【正文】 號 學(xué)生姓名 專業(yè)班級 測控技術(shù)與儀器一班 指導(dǎo)教師 總評成績 201 年 6 月 7 日 直流電阻測試儀硬件系統(tǒng)設(shè)計Dc resistance tester hardware system design 學(xué)生姓名： 楊 指導(dǎo)教師： 李 武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文）目 錄摘要…………………………………………………………………………........ⅡAbstract………………………………………………………………………........Ⅲ第1章 緒論………………………………………………………………...........1 本課題的研究背景…………………………………………………………. 1 本課題研究現(xiàn)狀……………………………………………..........................1 本論文設(shè)計任務(wù)……………………………………………………………..3 本論文章節(jié)安排……………………………………………………………..3第2章 方案設(shè)計………………………………………………….........................5 系統(tǒng)設(shè)計總體結(jié)構(gòu)圖......................................................................................5 CPU的選型.....................................................................................................5 顯示部分模塊選擇..........................................................................................8 按鍵的介紹 ....................................................................................................10 A\D轉(zhuǎn)換器......................................................................................................11 放大器..............................................................................................................12 恒流源電路的結(jié)構(gòu)..........................................................................................14 protel介紹........................................................................................................16第3章 控制部分結(jié)構(gòu)的設(shè)計………………………………………………….....20 單片機最小系統(tǒng)原理圖……………………………………………………..20 12864液晶顯示原理圖……………………………………………………...20 按鍵控制原理圖……………………………………………………………..21 串口通信原理圖..............................................................................................22 電源設(shè)計..........................................................................................................24第4章 實驗結(jié)果及總結(jié)……………………………………………………….....25 影響測量精度的因素及采取的措施..............................................................25 結(jié)果與總結(jié)…………………………………………………………………..25總 結(jié) ……………………………………………………………………………...27致 謝…………………………………………………………………………….....28參考文獻……………………………………………………………………….......29 摘 要 本文針對變壓器繞組的直流電阻測量中的一些關(guān)鍵技術(shù)問題, 提出了精確、快速、自動的測量方案。測試儀設(shè)計完成后，經(jīng)過計算機仿真，通過對仿真數(shù)據(jù)結(jié)果的計算，可以有效的減少直流電阻的測量時間，并且可保證較高的準確性，驗證了設(shè)計的合理性和可行性。近年來，隨著電力系統(tǒng)容量的越來越大，變壓器的容量也不斷加大。在生產(chǎn)和檢修部門, 中間試驗環(huán)節(jié)的直流電阻測量可以檢查出變壓器在繞制、焊接、引線等工藝過程中的質(zhì)量問題。因此, 研制精密、快速、自動的測量裝置具有重要的實際意義。變壓器繞組直流電阻的測量是變壓器試驗中既簡便又重要的一個試驗項目。測量變壓器繞組的直流電阻采用電壓降法或電橋法。（2）三相變壓器有中點引出線時，應(yīng)測量各相繞組的電阻；無中點引出線時，可以測量線間電阻，然后計算各相電阻。