电阻参数单片机测试系统的设计文档格式.docx

1、前者电路简单，速度快，但精度低；后者测量精度高，但速度慢。随着数字化测量技术的发展，在测量速度和精度上有很大的改善，电容的数字化测量常采用恒流法和比较法。纵览目前国内外的LRC测试仪，硬件电路往往比较复杂，体积比较庞大，不便携带，而且价格比较昂贵。例如传统的用阻抗法、Q表、电桥平衡法等测试LRC的过程中不够智能而且体积笨重，价格昂贵，需要外围环境优越，测试操作过程中需要调很多参数，对初学者来说很不方便，当今社会，对LRC的测试虽然已经很成熟了，但是价格和操作简单特别是智能方面有待发展，价格便宜和操作简单、智能化的仪表开发和应用存在巨大的发展空间，本系统正是应社会发展的要求，研制出一种价格便宜和

2、操作简单、自动转换量程、体积更小、功能强大、便于携带的LRC测试仪，充分利用现代单片机技术，研究了基于单片机的智能LRC测试仪，人机界面友好、操作方便的智能LRC测试仪，具有十分重要的意义。2.方案设计本设计是以将被测参数模拟转化为频率，并利用单片机实现计算频率，所以，本次设计需要做好以下工作：（1）学习单片机原理等资料。（2）学习PROTEUS等工具软件的使用方法。（3）设计测量电阻的电路。（4）设计测量LCD动态显示电路。（5）设计测量频率程序，设置程序。（6）调试，并进行实际测试，记录测试数据和结果。2.2设计方案2.1电阻的系统设计方案比较（1）电阻测试方案通过测量输出振荡频率的大小即

3、可求得电阻的大小，如果固定电阻值，该方案硬件电路实现简单，通过选择合适阻值即可获得适当的频率范围，再交由单片机处理。（2）总体思路本设计是基于单片机80C51智能处理，根据单片机的外接按键控制测量电路的选择，通过555定时器构成的多谐振荡器产生的一定频率的波。再通过单片机的I/O口对高低电平的捕获读出频率，再通过程序算法处理换算成电阻电容的值，然后再通过单片机送给液晶显示。RC简易测量仪设计的关键问题是：如何完成RC的测量。RC简易测量仪设计的核心问题是：如何产生转化电路输出频率。（3）系统总体框图1） 控制部分：本设计以单片机为核心，采用51单片机，利用其管脚的特殊功能以及所具备的中断系统，

4、定时/计数器和LCD显示功能等。LCD灯：本设计中，设置了1盏，电源指示灯，采用LCD以共阳极方式来连接，直观易懂，操作也简单。数码管显示本设计中有1个74HC02、2个74LS573、1个2803驱动和6个数码管，采用共阳极方式连接构成动态显示部分，降低功耗。2）通道选择：本设计通过单片机控制CD4052模拟开关来控制被测频率的自动选择。3）测量电路：电路实现被测电阻变化。通过51单片机的IO口自动识别量程切换，实现自动测量。3.硬件设计3.1单片机最小系统内置最高频率达12MHz的时钟电路，用于产生整个单片机运行的脉冲时序。本电路使用单片机内部振荡器，11.0592MHz的晶体谐振器直接接

5、在单片机的时钟端口X1和X2，电路中C2、C3为振荡器的匹配电容。该电路简单，工作可靠 。另外本系统的容阻上电复位，就是利用RC电路的充电过程来给单片机复位。RC电路的时间常数计算公式：T=RC即：T=RC=10u*10k=100ms。当需要复位时，也可以按下复位按键，进行复位。3.2显示驱动部分在本设计中，考虑到单片机构成的应用系统有较大的可靠性，容易构成各种规模的应用系统，且应用系统有较高的软、硬件利用系数。还具有可编程性，硬件的功能描述可完全在软件上实现。另外，本设计还需要利用单片机的定时计数器、中断系统、串行接口等等，所以，选择以单片机为核心进行设计具有极大的必要性。在硬件设计中，选用

6、MS-51系列单片机，其各个I/O口分别接有按键、LCD灯、七位数码管等，通过软件进行控制。MCS-51单片机包含中央处理器、程序存储器（ROM）、数据存储器（RAM）、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元，以及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线，现在分别加以说明：1）中央处理器：中央处理器（CPU）是整个单片机的核心部件，是8位数据宽度的处理器，能处理8位二进制数据或代码，CPU负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的工作，完成运算和控制输入输出功能等操作。2）数据存储器（RAM）：内部有128个8位用户数据存储单元和128个专用寄存器单元，它们是统一编址的，专用寄存器只能

