【正文】 har i,j。 SendCommandByte(0xc0)。 //設(shè)置 DDRAM 地址 for(count=0。 //顯示狀態(tài)設(shè)置 SendCommandByte(0x01)。 SendCommandByte(0x30)。 Delay(1)。 //delay 40us } void SendDataByte(unsigned char ch) 西華大學(xué)課程設(shè)計說明書 第 21 頁 { RS=1。 E=1。 } void scankey(void)。t!=0。 int k=0。 char bcd[]=00000 Ohm。 綜上所述，應(yīng)采用一種量程轉(zhuǎn)換的方法來達(dá)到設(shè)計的要求，可在設(shè)計中加入數(shù)字電位器，通過單片機(jī)控制放大器的放大倍數(shù)，選用一個 8 位的 AD轉(zhuǎn)換器，通過改變量程的方法，可以實現(xiàn) ?? k10~10? 測量范圍。并且我們的設(shè)計所測量的小電阻還不夠小，這可以通過提高恒流源電流或者提高放大器的放大倍數(shù)來實現(xiàn)。 在本次設(shè)計中，小組成員協(xié)調(diào)合作。本次設(shè)計主要完成了 1mΩ ～ 1Ω 電阻的測試，實現(xiàn)了基本單片機(jī)的小電阻測量。 并且測量穩(wěn)定較好，測量模塊簡單，便于攜帶。 最后，在 LCD 顯示模塊。在程序處理時應(yīng)避免使用浮點數(shù)運(yùn)算。單片機(jī)接收的脈沖數(shù)減去 10002 個脈沖較為準(zhǔn)確。 弱信號放大器調(diào)試 該部分的放大單元使用了運(yùn)算放大器，運(yùn)算放大器在使用時應(yīng)該進(jìn)行調(diào)零，也就是讓兩端輸入型號都為 0V 時，輸出信號要盡量的接近于 0V。 根據(jù)歐姆定律可知，電壓等于電流與電阻之積。 程序整體設(shè)計框圖如下： 圖 程序整體設(shè)計流程圖 程序開始 程序初始化化 配置定時器 0 工作方式 配置 LCD 工作方式 程序采樣并進(jìn)行濾波處理 判斷采樣數(shù)據(jù)是否符合量程范圍 將采樣數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為測量電阻值并顯示 N Y 提示溢出 西華大學(xué)課程設(shè)計說明書 第 13 頁 5 系統(tǒng)調(diào)試 系統(tǒng)調(diào)試主要分為硬件調(diào)試和軟件調(diào)試。再將所測得的電阻值轉(zhuǎn)換為 ASIIC 碼，輸出顯示在 LCD 顯示器上。 .B8～ B1:BCD 碼輸出 .B8 為高位 ,對應(yīng) BCD 碼 。 .INHI:模擬輸入正 。 .+V:ICL7135 正電源引入端 ,典型值 +5V,極限值 +6V。 配置好單片機(jī)的工作方式 為外部信號輸入計數(shù)模式后 ，單片機(jī)所接收到 BUSY端口送入的脈沖數(shù)為（ 3）式中的輸出數(shù)字量加上 10000 個脈沖，其中的 10000個脈沖是由 ICL7135 正向積分所決定的。 kRR 1243 ?? ，經(jīng)計算 W1=，取一個大小為 10k 的滑動電位器能滿足要求。 電阻檢測模塊還包括一 個電壓放大模塊，此模塊使用差動放大器。恒流源電路 放大電路 A/D 轉(zhuǎn)換電路 單片機(jī) 模 塊 LCD 顯示模塊 西華大學(xué)課程設(shè)計說明書 第 6 頁 3 單元模塊設(shè)計 硬件部分主要分為檢測模塊和轉(zhuǎn)換模塊。 方案一：電橋測量方案 采用電橋方法測量方法，其電壓變化關(guān)系非線性，由于電路工作時， 各個 電阻產(chǎn)生熱量引起溫度升高會引起電阻值的變化，這樣所測數(shù)據(jù)不穩(wěn)定，最后輸出的結(jié)果不能達(dá)到我們所要求的精度。