為了測量準確，必須等待表計指示穩(wěn)定后再讀數(shù)，必要時應(yīng)采取措施縮短穩(wěn)定時間。（7）由于變壓器電感較大，電源在接通或斷開瞬間，自感電動勢很高，因此為防止儀表損壞，要特別注意操作順序。第一種為電流電壓法，其原理是在被測繞組中，通以適當大小的直流電流，然后測量繞組中的電流和繞組兩端的電壓降，再根據(jù)歐姆定律，即可算出繞組的直流電阻。該方法的主要缺點是需要較長的時間才能測出準確值。第二種為平衡電橋法，該方法是采用電橋平衡的原理來測量直流電阻，常用的平衡電橋法有單臂電橋或雙臂電橋兩種。測量完畢，先放開檢流計按鈕，再放開電源開關(guān)。若使磁通減少，也就降低了L值，則電流變化的時間（取決于時間常數(shù)）便減小。設(shè)計制作一種測量變壓器等小電阻的電阻測試儀。收集相關(guān)資料，查閱參考文獻；了解硬件設(shè)計要求，熟悉各個元器件的功能；學(xué)習(xí)Protel相關(guān)知識；設(shè)計硬件原理圖；繪制電路板，焊接出幾塊成品；第一章，緒論。第三章，控制部分結(jié)構(gòu)的設(shè)計。第二章 方案設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計總體結(jié)構(gòu)框圖如圖21所示。模數(shù)轉(zhuǎn)換與程控放大器是針對各種大小不同的信號而設(shè)計的。本系統(tǒng)裝置集大小量程于一體，采用典型的四線制測量法，恒流源的穩(wěn)定設(shè)計，高精度AD及對比采樣，保證信號穩(wěn)定，提高測量標準電流的不確定度。 CPU的選型本系統(tǒng)設(shè)計用到的單片機芯片是51系列的80S51。此外，80S51還可工作于低功耗模式，可通過兩種軟件選擇空閑和掉電模式。 單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)MCS—51單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)有8大部分，如下（1）一個8 位的中央處理器 CPU（又稱為微處理器）中央處理器(CPU)是整個單片機的核心部件，是8位數(shù)據(jù)寬度的處理器，能處理8位二進制數(shù)據(jù)或代碼，CPU負責(zé)控制、指揮和調(diào)度整個單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作，完成運算和控制輸入輸出功能等操作。其中含有MCS51指令集含 111條指令，按照指令操作功能劃分為以下五類： （1）數(shù)據(jù)傳送指令 （2）算術(shù)運算指令 （3）邏輯運算及轉(zhuǎn)移指令 （4）控制轉(zhuǎn)移指令 （5）位操作指令 單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖： 單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖80S51單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖。 顯示部分模塊選擇12864LCD 顯示器 (LCD) 具有功耗低、體積小、重量輕、超薄等，其它顯示器無法比擬的優(yōu)點，近年來被廣泛用于單片機控制和微控制器控制的智能儀器、儀表和低功耗電子產(chǎn)品中。： 12864引腳圖本設(shè)計使用的是TH12864顯示模塊。10%供電電源3LCDVINLCD工作電源輸入端提供LCD工作的電源~VCC+4RS內(nèi)部功能寄存器選擇信號，輸入端提供內(nèi)部功能寄存器選擇的輸入信號，RS=H選擇數(shù)據(jù)寄存器，RS=L選擇命令或狀態(tài)寄存器外接微處理器的選通控制信號5R/W讀/寫操作控制信號，輸入端提供讀/寫操作的輸入信號，輸入信號，選擇讀/寫模塊操作R/W=H，讀操作；R/W=L，寫操作外接微處理器的讀寫控制信號6E片選使能，輸入端提供選通工作的輸入信號，片選信號，高電平有效外接微處理器的片選輸出信號714DB0~DB7內(nèi)部數(shù)據(jù)總線，輸入/輸出提供數(shù)據(jù)輸入/輸出的信息交換通道外接微處理器的并行數(shù)據(jù)總線15CS1片選輸入端提供KS0108B（1）片選信號外接選通KS0108B（1）的片選信號16CS2片選輸入端提供KS0108B（1）片選信號外接選通KS0108B（2）的片選信號17RSTB復(fù)位控制輸入端復(fù)位信號，低電平有效接外部復(fù)位電路輸出端18VOUT驅(qū)動電壓輸出端提供LCD驅(qū)動電壓輸出通過電位器調(diào)整后接背光電源輸入端19BLVCC背光電源輸入端提供背光電路的電源，根據(jù)需要調(diào)整20BLGND背光地提供背光電路的參考地鍵盤在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，實現(xiàn)輸入數(shù)據(jù)、傳送命令的功能，是人工干預(yù)的主要手段。這種鍵盤易于使用，但硬件比較復(fù)雜，對于主機任務(wù)繁重之情況，采用8279可編程鍵盤管理接口芯片構(gòu)成編碼式鍵盤系統(tǒng)是很實用的方案。隨后，確定鍵盤工作式：采用中斷或查詢方式輸入鍵操作信息。 。由于機械觸點的的彈性作用，一個按鍵開關(guān)在閉合和斷開的瞬間均有一連串的抖動，抖動時間的長短由按鍵的機械特性決定，一般為5~10ms，這是一個很重要的參數(shù)。 這種方法只適用于鍵的數(shù)目較少的情況。（這種消除抖動影響的軟件措施是切實可行的。 。連擊是可以利用的。這里，我們主要學(xué)習(xí)后二種典型A/D電路芯片與8051單片機的接口方法。 多路開關(guān)有8位模擬量輸入端，最多允許8路模擬量分時輸入，共用一個A/D轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換。(4) 分辨率：8位