畢業(yè)設計（論文）基于AT89S52單片機的電阻自動測試儀設計

1、2012屆畢業(yè)設計任務書一、課題名稱: 電阻自動測試儀1、課題概述設計并制作一臺簡易自動電阻測試儀，用于小型電子廠的電阻元件的入廠檢測篩選。此電路主要包含：單片機系統(tǒng)、人機接口模塊、信號采集與調(diào)理電路、控制報警電路。 2、設計內(nèi)容與要求1） 確定設計方案，繪制電路原理圖。2） 設計印刷板電路。3） 試制本機（含外觀設計）。4） 確定本機測試方案。5） 本課題組必須制作兩組實物。6） 現(xiàn)場測試、寫出測試報告。3、技術參數(shù)1基本要求（1）測量量程為100、1k、10k、10m四檔。測量準確度為（1%讀數(shù)2 字）。（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

2、 次/秒。（3）100、1k、10k三檔量程具有自動量程轉(zhuǎn)換功能。2拓展要求（1）具有自動電阻篩選功能。即在進行電阻篩選測量時，用戶通過鍵盤輸入要求的電阻值和篩選的誤差值；測量時，儀器能在顯示被測電阻阻值的同時，給出該電阻是否符合篩選要求的指示。（2）設計并制作一個能自動測量和顯示電位器阻值隨旋轉(zhuǎn)角度變化曲線的輔助裝置，要求曲線各點的測量準確度為（5%讀數(shù)2 字）,全程測量時間不大于10 秒,測量點不少于15 點。輔助裝置連接的示意圖如圖1 所示。（3）其他說明：1在輔助裝置中，要求電位器為4.7k 旋轉(zhuǎn)式單圈電位器, 并規(guī)定采用線性電位器。2要求電位器的三個端子作為測試端子引出。四、設計參考

3、書模擬電子技術電子設計自動化技術單片機原理及應用傳感器應用五、設計說明書內(nèi)容1、封面2、目錄3、內(nèi)容摘要（200400字左右，中英文）4、引言5、正文（設計課題、內(nèi)容與要求，設計方案，原理分析、設計過程及特點）6、設計圖紙7、結束語8、附錄（圖表、材料清單、參考資料）六、設計進程安排第1周： 資料準備與借閱，了解課題思路。第2-3周：設計要求說明及課題內(nèi)容輔導，完成圖紙初稿。第4-5周：進行畢業(yè)設計，完成說明書初稿。第5周：第一次檢查，了解設計完成情況。第7周： 第二次檢查設計完成情況，并作好畢業(yè)答辯準備。第8周： 畢業(yè)答辯與綜合成績評1、畢業(yè)設計答辯要求答辯前三天，每個學生應按時將畢業(yè)設計說

4、明書或畢業(yè)論文、專題報告等必要資料交指導教師審閱，由指導教師寫出審閱意見。學生答辯時對自述部分應寫出書面提綱，內(nèi)容包括課題的任務、目的和意義，所采用的原始資料或參考文獻、設計的基本內(nèi)容和主要方法、成果結論和評價。答辯小組質(zhì)詢課題的關鍵問題，質(zhì)詢與課題密切相關的基本理論、知識、設計與計算方法實驗方法、測試方法，鑒別學生獨立工作能力、創(chuàng)新能力。 2、畢業(yè)設計論文要求文字要求：說明書要求打印(除圖紙外)，不能手寫。文字通順，語言流暢，排版合理，無錯別字，不允許抄襲。圖紙要求：按工程制圖標準制圖，圖面整潔，布局合理，線條粗細均勻，圓弧連接光滑，尺寸標注規(guī)范，文字注釋必須使用工程字書寫。曲線圖表要求：所

5、有曲線、圖表、線路圖、程序框圖、示意圖等不準用徒手畫，必須按國家規(guī)定的標準或工程要求繪制。 湖南鐵道職業(yè)技術學院學生畢業(yè)設計（論文）摘 要本簡易電阻自動測試儀采用at89s52單片機為核心控制器，利用伏安法測電阻的測量方法，將測量的電壓值通過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊ad7705轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，將數(shù)字信號輸入at89s52單片機進行處理，完成電阻測量功能、自動換擋和篩選功能、電位器阻值變化曲線測試的功能。再通過單片機與顯示模塊的連接，顯示測量結果。關鍵詞：電阻自動測試儀、at89s52、電阻測量功能、自動換擋、曲線測試、ad7705abstractthe simple automatic resistanc

6、e measuring instrument based on at89s52 singlechip as the core controller, using the voltammetry to measure the resistance measurement method, the measured voltage value through the analog-digital conversion module ad7705 is converted into a digital signal, the digital signal input of at89s52 mcu pr

