基于单片机的电阻测量设计修改VIP专享VIP免费

1．设计目的及其意义本设计基于单片机和AD转换器实现电阻的测量。采用ADC0809，实现由模拟电压转换到数字信号，通过单片机系统处理后，由LCD显示被测量电阻的阻值。测量范围为1Ω～5KΩ，精度大于98%。2．方案设计2.1总体设计思路本设计包括硬件和软件设计两个部分。模块划分为电压测量（数据采集）、模数转换、阻值显示等子模块。电路结构可划分为：电压测量，电压转换电阻，阻值显示及相关的控制管理软件组成。用户终端完成信息采集、处理、数据传送、显示等功能。从设计的要求来分析该设计须包含如下结构：电压测量电路，电压转换电路，阻值显示电路、单片机及相关的控制软件组成；它们之间的构成框图如图1总体设计框图所示：图1总体设计框图处理器采用51系列单片机AT89C51。整个系统是在系统软件控制下工作的。当测量一个电阻时，经过电压采集，电压转换为电阻，电阻显示三个部分可以在LCD上显示该被测电阻的阻值。当被测电阻为100Ω范围以内时，通过开关选择测量量程，再次测量该电阻，以减小误差。1电压测量电压转换电阻（ADC0809）AT89C51LCD显示测量精度选择2.2具体电路模块设计2.2.1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ADC0809的IN0口。图2被测电阻电压测量图2.2.2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）可得到被测电阻的阻值的大小。公式如下Error:Referencesourcenotfound本设计用到的R1的阻值为600Ω和300Ω。由被测电阻得到的电压值经ADC0809的26脚IN0输入，经过内部的AD转换，在OUT1～7输出数字电压量，经过上述公式的转变，在P2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。2图3被测电阻电压量转换为阻值量图2.2.3液晶显示电路的设计经过ADC0809模数转换得到的电阻值数字量，在MCU的P2口输入，MCU系统处理后在P0口由LCD1602显示出来该被测电阻的阻值。如图4所示为被测电阻阻值显示。图4被测电阻阻值显示图2.2.4时钟电路的设计XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。因为一个机器周期含有6个状态周期，而3每个状态周期为2个振荡周期，所以一个机器周期共有12个振荡周期，如果外接石英晶体振荡器的振荡频率为12MHZ，一个振荡周期为1/12us，故而一个机器周期为1us。如图5所示为时钟电路。4CCX12MHZXTAL1XTAL25图5时钟电路图2.2.5复位电路的设计复位方法一般有上电自动复位和外部按键手动复位，单片机在时钟电路工作以后,在RESET端持续给出2个机器周期的高电平时就可以完成复位操作[6]。例如使用晶振频率为12MHz时，则复位信号持续时间应不小于2us。本设计采用的是外部手动按键复位电路。如图6所示为复位电路。图6复位电路图2.2.6电源电路的设计本设计使用USB接口给电路提供+5V电压。电路中所有的高电平全部接在VCC端，地接在USB接口的4号脚上。通电时红灯LED-R亮。如图7所示为电源电路。6图7电源电路图2.2.7下载电路的设计本设计使用串口RS232以及烧录芯片MAX232组成的下载电路。MAX232的11和12号脚（R1OUT、T1IN）与MCU的10和11号脚（RXD、TXD）连接，即可向MCU烧录程序。图8所示为下载电路。图8下载电路图72.3系统硬件电路的选择及说明硬件电路的设计见附图示，从以上的分析可知本设计中要用到如下器件：STC89C52RC、ADC0809转换器、LCD1602、按键等一些单片机外围应用电路，以及单片机的手工复位，单片机电源电路等。其中R3，R6电阻为已知电阻，R4，R5为不同测量精度下的未知电阻，开始工作时可在LCD上观察到被测电阻的阻值。电路设有2个按键，S1键作为阻值测量精度的选择键，S2键作为电路复位键。2.4软件的程序实现2.4.1主程序工作流程图按上述工作原理和硬件结构分析可知系统主程序流程图如下图9所示。8系统初始化（重新）放置电阻选择测量精度开关S1，重测此电阻开始图9主程序工作流程图3．软件仿真本设计通过利用Proteus仿真，将所编写的程...