007+ 5VV D D12J7C O N 212J2C O N 212J1C O N 2C W / C C W17S T E P18H A L F / F U L L19R E S E T20C O N T R O L11E N A B L E10S Y N C1O S C16GND2A4I N H 15B6C7I N H 28D9S E N S 114S E N S 213V r e f15+5V12HOME3A3L 297R 25R 26R 23103+ 5VR 2222k+ 5VR 2410KC 1122u F+ 5VC 10+ 5VHOME12345678 910111213141516J8T L P 52 1R 14R 15R 16R 17+ 5V+ 5V+ 5V+ 5VR 181KR 191KR 201KR 211K1234J6C O N 4+ 5V V+ 5V V+ 5V V+ 5V VR E SR E SO S CO S C圖 6 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 8 4 軟、硬件設(shè)計(jì) 100Ω 檔 工作原理分析 如圖 7所示， 該恒流源電路由 TL431 和三極管組成， 當(dāng)電壓開(kāi)始升高時(shí)，流經(jīng)三極管 Q1的偏流電流也增大，從而導(dǎo)致流經(jīng) R11 的電流也大幅增大， R11 的電壓降也增大。但一旦
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