7、ocessing, complete resistance measurement function, automatic shifting and screening function, potentiometer resistance curve test function. through the single-chip is connected with display module, display measurement results. key words: automatic resistance measuring instrument;at89s52;resistance

8、measurement function;automatic shift;curve test;ad770i目 錄摘 要iabstractii第1章 緒 論11.1發(fā)展前景11.2研究背景11.3研究目的及意義1第2章 方案論證與設計32.1 單片機控制系統(tǒng)方案設計32.2 電阻測量模塊42.3 信號采集模塊42.4 檔位選擇模塊52.5 電機驅(qū)動模塊52.6 顯示模塊52.7 電源模塊52.8 各模塊方案確認6第3章 硬件電路設計73.1 總體設計框圖及說明73.2 模塊電路介紹73.2.1 電源模塊73.2.2 單片機與鍵盤控制83.2.3 電機驅(qū)動電路93.2.4 a/d采樣模塊103.

9、2.5 檔位切換電路113.2.6 數(shù)據(jù)顯示11第4章 系統(tǒng)軟件設計144.1 程序機構說明144.2 程序流程圖14第5章 測試及結果分析165.1 測試原理165.2 測試方法165.3 測試儀器165.4 測試結果165.5 測試分析175.6 測試結論18第6章 總結與體會19參考文獻20附錄a 總原理圖21附錄b 總pcb圖22附錄c總程序23第1章 緒 論1.1發(fā)展前景我國電工儀器儀表產(chǎn)品是國內(nèi)儀器儀表行業(yè)中唯一進口較少的產(chǎn)品，并且有一定批量出口。一些企業(yè)在高技術含量產(chǎn)品上加大投入力度，開發(fā)能力逐步提高。質(zhì)量管理體系逐步完善，并取得國際認證。企業(yè)兼并組合后形成規(guī)?；?，成本逐步降低。

10、行業(yè)中量大面廣的產(chǎn)品是電能表、安裝式電表及便攜式電表等，這些產(chǎn)品都屬于勞動技術密集型產(chǎn)品，我們現(xiàn)有的技術水平完全能夠滿足國內(nèi)市場的需求，而且由于國內(nèi)勞動力資源豐富，工資較低，因而產(chǎn)品有極強的價格優(yōu)勢，完全可以在國際競爭中占據(jù)主動。所以，行業(yè)內(nèi)的專家分析，今后2-3年，我國電工儀器儀表的出口量將繼續(xù)保持增勢，針對東南亞、南美等發(fā)展中國家的出口將繼續(xù)增加。1.2研究背景隨著社會的發(fā)展，科技的進步，人類在經(jīng)濟、科技等方面都取得了前所未有的發(fā)展和進步。電阻測試儀器儀表應用領域廣泛，覆蓋了工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、科技、環(huán)保、國防、文教衛(wèi)生、人民生活等各方面，在國民經(jīng)濟建設各行各業(yè)的運行過程中承擔著重要的角色。

11、由于其地位特殊、作用大，對人們的生活和生產(chǎn)有著重要作用，有著良好的市場需求和巨大的發(fā)展?jié)摿?。傳統(tǒng)所使用的電阻測試儀器儀表通常精度不夠，沒有足夠的靈敏度，對被測電阻有一定的影響，測量方式不夠簡便，讀數(shù)不夠直觀等諸多缺陷，并且使用非常不方便。自動電阻測試儀與傳統(tǒng)電阻測試儀器相比具有讀數(shù)方便，測量范圍廣，測量準確等優(yōu)點，其輸出阻值采用液晶顯示，主要用于對電阻測量要求比較準確的場所，工廠或科研實驗室使用。目前電阻測試儀的發(fā)展很快，尤其是傳感器得使用大大提高了測量的精度和靈敏度，再加上強大的液晶顯示界面，使得電阻的測量更加直觀方便。另一重要的方面是通過微型計算機的使用來提高儀器儀表的性能，提高儀表本身自

12、動化、智能化程度和數(shù)據(jù)處理能力。儀器儀表不僅供單項使用，而且可能過標準接口和數(shù)據(jù)通道與電子計算機結合起來，組成各種測試控制管理綜合系統(tǒng)，滿足更高的要求。這就使得現(xiàn)今的電阻測試更加的自動化和智能化。1.3研究目的及意義自動電阻測試相對于手工測試的優(yōu)點有很多，優(yōu)化測試速度：可非?？焖俚倪\行上萬條記錄；提高準確性、穩(wěn)定性：可以不為外界因素干擾，準確運行測試用例；確定性：能真實快速搭建測試環(huán)境，測試數(shù)據(jù)，重現(xiàn)缺陷；提高工作效率：一邊運行自動化測試，一邊準備測試報告；測試環(huán)境搭建：可以結合多種編程語言及技術協(xié)助搭建測試環(huán)境，防止手工測試重復勞動，如批處理技術；提高技能：可提高測試人員技能，同時提高對測試

