基于AT89S52自动电阻测试仪的设计

0 引言

随着科技的进步，电子元器件急剧增加，电阻的测量已经在测量技术和产品研发中应用十分广泛，利用万用表测量电阻已经不能满足人们的需求，因此，设计安全、可靠、方便的电阻测试仪具有极大的现实必要性。该测量仪还具备自动筛选电阻，自动测量和显示电位器阻值随旋转角度变化曲线，可直接从LCD显示屏上读出所测得的电阻值，测量精度高达±0.1%.不仅测量简便，读数直观，且测量精度、分辨率也高于一般电桥。

1.理论分析与计算

1.1 电阻测量原理

根据基尔霍负电压定律，两个串联的电阻和电源串接，两电阻两端的电压是恒等于电源电压的。改变其中的一个电阻阻值，其两端的电压是随着阻值的变化而线性变化的，即：

因此，只要测得R1两端的电压，便可以计算出R1的阻值。

1.2 自动量程转换

在自动量程转换功能中，首先对采集来的电压信号与该档位的电压范围进行比较，若该电压信号在此范围内，则对再次采集的电压信号进行计算，转换成电阻值进行输出显示;若该电压信号不在此范围内，则通过对继电器的控制，使测量档位跳转至下一个档位。如此循环，直至拔出电阻或跳出该测量模式。

1.3 筛选功能原理

当测量模式切换到电阻筛选模式时，可通过键盘输入筛选的电阻阻值和误差范围，实现对在误差范围内电阻的筛选。其实现方法为：

当被测电阻在预设阻值范围内时，在液晶上显示“符合”;当被测电阻不在预设阻值范围内时，在液晶上显示“不符合”,从而实现对电阻的筛选。

1.4 电位器阻值变化曲线装置

该装置是通过单片机控制ULN2003驱动步进电机的旋转，从而带动电位器的转轴旋转，改变电位器的阻值。

2.硬件设计与实现

本自动电阻测量仪主要有控制器、电源、4*4键盘、显示信号采集电路和档位控制电路等组成。其框图如图1所示。

2.1 电源

采用输出为5V/3A的稳定性很强的开关电源为整个系统供电，保证了系统的稳定工作，提高了仪器的可靠性。

2.2 键盘

采用4*4的键盘，当按下模式切换键，输入模式被启动时，可以通过键盘输入相应的电阻数值，键盘口与最小系统的接口为P1口，其中C键为模式切换键，A,E,F键为模式设置键。

2.3 显示部分

采用12864A-1汉字图形点阵液晶显示模块，可显示汉字及图形，内置8192个中文汉字(16X16点阵)、128个字符(8X16点阵)及64X256点阵显示RAM(GDRAM)。接口与单片机的P0口和P2口相接，采用并行的数据传送方法控制液晶。明显提高了液晶的显示速度，在屏幕显示方面更加稳定，并且页面显示更加舒适美观。

2.4 AD采样部分

选用精度为VERF*255/256的AD0809模数转化芯片为采样主要设备，通过74LS74分频为AD0809提供时钟，采样速率为200KBPMS,配以合适的电阻测试通道，将被测电阻两端电压采样，转化后的数据传递给单片机，接口为P3,经过计算后控制继电器选通合适的档位再次进行测量，可以更加精确的测试出被测电阻的阻值。

3.软件设计(流程图如下)

4.测试方案与测试结果

4.1 测试方案

(1)测试方法

通过测试可调电阻的阻值与标准万用表的测量值进行比较测试。

(2)测试数据

4.2 测试结果分析

分析测试结果，10k和1k档可以较好的满足设计要求，100Ω档位误差较大。

由测试结果可以看出，当被测电阻阻值越大时，测量误差越小，由于测试仪本身的内阻和噪声干扰等原因，当测试电阻阻值较小时误差较大。

5.小结

该自动电阻测试仪具有100Ω，1kΩ，10kΩ，10MΩ四档自动转换量程、三位数字显示，可以实现根据键盘输入的要求，自动筛选电阻并能显示相应的参数;可在10秒范围内自动精确测量和显示电位器阻值随角度变化的曲线;还具有通过输入电阻的色环颜色，自动输出电阻值的智能功能。