不僅測量簡便，讀數(shù)直觀，且測量精度、分辨率也高于一般電橋。鑒于此，我們采用了單片機(jī)，利用單片機(jī)的優(yōu)勢設(shè)計了該測量儀。 該儀器的特點是電路設(shè)計簡單 、測溫精度高、實用性強(qiáng) 。最后將數(shù)字信號送入 AT89C51 單片機(jī)，經(jīng)過軟件濾波和誤差處理 ，在 LCD 上顯示輸出相應(yīng)的電阻值 。例如電感器、變壓器中往往存在銅電阻，地鐵鐵軌的電阻；由于其數(shù)值較小，一般的指針萬用表無法測量出來；通常實驗室里會用電橋進(jìn)行測量，但電橋操作手續(xù)較煩，又不能直接讀出被測 電阻阻值。%，并采用四端測量法，電阻值不受引線長短及接觸電阻的影響。 方案論證 設(shè)計中主要采用了兩個方案，具體的方案見方案一和方案二。而方案二中，讓待測電阻通過一恒流源， 能夠產(chǎn)生一穩(wěn)定的電壓，并且線性 慣性非常好，精度也能達(dá)到要求，因此設(shè)計采用了方案二。此部分電路可產(chǎn)生一恒定電流，電流大小為 。電路原理圖如下： 西華大學(xué)課程設(shè)計說明書 第 7 頁 67423U174167423U274167423U474167423U3741R110KR210KR312KR412KR5100KR6100KR7100KR8100KR1022KR1122KR922KC1C2W110K1 2 3 4J1CON4_1OutGNDGNDGNDGNDGNDGND9v+9v+9v+9v9v+9v9vOutGNDINI9v +9v9v12J2CON2 圖 弱信號檢測放大器原理圖 上圖為弱信號檢測放大器， J2 為待測電阻的測量端口，該電路的放大增益為： 5814312 )1( RRW RRVV VA OVD ????? （ 2） 測試儀中取 8R = 5R =100K,設(shè)計要求檢測 ~1Ω電阻，經(jīng)過分析放大倍數(shù)為 30 倍時能達(dá)到設(shè)計要求，且有較好的線性關(guān)系和非常小的誤差。再通過兩個 Q 觸發(fā)器所構(gòu)成的 4 分頻模塊，最后送入 ICL7135 的 CLK管腳的時鐘頻率為 500KHz。20210 個數(shù)字量 ,有 STB 選通控制的 BCD碼輸出 ,與微機(jī)接口十分方便 .ICL7135具有精度高 (相當(dāng)于 14位 A/D轉(zhuǎn)換 ),價格低的 西華大學(xué)課程設(shè)計說明書 第 9 頁 優(yōu)點 .其轉(zhuǎn)換速度與時鐘頻率相關(guān) ,每個轉(zhuǎn)換周期均有 :自校準(zhǔn) (調(diào)零 ),正向積分 (被測模擬電壓積分 ),反向積分 (基準(zhǔn)電壓積分 )和過零檢測四個階段組成 ,其中自校準(zhǔn)時間為 10001個脈沖 ,正向積分時間為 10000 個脈沖 ,反向積分直至電壓到零為止 (最大不超過 20211 個脈沖 ).故設(shè)計者可以采用從正向積分開始計數(shù)脈沖個數(shù) ,到反向積分為零 時停止計數(shù) .將計數(shù)的脈沖個數(shù)減 10000,即得到對應(yīng)的模擬量 .圖 給出了 ICL7135 時序 ,由圖可見 ,當(dāng) BUSY變高時開始正向積分 ,反向積分到零時 BUSY變低 ,所以 BUSY可以用于控制計數(shù)器的啟動 /停止 . ICL7135 為 DIP28 封裝 ,芯片 引腳 排列如圖 所示 ,引腳 功能及含義如下 : (1)與供電及電源相關(guān)的 引腳 (共 7腳 ) .V:ICL7135 負(fù)電源引入端 ,典型值 5V,極限值 9V。 .AC:模擬地 ,典型應(yīng)用中 ,與 DGND(數(shù)字地 )一點接地 。