13、的興趣，防止對手工測試感覺枯燥。 數(shù)據(jù)處理方面的優(yōu)點有，測試數(shù)據(jù)：自動化測試工具可以根據(jù)需要，準備大量的測試數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)處理：測試結果有時需要再進行相應的數(shù)據(jù)處理；用例準備：可以使用相關腳本技術準備大量的測試用例。 自動電阻測試的發(fā)展必將大大提高電阻的測試效率和準確率，使電子產(chǎn)品的的制作更加方便，減少在這上面的人力資源，將來必將影響整個電子行業(yè)。 第2章 方案論證與設計在進行本設計前我們對各功能模塊進行了比較論證和選擇,將本次設計系統(tǒng)分為以下幾個部分：恒流源電路、a/d轉(zhuǎn)換電路、信號處理電路、被測電阻、單片機系統(tǒng)、鍵盤電路、顯示電路、電機控制電位器電路。圖2.1簡易自動電阻測試儀系統(tǒng)框圖2.1

14、單片機控制系統(tǒng)方案設計方案一：使用 at89s52單片機作為系統(tǒng)的控制核心。單片機具有體積小，片上資源豐富，使用靈活，易于人機對話，是采用cmos工藝的8位單片機，與at89s51完全兼容，有較強的指令尋址和運算功能等優(yōu)點，但是該單片機是8位機，運行速度比較慢，功耗較高方案二：使用 stc12c5a32s29單片機作為系統(tǒng)的控制核心。stc12c5a32s29具有體積小，片上資源豐富和 i/o口多可復用的優(yōu)點，最重要的是stc12c5a32s29是16位機，具有超低的功耗，而且本身集成8路10位的adc，這是其他控制器不可比擬的優(yōu)勢，但是由于這種單片機的使用不是很熟練，使用起來存在很多弊端而a

15、t89s52已經(jīng)滿足我們的要求。在此系統(tǒng)中，我們經(jīng)過細致的思考，最終選擇了方案一，用at89s52作為整個系統(tǒng)的控制與計算中心。2.2 電阻測量模塊方案一：交流電橋測量法。交流電橋的構造及原理均與直流惠斯通電橋相同，電源使用交流電，四臂的阻抗 z1、z2、z3、z4，可以用電阻、電感、電容或其他組合，電橋平衡的條件是此條件顯示交流電橋不同于直流電橋：首先條件有兩個，因此，需要調(diào)節(jié)兩個參數(shù)才能使電橋平衡；其次，阻抗的多樣性可以組合成各具特色的電橋，但非所有電橋都能同時滿足達到平衡的條件。方案二：直接測量法，也叫轉(zhuǎn)換測量法。測量時，把電阻歐姆先轉(zhuǎn)換成別的量再測量。比如把被測量電阻施加以一個已知的電

16、壓，那么再測量流過電阻的電流，根據(jù)歐姆定律，這個電流與電阻成正比。因此，我們采用測量這個電壓，就可以得到電阻值。直接測量簡單快速，但轉(zhuǎn)換后很多因素直接參與誤差貢獻，比如恒流源的精度、電壓表的精度都直接影響被測電阻值。方案三：電阻電壓轉(zhuǎn)換測量法，采用r/u轉(zhuǎn)換器將被測電阻轉(zhuǎn)換成電壓，經(jīng)轉(zhuǎn)換后得到的直流電壓經(jīng)a/d轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，由單片機控制輸出顯示被測電阻值到lcd。方案四：恒流源測量法，該方法是給待測電阻提供一個恒定電流，利用單片機的 ad 采集其兩端的電壓來確定其電阻值。此種方法簡單易行，但是由于電阻變化范圍是10010m，電壓變化范圍太大，而我們采用的是專用的ad 進行轉(zhuǎn)換，所以能實

17、現(xiàn)要求的指標，綜合性能優(yōu)于其它幾中方案。綜合考慮，選擇方案四。2.3 信號采集模塊方案一：可以使用555振蕩器，通過555振蕩器測試不同阻值被測電阻時產(chǎn)生不同的脈沖，將所獲得的脈沖信號送至單片機，通過單片機內(nèi)部軟件對脈沖信號的處理，將所測值顯示在液晶顯示屏上。方案二：設置恒流源電路，當測試被測電阻時，產(chǎn)生對應的電壓值，然后使用a/d轉(zhuǎn)換器ad7705集成塊完成a/d轉(zhuǎn)換，將所獲得的數(shù)字量送至單片機，通過軟件對數(shù)字量的處理，將所測值顯示在液晶顯示屏上。綜合考慮系統(tǒng)的各項性能，最后我們考慮采用方案二。2.4 檔位選擇模塊 方案一：選用晶體二極管作為開關元件。二極管在正向電壓作用下電阻很小，處于導通

