电阻参数单片机测试系统的设计文档格式.docx
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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，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
#include<
reg52.h>
intrins.h>
#defineDATAP0
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
sbitadcs=P2^3;
//可以硬件直接接地
sbitadrd=P2^5;
sbitadwr=P2^4;
sbitRS=P2^0;
//1602写地址
sbitRW=P2^1;
//1602写数据
sbitEN=P2^2;
//1602工作使能
sbitc_test=P3^6;
//开始测量电阻的按键输入
sbit_reset=P3^5;
//555时基芯片工作控制信
uintT_flag,N,D,C,i,Dis1,Dis0;
ucharget_ad（）;
uintA,F,H,A1,A2;
uintr[]={'
R'
'
='
0'
.'
K'
0Xf4};
//显示R=00.0KΩ
uintData1;
/***********延时1MS******************/
voidDelay1ms（uintmm）
{uinti;
for（;
mm>
0;
mm--）
for（i=0;
i<
100;
i++）;
}
voiddelay（uintz）//延时程序
{
uintx,y;
for（x=z;
x>
x--）
for（y=110;
y>
y--）;
/***************检查忙否*****************/
voidCheckstates（）
uchardat;
RS=0;
RW=1;
do{EN=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*********/
voidwcomd（ucharcmd）
Checkstates（）;
RW=0;
DATA=cmd;
EN=1;
/**********LCD写数据函数**************/
voidwdata（uchardat）
RS=1;
DATA=dat;
/*****************初始化********************/
voidLCDINIT（）
Delay1ms（15）;
wcomd（0x38）;
//功能设置
Delay1ms（5）;
wcomd（0x01）;
//清屏
wcomd（0x08）;
//关显示
wcomd（0x0c）;
//开显示，不开光标
/***********显示函数**************/
voidDisplay1（）//显示函数显示电阻
uchari,j;
uchara[12]={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（a[i]）;
}
for（j=0;
j<
9;
j++）//写显示第二行
{
wcomd（0xc0+j）;
wdata（r[j]）;
Delay1ms（1000）;
ucharget_ad（）//adc0804操作
uchartemp;
adcs=1;
adwr=1;
delay
（1）;
adcs=0;
adwr=0;
P1=0xff;
adrd=1;
delay（20）;
adrd=0;
temp=P1;
returntemp;
}
voidmain（）
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/（256-Data1）;
A1=H/10;
A2=H%10;
wcomd（0x80+0x43）;
wdata（0x30+A1）;
wcomd（0x80+0x45）;
wdata（0x30+A2）;
voidint0（void）interrupt0//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
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