【正文】 ................................................... 25 參考文獻 ...................................................................................................................................................... 27 致謝 ............................................................................................................................................................... 28 附錄 ............................................................................................................................................................... 29 附錄 1 元器件清單 .................................................................................................. 29 附錄 2：電路原理圖 ................................................................................................ 30 附錄 3：電路 PCB 圖 ............................................................................................... 31 附錄 4：源程序 ....................................................................................................... 33 1 第一章 引言 儀器儀表重點發(fā)展長壽命電能表、電子式電度表、特種專用電測儀表和電網(wǎng)計量自動管理系統(tǒng)。到 2020 年，高中檔電工儀器儀表國內(nèi)市場占有率達到 80%。產(chǎn)品以技術(shù)含量較高的中檔產(chǎn)品為主，到 2020 年在總產(chǎn)值中占50%~60%。 儀器儀表元器件“十五”及 2020 年前，盡快 開發(fā)出一批適銷對路、市場效果好的產(chǎn)品，品種占有率達到 70%~80%，高檔產(chǎn)品占有率達 60%以上；通過科技攻關(guān)、新品開發(fā)，使產(chǎn)品質(zhì)量水平達到國際 20 世紀 90 年代末水平，部分產(chǎn)品接近國外同類產(chǎn)品先進水平。 中、低檔電工儀器儀表產(chǎn)品國內(nèi)市場占有率達到 95%，高檔產(chǎn)品的國內(nèi)市場占有率和中低檔產(chǎn)品的國外市場占 有率在現(xiàn)有基礎(chǔ)上有大幅度的提高 。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整目標(biāo)，其中工業(yè)自動化儀器儀表，重點發(fā)展基于現(xiàn)場總線技術(shù)的主控系統(tǒng)裝置及智能化儀器儀表，特種和專業(yè)的儀器儀表。面向市場，全國擴大服務(wù)領(lǐng)域，推進儀器儀表系統(tǒng)的數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化，完成自動化儀器儀表從模擬化向數(shù)字化技術(shù)的轉(zhuǎn)變，“ 15”末數(shù)字儀表的品種數(shù)達到 60%以上。 技術(shù)指標(biāo) （ 1）測量量程為 100?、 1K?、 10K?、 10M? 四檔。 （ 2） 3 位數(shù)字顯示（最大顯示數(shù)必須為 999），能自動顯示小數(shù)點和單位，測量速率大于 5 次 /秒。 3 第三章 方案比較與論證 電阻測量的方案很多，最基本的就是根據(jù) R 的定義式來測量。 方案一 恒流源測低電阻，恒壓源測高電阻 恒流源供電，測元件電壓，用恒壓源供電，測元件電流，從而完成對電阻的測量，但是很難實現(xiàn)理想的恒流源和恒壓源，所以它們適用的測量范圍都狹窄?；诖怂悸?，我們把電阻的參數(shù)轉(zhuǎn)換成頻率信號 ?，然后用單片機計數(shù)后再運算并求出 R 的值并送顯示，轉(zhuǎn)換原理是 555 多諧振蕩器。所以，我們采用方案二來完成本設(shè)計。這樣，電橋法不易實現(xiàn)自動測量和檔位轉(zhuǎn)換。 NE555 多諧振蕩器測電阻系統(tǒng)框圖如圖 42 所示 ? 