18、狀態(tài)，相當于一只接通的開關；在反向電壓作用下，電阻很大，處于截止狀態(tài)，如同一只斷開的開關，利用二極管的開關特性，可以組成各種邏輯電路。用二極管作為開關作為檔位的選擇開關，采用單片機控制二極管的開關實現(xiàn)對檔位的選擇。方案二：采用選擇器ct74ls151集成塊實現(xiàn)對不同檔位的選擇。當單片機檢測到所測電阻阻值大于所選檔位時自動控制選擇器ct74ls151實現(xiàn)對適當檔位的選擇。方案三：采用繼電器作為檔位開關控制，繼電器是一種電控制器件。它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路）之間的互動關系。通常應用于自動化的控制電路中，它實際上是用小電流去控制大電流的一種“自動開關”。故在電路中起著

19、自動調(diào)節(jié)、安全保護、轉(zhuǎn)換電路等作用。采用4個繼電器分別控制不同電阻測試檔位?？刂葡到y(tǒng)由單片機系統(tǒng)控制。綜合考慮設計的精確性和可操作性，我們決定采用方案三2.5 電機驅(qū)動模塊方案一：采用直流電機，直流電機速度快，價格便宜，通過調(diào)節(jié)電流來改變速度，驅(qū)動電路簡單，調(diào)速范圍廣，調(diào)速特性平滑。但其轉(zhuǎn)距小，帶有大負載時很容易堵轉(zhuǎn)；而且由于其速度較快，不易控制，精確度低，不適合應用在本題。方案二：采用步進電機，步進電機是一種能將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的機構，通過控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度，其精確度高。通過分析題目要求，步進電機可以達到題目要求的精度，而且價格適中，控

20、制簡單。綜上所述，我們決定采用步進電機。2.6 顯示模塊方案一:采用led數(shù)碼管顯示。數(shù)碼管顯示具有亮度高、夜視效果好等優(yōu)點，但顯示信息量小，且自身功耗較大。方案二：12864點陣lcd液晶顯示。lcd液晶可輕松實現(xiàn)字母、漢字、圖像等的顯示，控制簡單。我們需要顯示內(nèi)容較多，所以采用此方案。2.7 電源模塊方案一：采用開關直流穩(wěn)壓電源。開關電源功率大，效率高，但是紋波大，價格相對較高。方案二：采用線性直流穩(wěn)壓電源。線性穩(wěn)壓電源制作簡單，輸出穩(wěn)定，性價比較高。綜合考慮，我們選擇方案二。2.8 各模塊方案確認（1）主控模塊：選用at89s52。（2）信號源模塊：電阻測量采用恒流源法。（3）測量模塊：

21、信號采集電路選用ad7705。（4）檔位選擇模塊：采用繼電器作為檔位開關控制。（5）電機驅(qū)動模塊：電機采用步進電機。（6）液晶顯示采用12864lcd 液晶。（7）電源模塊：采用線性直流穩(wěn)壓電源。第3章 硬件電路設計3.1 總體設計框圖及說明 本簡易電阻自動測試儀采用at89s52單片機為核心控制器，利用基于lm358構成的恒流源的電阻測量方法，將測量的電壓值通過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊ad7705轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，將數(shù)字信號輸入at89s52單片機進行處理，完成電阻測量。再通過單片機與顯示模塊的連接，顯示測量結果。該測試儀由電阻測量電路模塊、電位器阻值變化曲線測試模塊、單片機、a/d轉(zhuǎn)換電路、時鐘電路、穩(wěn)

22、壓電源、恒流源、顯示、鍵盤等模塊組成。系統(tǒng)方框圖如圖3.1所示。at89s52（cpu）鍵盤控制阻值信號采集數(shù)據(jù)顯示a/d轉(zhuǎn)換分頻電路電源電路檔位切換圖3.1 總體設計框圖3.2 模塊電路介紹 3.2.1 電源模塊輸入的外部電源首先經(jīng)過橋式整流、濾波電路濾波，再經(jīng)過7805芯片穩(wěn)壓成5v的直流電壓，向主控制器供電。圖3.2.1 電源模塊電路電子產(chǎn)品中，常見的三端穩(wěn)壓集成電路有正電壓輸出的78系列和負電壓輸出的79系列。顧名思義，三端ic是指這種穩(wěn)壓用的集成電路，只有三條引腳輸出，分別是輸入端、接地端和輸出端。它的樣子象是普通的三極管，to-220的標準封裝，也有9013樣子的to-92封裝。用