7、用于存放控制指令数据，用户只能访问，而不能用于存放用户数据，所以，用户能使用的RAM只有128个，可存放读写的数据，运算的中间结果或用户定义的字型表。3）程序存储器（ROM）： 共有4096个8位掩膜ROM，用于存放用户程序，原始数据或表格。4）定时/计数器（ROM）：有两个16位的可编程定时/计数器，以实现定时或计数产生中断用于控制程序转向。5）并行输入输出（I/O）口：共有4组8位I/O口（P0、 P1、P2或P3），用于对外部数据的传输。6）全双工串行口：内置一个全双工串行通信口，用于与其它设备间的串行数据传送，该串行口既可以用作异步通信收发器，也可以当同步移位器使用。7）中断系统：具备

8、较完善的中断功能，有两个外中断、两个定时/计数器中断和一个串口中断，可满足不同的控制要求，并具有2级的优先级别选择。4软件设计 4.1软件流程在本设计的模块中，模块是以单片机为核心，再通过按键控制测量的被测参数在数码管显示，按键主流程图如下显示5.实验结果与讨论5.1实验仿真源程序#includeintrins.h#define DATA P0#define uchar unsigned char#define uint unsigned int sbit adcs=P23;/可以硬件直接接地sbit adrd=P25;sbit adwr=P24;sbit RS=P20;/1602写地址sbi

9、t RW=P21;/1602写数据sbit EN=P22; /1602工作使能sbit c_test=P36; /开始测量电阻的按键输入sbit _reset=P35; /555时基芯片工作控制信 uint T_flag,N,D,C,i,Dis1,Dis0;uchar get_ad（）;uint A,F,H,A1,A2;uint r=R,=0.K,0Xf4; /显示 R=00.0Kuint Data1;/*延时1MS*/void Delay1ms（uint mm）uint i;for（;mm0;mm-） for（i=0;ix-） for（y=110;yy-）;/*检查忙否*/void Chec

10、kstates（） uchar dat; RS=0; RW=1; doEN=1;/下降沿 _nop_（）;/保持一定间隔 dat=DATA; EN=0; while（dat&0x80）=1）;/*LCD写命令函数*/void wcomd（uchar cmd） Checkstates（）; RW=0; DATA=cmd; EN=1;/*LCD写数据函数*/void wdata（uchar dat） RS=1; DATA=dat;/*初始化*/void LCDINIT（） Delay1ms（15）; wcomd（0x38）;/功能设置 Delay1ms（5）; wcomd（0x01）;/清屏 wc

11、omd（0x08）;/关显示 wcomd（0x0c）;/开显示，不开光标/*显示函数*/void Display1（） /显示函数 显示电阻 uchar i,j;uchar a12=0X4D,0X45,0X41,0X53,0X55,0X52,0X45,0X4D,0X45,0X4E,0X54,0X53；for（i=0;12;i+）/写显示第一行 wcomd（0x80+i）; Delay1ms（1）; wdata（ai）; for（j=0;j9;j+）/写显示第二行 wcomd（0xc0+j）; wdata（rj）; Delay1ms（1000）;uchar get_ad（）/adc0804操作

12、uchar temp; adcs=1; adwr=1; delay（1）; adcs=0; adwr=0; P1=0xff; adrd=1; delay（20）; adrd=0; temp=P1; return temp; void main（） IE=0x81; /打开全外部中断允许 TMOD=0x09; /T0 方式1 IT0=1; /设置外部中断的触发的方式为脉冲触发 TH0=0x00; TL0=0x00; T_flag=0; LCDINIT（）; while（1） if（!c_test=1） Display1（）; Data1=get_ad（）; A=100*Data1; H=A/（2

13、56-Data1）; A1=H/10; A2=H%10; wcomd（0x80+0x43）; wdata（0x30+A1）; wcomd（0x80+0x45）; wdata（0x30+A2）; void int0（void） interrupt 0 /第一次中断开始计数，第二个中断停止计数 T_flag=!T_flag; if（T_flag=1） TR0=1; /开始计时 if（T_flag=0） TR0=0; /停止计时 EX0=0; /关闭中断 N=TH0*256+TL0; /计算计数器的值 N=N*5/3; TH0=0x00; /恢复初值 TL0=0x00;7参考文献1 彭伟.单片机C语言程序设计实训100例.电子工业出版社.2周景润 张丽娜.Proteus入门实用教3电子技术基础（模拟部分）康华光 高等教育出版社4数字电路基础 崔建宗 北京航空航天大学出版社5电路 邱关源 高等教育出版社