頻率 被測 電阻 555 多諧 振蕩器 繼電器 單 片 機 STC90C51 量程 轉(zhuǎn)換 阻值顯示 頻率 顯示 曲線顯示 整形 5 1122334455667788U1N E 55 5V + 5C13 33C31 03C22 01C0C A P112233445566J K 1J I D I A N Q I112233445566J K 2J I D I A N Q ID1D I O D ED2D I O D E1122334455667788U2N E 55 5V + 5C53 33C71 03C62 01C4C A PR11KR21KR31KR41KV C C V C C12J4C O N 21 2J1C O N 212J3C O N 2R5R E S 2R6R E S 212J2C O N 2C 1 01 04C 1 10 .1 u FC 1 21 0u FA1K2VDV + 5V C CC91 03C81 03O U T 1O U T 2O U T 1 O U T 2123R P 2C O N 3123R P 1C O N 3C 1 31 04C 1 40 .1 u FC 1 51 0u FA1K2VD2Q1P N P 1Q2P N P 121 37 80 5U47 80 521 37 80 5U37 80 512J5C O N 212J6C O N 2 圖 42 NE555 多諧振蕩器測電阻系統(tǒng) 阻值顯示、自動量程 轉(zhuǎn)換以及阻值篩選功能的實現(xiàn) 為了實現(xiàn)對測量的阻值 3 位數(shù)字顯示，并能自動顯示小數(shù)點和單位，我們采用 LCD1602 液晶顯示模塊作為顯示器，并用 STC90C51 單片機控制， NE555 多諧振蕩器產(chǎn)生的波形通過施密特觸發(fā)器整形之后給單片機，單片機控制按鍵及LCD1602 液晶顯示。 STC 單片機控制 LCD12864 液晶顯示 系統(tǒng)電路 如圖 44 所示 7 P 1. 01P 1. 12P 1. 23P 1. 34P 1. 45P 1. 56P 1. 67P 1. 78R S T9P 3. 010P 3. 111P 3. 212P 3. 313P 3. 414P 3. 515P 3. 616P 3. 717A T A L 218A T A L 119GND20P 2. 021P 2. 122P 2. 223P 2. 324P 2. 425P 2. 526P 2. 627P 2. 728P S E N29A L E / P R O G30E A / V P P31P 0. 732P 0. 633P 0. 534P 0. 435P 0. 336P 0. 237P 0. 138P 0. 039V C C40U1A T 89 S 5 2C43 3p FC53 3p FY11 2M H ZR11 0K12345678J2J I E K O UA9A 1 0A 1 1A 1 2A 1 3A 1 4A 1 5A 1 6A9A 1 0A 1 1A 1 2A 1 3A 1 4A 1 5A 1 612345678J3J I E K O UA1A2A3A4A5A6A7A8A1A2A3A4A5A6A7A812345678J5J I E K O UA 1 7A 1 8A 1 9A 2 2A 2 1A 2 0A 2 3A 2 4A 1 7A 1 8A 1 9A 2 0A 2 2A 2 1A 2 4A 2 312345678J4J I E K O UA 2 5A 2 9A 3 1A 3 2A 2 6A 2 8A 2 7A 3 0A 2 5A 2 6A 2 7A 2 8A 2 9A 3 0A 3 1A 3 21122S1b ut t o n1122C61 0u FV C C12 37 80 5D17 80 5C10 .3 3 uFC20 .1 u FC31 0u FA1K2VDV C C12J1P O W E R123456789J6RPV C C112233K1K A I G U A NV C CV C CV S S1VDD2VO3D / I4R / W5E6D07D18D29D310D411D512D613D714C S 115C S 216R E T17V E E18L E D +19L E D 20L C D1 28 6 4V C CV C CR21 0KQ19 01 2R31 0K 圖 44 單片機控制 LCD12864 液晶顯示 系統(tǒng) 電源 電源由變壓部分、濾波部分、穩(wěn)壓部分組成。這部分電路比較簡單，都采用三端穩(wěn)壓管實現(xiàn)，故不作詳述。測量準確度為 +（ 1%讀數(shù)+2 字）。 （ 3） 100 ?、 1k ?、 10k ?三檔量程具有自動量程轉(zhuǎn)換功能。 （ 5）電位器阻值變化曲線。 //計算 秒內(nèi)的脈沖次數(shù) f=F*20。 //T1 定時， T0 計數(shù) 16 位定時計數(shù)器 TH0=0。 TH1=(6553650000)/256。 //定時為 TR1=1。 ET0=1。 EA=1。 flag=0。 TH0=0。 TR0=1。 1602 液晶顯示 sbit S1=P1^0。 //位數(shù)切換 sbit S3=P1^2。 //電阻的整數(shù)位與小數(shù)位的切換 sbit RS=P2^6。 //讀寫選擇位，將 RW位定義為 引腳 sbit E=P2^7。 //忙碌標(biāo)志位，將 BF 位定義為 引腳 sbit W=P1^0。 for(i=0。i++) for(j=0。j++) 。 for(i=0。i++) delay1ms()。 result=1，忙碌 。 RS=0。 E=1。 //空操作 _nop_()。 _nop_()。 //將忙碌標(biāo)志電平賦給 result E=0。 } /***************************************************** 函數(shù)功能：將模式設(shè)置指令或顯示地址寫入液晶模塊 入口參數(shù)： dictate ***************************************************/ void WriteInstruction (unsigned char dictate) { while(BusyTest()==1)。 //根據(jù)規(guī) 定， RS 和 R/W 同時為低電平時，可以寫 12 入指令 RW=0。 //E 置低電平 (根據(jù)表 86，寫指令時， E 為高脈沖， // 就是讓 E從 0到 1發(fā)生正跳變，所以應(yīng)先置 0 _nop_()。 //空操作兩個機器周期，給硬件反應(yīng)時間