23、78/79系列三端穩(wěn)壓ic來組成穩(wěn)壓電源所需的外圍元件極少，電路內(nèi)部還有過流、過熱及調(diào)整管的保護電路，使用起來可靠、方便，而且價格便宜。該系列集成穩(wěn)壓ic型號中的78或79后面的數(shù)字代表該三端集成穩(wěn)壓電路的輸出電壓。因為三端固定集成穩(wěn)壓電路的使用方便，電子制作中經(jīng)常采用。3.2.2 單片機與鍵盤控制at89s52是一種低功耗、高性能cmos 8位微控制器，具有8k 在系統(tǒng)可編程flash 存儲器。使用atmel 公司高密度非易失性存儲器技術制造，與工業(yè)80c51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位cpu 和在系統(tǒng)可編

24、程flash，使得at89s52在眾多嵌入式控制應用系統(tǒng)中得到廣泛應用。片上flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于 常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位cpu 和在系統(tǒng) 可編程flash，使得at89s52為眾多嵌入式控制應用系統(tǒng)提 供高靈活、超有效的解決方案。 at89s52具有以下標準功能： 8k字節(jié)flash，256字節(jié)ram， 32 位i/o 口線，看門狗定時器，2 個數(shù)據(jù)指針，三個16 位 定時器/計數(shù)器，一個6向量2級中斷結構，全雙工串行口， 片內(nèi)晶振及時鐘電路。另外，at89s52 可降至0hz 靜態(tài)邏 輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，cpu 停止工作，

25、允許ram、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工 作。掉電保護方式下，ram內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結， 單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止。 p0 口：p0口是一個8位漏極開路的雙向i/o口。作為輸出口，每位能驅(qū)動8個ttl邏 輯電平。對p0端口寫“1”時，引腳用作高阻抗輸入。 當訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時，p0口也被作為低8位地址/數(shù)據(jù)復用。在這種模式下， p0不具有內(nèi)部上拉電阻。 在flash編程時，p0口也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗時，輸出指令字節(jié)。程序校驗 時，需要外部上拉電阻。 p1 口：p1 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向i/o 口，p1 輸出緩沖器能驅(qū)動4 個

26、ttl 邏輯電平。對p1 端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入 口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（iil）。 此外，p1.0和p1.1分別作定時器/計數(shù)器2的外部計數(shù)輸入（p1.0/t2）和定時器/計數(shù)器2 的觸發(fā)輸入（p1.1/t2ex）。 在flash編程和校驗時，p1口接收低8位地址字節(jié)。 引腳號第二功能： p1.0 t2（定時器/計數(shù)器t2的外部計數(shù)輸入），時鐘輸出 p1.1 t2ex（定時器/計數(shù)器t2的捕捉/重載觸發(fā)信號和方向控制） p1.5 mosi（在系統(tǒng)編程用） p1.6 miso（在系統(tǒng)編程用） p1.7 sck（在

27、系統(tǒng)編程用） p2 口：p2 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向i/o 口，p2 輸出緩沖器能驅(qū)動 4 個 ttl 邏輯電平。對p2 端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入 口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（iil）。 在訪問外部程序存儲器或用16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行movx dptr） 時，p2 口送出高八位地址。在這種應用中，p2 口使用很強的內(nèi)部上拉發(fā)送1。在使用 8位地址（如movx ri）訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，p2口輸出p2鎖存器的內(nèi)容。 在flash編程和校驗時，p2口也接收高8位地址字節(jié)和一些控制信號。 p3

28、 口：p3 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向i/o 口，p3 輸出緩沖器能驅(qū)動4 個 ttl 邏輯電平。對p3 端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入 口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（iil）。 p3口亦作為at89s52特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。 在flash編程和校驗時，p3口也接收一些控制信號。 端口引腳 第二功能： p3.0 rxd(串行輸入口) p3.1 txd(串行輸出口) p3.2 into(外中斷0) p3.3 int1(外中斷1) p3.4 to(定時/計數(shù)器0) p3.5 t1(定時/計數(shù)器1) p3

29、.6 wr(外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通) p3.7 rd(外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通) 此外，p3口還接收一些用于flash閃存編程和程序校驗的控制信號。 rst：復位輸入。當振蕩器工作時，rst引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上高電平將是單片機復位。 ale/prog：當訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時，ale（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。一般情況下，ale仍以時鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。要注意的是：每當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個ale脈沖。對flash存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（prog）。如有必要，可通過對特殊功能寄存器（s

30、fr）區(qū)中的8eh單元的d0位置位，可禁止ale操作。該位置位后，只有一條movx和movc指令才能將ale激活。此外，該引腳會被微弱拉高，單片機執(zhí)行外部程序時，應設置ale禁止位無效。 psen：程序儲存允許（psen）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當at89s52由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機器周期兩次psen有效，即輸出兩個脈沖，在此期間，當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，將跳過兩次psen信號。 ea/vpp：外部訪問允許，欲使cpu僅訪問外部程序存儲器（地址為0000h-ffffh），ea端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位lb1被編程，復位時內(nèi)部會鎖存ea端狀態(tài)。如