當(dāng)輸入為低電平時 ,轉(zhuǎn)換結(jié)束后需輸入一個大于 300ns 的正脈沖 ,才能啟動下一次轉(zhuǎn)換 . .POL:極性信號輸出 ,高電平表示極性為正 . .BUSY:忙信號輸出 ,高電平有效 .正向積分開始時自動變高 ,反向積分結(jié)束時自動變低 . (3)與選通和數(shù)據(jù)輸出相關(guān)的 引腳 (共 9腳 )39。 主程序設(shè)計：當(dāng) A/D 轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)據(jù)送入單片機(jī)內(nèi)部后，單片機(jī)就采集數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)采集到內(nèi)部存儲器的存儲單元存儲，將輸入的 脈沖數(shù)經(jīng)過計算轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的電阻值 。 顯示程序： 因為 LCD1602 接收的是 ASIIC 碼，所以應(yīng)將測量的電阻值大小轉(zhuǎn)換為 ASIIC碼，直接送入 LCD1602 顯示。 恒流源調(diào)試 本測試儀中，系統(tǒng)依據(jù)待測電阻兩端的電壓來判斷其電阻值的大小，所以該電壓要非常的穩(wěn)定。 在實際制作過程中，還應(yīng)考慮三極管功耗的問題，因為改恒流源的電流為 ，三極管的功率不夠的話，可能造成三極管的損壞，發(fā)熱過高的話也會造成三極管的不穩(wěn)定，所以應(yīng)選用功率高，散熱效果好的三極管。根據(jù)理論值計算，單片機(jī)接收的脈沖數(shù)應(yīng)該是 AD 轉(zhuǎn)換數(shù)字量加上正向積分時間（ 10000 個脈沖），根據(jù)理論輸出的脈沖數(shù)與 AD 轉(zhuǎn)換的脈沖數(shù)有一定的誤差，最后調(diào)試得出。 在 數(shù)據(jù)處理模塊，由于所接收的脈沖數(shù)數(shù)值很大，而所測量的電阻數(shù)值較小，并且 51單片機(jī)的 C 語言所表示的數(shù)據(jù)范圍有限。在處理算法上應(yīng)對該誤差進(jìn)行補(bǔ)償。% 。在設(shè)計開始前我們對各個模塊進(jìn)行了詳細(xì)的分析和設(shè)計準(zhǔn)備工作，設(shè)計過程中，我們相互 幫助 ，積極參與完成各 個模塊的功能實現(xiàn)。不過對于小電阻測量，電橋測量和繼電器 控制都難以達(dá)到一個高精度的標(biāo)準(zhǔn)，必須采用一種穩(wěn)定并且線性度高的方法。設(shè)計并沒有做出實物來，這也是很遺憾的。不過，位數(shù)越高的 AD 轉(zhuǎn)換器，其成本就會相應(yīng)的提高。 sbit RS=P2^7。 unsigned char wan,qian,bai,shi,ge。 for(。i)。 P0=ch。 Delay(5)。 E=1。 //delay 40us } void InitLcd() {SendCommandByte(0x30)。 //設(shè)置工作方式 SendCommandByte(0x0c)。 SendCommandByte(0x80)。 } }//向液晶顯示器第一行發(fā)送數(shù)據(jù)，由全局變量 k決定發(fā)送長度 void DisplayMsg2(uchar *p) { unsigned char count。count++) {SendDataByte(*p++)。i8。 c[j+1]=c[j]。 char i=0。 ET1=1。i9。 while(INT0)。 TL0=0X00。 } mid=Mid_Value(test)。 } else { //將脈沖數(shù)轉(zhuǎn)化為電阻并輸出顯示 mid=mid/2*5/48+B。 shi=(mid(mid/100*100))/10。.39。 bcd[4]=ge+4