31、ea端為高電平（接vcc端），cpu則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器的指令。flash存儲器編程時，該引腳加上+12v的編程允許電源vpp，當然這必須是該器件是使用12v編程電壓vpp。 xtal1：振蕩器反相放大器和內(nèi)部時鐘發(fā)生電路的輸入端。 xtal2：振蕩器反相放大器的輸出端。圖3.2.2 鍵盤控制原理圖鍵盤功能如下：s1；電阻篩選功能鍵； s2：- s3：+ s4：自動測量電位器3.2.3 電機驅(qū)動電路電機驅(qū)動模塊采用電機驅(qū)動芯片uln2003來控制步進電機。輸入的信號用光耦tlp512-5送入uln2003，很好的隔離了輸入與輸出信號，抗干擾能力強。進而帶動電位器旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)電位器阻值變化曲線測試

32、功能。uln2003的作用：uln2003是大電流驅(qū)動陣列,多用于單片機、智能儀表、plc、數(shù)字量輸出卡等控制電路中?？芍苯域?qū)動繼電器等負載。輸入5vttl電平，輸出可達500ma/50v。uln2003是高耐壓、大電流達林頓陳列,由七個硅npn達林頓管組成。uln2003是高壓大電流達林頓晶體管陣列系列產(chǎn)品,具有電流增益高、工作電壓高、溫度范圍寬、帶負載能力強等特點,適應于各類要求高速大功率驅(qū)動的系統(tǒng)。 圖3.2.3 電機驅(qū)動原理圖3.2.4 a/d采樣模塊在ad7705與單片機系統(tǒng)進行連接時，使用并行采集方式，要連接bcd碼數(shù)據(jù)輸出線，可以將ad7705的/stb信號接至at89s52的p

33、3.2（int0）。ad7705是ad公司新推出的16位-a/d(電荷平衡式)轉(zhuǎn)換器。器件包括由緩沖器和增益可編程放大器(pga)組成的前端模擬調(diào)節(jié)電路,-調(diào)制器,可編程數(shù)字濾波器等部件。能直接將傳感器測量到的多路微小信號進行ad轉(zhuǎn)換。這種器件還具有高分辨率、動態(tài)范圍寬、自動校準、優(yōu)良的抗噪聲性能以及低電壓低功耗等特點,非常適合儀表測量、工業(yè)控制等入通道,能達到0.003%非線性的16位無誤碼數(shù)據(jù)輸出,其增益和數(shù)據(jù)輸出更新率均可編程設定,還可選擇輸入模擬緩沖器,以及自校準和系統(tǒng)校準方式。工作電壓3v或5v。3v電壓時,最大功耗為1mw,等待模式下電源電流僅為8ma。ad7705需要外部的時鐘信

34、號，本設計采用cd4040來對ale信號進行分頻。cd4040是由12個t型觸發(fā)器組成的串行二進制計數(shù)器/分頻器，有12個分頻輸入端，q1-q12，最大分頻系數(shù)為2=4096。本設計將單片機的ale16分頻作為ad7705的時鐘。圖3.2.4 ad采樣模塊3.2.5 檔位切換電路 控制系統(tǒng)由單片機控制，采用4個繼電器分別控制不同電阻測試檔位。當單片機相應的i/o口輸出低電平時，三極管導通，繼電器線圈得電吸起，從而接通相應的基準量程電路。圖3.2.5 檔位切換電路 3.2.6 數(shù)據(jù)顯示通過lcd驅(qū)動程序?qū)t89s52處理后的結果數(shù)據(jù)進行穩(wěn)定顯示，在測試期間顯示能夠保持穩(wěn)定狀態(tài)，當離開測試能夠迅

35、速歸零。圖3.2.6數(shù)據(jù)顯示原理圖本模塊采用的是12864lcd液晶顯示:12864是128*64點陣液晶模塊的點陣數(shù)簡稱。該點陣的屏顯成本相對較低，適用于各類儀器，小型設備的顯示領域。一種具有4位/8位并行、2線或3線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國標一級、二級簡體中文字庫的點陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為12864，內(nèi)置8192個16*16點漢字，和128個16*8點ascii字符集。利用該模塊靈活的接口方式和簡單、方便的操作指令，可構成全中文人機交互圖形界面?？梢燥@示84行1616點陣的漢字，也可完成圖形顯示，低電壓低功耗是其又一顯著特點。由該模塊構成的液晶顯示方案與同類型的圖形點陣液晶

36、顯示模塊相比，不論硬件電路結構或顯示程序都要簡潔得多，且該模塊的價格也略低于相同點陣的圖形液晶模塊。它有以下基本特點基本特性:1、低電源電壓（vdd:+3.0-+5.5v）2、顯示分辨率:12864點3、內(nèi)置漢字字庫，提供8192個1616點陣漢字(簡繁體可選)4、內(nèi)置128個168點陣字符5、2mhz時鐘頻率6、顯示方式：stn、半透、正顯7、驅(qū)動方式：1/32duty，1/5bias8、視角方向：6點9、背光方式：側部高亮白色led，功耗僅為普通led的1/51/1010、通訊方式：串行、并口可選11、內(nèi)置dc-dc轉(zhuǎn)換電路，無需外加負壓12、無需片選信號，簡化軟件設計13、工作溫度:0-

37、+55,存儲溫度:-20-+60第4章 系統(tǒng)軟件設計4.1 程序機構說明我們的程序機構主要包括：主控程序模塊、鍵盤掃描及處理子程序、12864液晶顯示程序、阻值信號采樣數(shù)據(jù)處理子程序、a/d中斷控制子程序、定時器子程序、檔位控制子程序、中斷子程序等幾個部分組成。結構框圖如圖4.1。圖4.1 主程序機構框圖4.2 程序流程圖圖4.2程序流程圖第5章 測試及結果分析5.1 測試原理在系統(tǒng)設計中，at89s52單片機為核心的簡易自動電阻測試儀，將電阻對應的電壓實現(xiàn)各個參數(shù)的測量。將模擬電壓信號送入ad采樣，通過ad把模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，再把數(shù)字信號送入at89s52單片機處理。使用c語言編寫了系

38、統(tǒng)應用軟件，包括主控制模塊、顯示模塊、電阻測試模塊和電機驅(qū)動模塊。5.2 測試方法在測試時將被測參數(shù)通過本系統(tǒng)測量出來的示值與參數(shù)的標稱值進行對比，得到本系統(tǒng)的測量精度。5.3 測試儀器示波器，萬用表。5.4 測試結果通過按鍵操作，實現(xiàn)測量類型和量程的選擇。電阻測試數(shù)據(jù)如表5.1所示。表5.1電阻測試數(shù)據(jù)標稱值()系統(tǒng)測量（）相對誤差(%)20.020.010.05200.0199.770.16000.05993.750.10450000.049926.630.147301000.0297839.501.05自動篩選功能展示圖，如圖5.1所示。圖5.1 自動篩選功能展示圖電位器阻值變化曲線，如

39、圖5.2所示圖5.2 電位器阻值變化曲線5.5 測試分析根據(jù)以上的測試結果表明，本系統(tǒng)完成了文章開始所提出設計內(nèi)容和功能。本測量儀的測量范圍較寬,并且達到了很好的精度,相對誤差小于1%。在實際測量中，由于測試環(huán)境，測試儀器，測試方法等都對測試值有一定的影響，都會導致測量結果或多或少地偏離被測量的真值。為了減小本設計中誤差的大小，主要利用修正的方法來減小本測試儀的測量誤差。所謂修正的方法就是在測量前或測量過程中，求取某類系統(tǒng)誤差的修正值。在測量的數(shù)據(jù)處理過程中選取合適的修正值很關鍵，修正值的獲得有三種途徑。第一種途徑是從相關資料中查取；第二種途徑是通過理論推導求??；第三種途徑是通過實驗求取。本測

40、試修正值選取主要通過實驗求取，對影響測量讀數(shù)的各種影響因素，如溫度、濕度、電源電壓等變化引起的系統(tǒng)誤差。通過對相同被測參數(shù)的多次測量結果和不同被測參數(shù)的多次測量選取平均值，最后確定被測參數(shù)公式的常數(shù)k值，從而達到減小本設計系統(tǒng)誤差的目的。測試不同阻值的電阻分別與用數(shù)字萬用表測得電阻進行比較，測試電阻表的精確度。測量結果數(shù)據(jù)如表5.2。表5.2 測量結果數(shù)據(jù)測量阻值/5009001108.0k9.9k實際阻值/48685010060009000誤差%2.85.50.92.50.95.6 測試結論根據(jù)上述測試數(shù)據(jù)，對電路的檢測與調(diào)試過程，可以得出以下結論：1、通過親自焊接電路，首先認識了基本元器件

41、和一些常用的芯片，在焊接過程中遇到了各種問題，通過思考解決了問題，鍛煉了自己獨立思考問題，解決問題的能力。2、在電路檢查與測試過程中要一定要仔細，認真。在通電前，斷開一條電源線，用萬用表檢查電源端對地是否存在短路情況。3、通過測試數(shù)據(jù)，深刻認識到了我們在本次設計中的一些問提，但我們有信心，通過多次的試驗與思考，最終我們得到了理想數(shù)據(jù)。第6章 總結與體會本系統(tǒng)采用單片機和伏安法電阻測量結合的方式實現(xiàn)了一個簡易數(shù)字式電阻測量儀，到達了系統(tǒng)基本要求。本儀器利用單片機技術實現(xiàn)了電阻測量的智能化設計,而且系統(tǒng)性能穩(wěn)定,測量精度較高,相對誤差小于1 % ,操作簡單,具有較強的實用性。當然本系統(tǒng)還存在著許多

42、需要改進的地方，比如還可以繼續(xù)提高測量的精度和加大測量的范圍。因為是采用單片機實現(xiàn)的，利用其可以編程的特性，使測量的值結合一些數(shù)據(jù)處理方式使測量更加接近真實值。本系統(tǒng)也還有許多可以擴展的功能，可以增加語音功能，每次測量值穩(wěn)定的時候就通過語音報告出來；也可以增加在線測量的功能，這樣就更能夠測量出元件工作時的正常值，而不僅僅是靜態(tài)時的值。在此要感謝我的指導老師對我悉心的指導，感謝老師給我的幫助。在設計過程中，我通過查閱大量有關資料，與同學交流經(jīng)驗和自學，并向老師請教等方式，使自己學到了不少知識，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個設計中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨立工作的能力，樹立了對自己工

43、作能力的信心，相信會對今后的學習工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力，使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。雖然這個設計做的也不太好，但是在設計過程中所學到的東西是這次畢業(yè)設計的最大收獲和財富，使我終身受益。參考文獻1 徐愛鈞，智能化測量控制儀表原理與設計（第二版）m.北京：北京航空航天大學出版社，2004.2 鄧木生，周紅兵，模擬電子電路分析與應用m.北京：高等教育出版社，2008.3 鄧木生，周紅兵，數(shù)字電子電路分析與應用m.北京：高等教育出版社，2008.4 吳金戌，沈慶陽，郭庭吉.8051單片機實踐與應用m.北京：清華大學出版社，2002.5 張國勛，縮短

44、ad7705a/d采樣程序時間的一種方法j. 電子技術應用，1993，第一期.6 劉修文.實用電子電路圖集.北京.中國電力出版社，20057 黃智偉.全國大學生電子設計競賽技能訓練.北京.北京航空航天大學出版社，2007.2 8 王昊，李昕.集成運放應用電路設計360例.北京.電子工業(yè)出版社，2007.1 9 鄧木生、周紅兵 數(shù)字電子電路分析與運用 高等教育出版社10 電子cad技術 電子工業(yè)出版社附錄a 總原理圖 附錄b 總pcb圖附錄c總程序#includelcd12864.h #includereg51.h#includeadc.h#define uchar unsigned char#

45、define uint unsigned int#define tho_int 0xff#define tl0_int 0x15#definetmod_int 0x01#define tcon_int 0x10uchar time_4ms;uchar cont_200ms;uchar stop_run_delay;uchar set_read_cont;uchar key;uchar key_buf;uchar key_cont;uchar set_step;uchar tast_delay;/*uint moto_cont;uint moto_time;uchar p1_buf;uchar

46、beef_delay;uchar beef_cont;uint pdata buf50; uchar mode;uchar set_mode;uchar r_wc;/*uchar ad_data2;char dsp_buf10;unsigned long ad_buf1,r1,ra,a0,set_r;uint ad_uor;uchar ad_cont;/*sbit out1=p14;sbit out2=p15;sbit out3=p16;sbit out4=p17;sbit buz= p36;sbit led= p37;uchar code moto_tap8=0x08,0x0c,0x04,0

47、x06,0x02,0x03,0x01,0x09,;/步進電機時序表格 uchar code moto_tap28=0x08,0x0a,0x02,0x06,0x04,0x05,0x01,0x09,;/步進電機時序表格 char code lcd_tap210=0123456789;uchar code dsp_16= ;uchar bdata flg;sbit flg_200ms=flg0;sbit run_flg= flg1;sbit beef_en= flg2;sbit colck= flg3;sbit key_out= flg4;sbit ad_out= flg5;sbit call_en

48、= flg6;void ad_read(void);void t0_int(void)tmod=tmod_int; /設置定時器工作模式 tcon=tcon_int; /啟運定時器 tl0=tl0_int; /裝入定時器初值th0=tho_int; /裝入定時器初值et0=1; /允許定時器0中斷 ea=1; /開總斷 void timer0_(void)interrupt 1 using 1 / 定時器溢出周期為125us已加入16t tr0=0;/ tl0=tl0_int;th0=tho_int;tr0=1;time_4ms+;if(beef_en)buz=!buz;elsebuz=1;if(time_4ms=16) /4ms平臺 time_4ms=0;if(set_mode=0)led=0;else led=1;if(beef_delay)beef_delay-;if(stop_run_delay)stop_run_delay-;if(set_step=0)out1=0;out2=1;out3=1;out4=1;elseif(set_step=1)out1=1;out2=0;out3=1;out4=1;