設計并實現(xiàn)對可變電阻的測量

1、學 號： 課 程 設 計課程名稱題 目學 院專 業(yè)班 級姓 名指導教師年月日 課程設計任務書 學生姓名：劉群 專業(yè)班級：電信1305指導教師：王緒國 工作單位：信息工程學院題 目: 設計并實現(xiàn)對電阻器電阻值的測量                   初始條件： （1） PROYUES、KEIL等軟件；（2） 課程設計輔導書：單片微型計算機（3）先修課程：51單片機C語言教程、微

2、機原理。 要求完成的主要任務: （包括課程設計工作量及其技術要求，以及說明書撰寫等具體要求） 1  設計原理或方法2 系統(tǒng)硬件線路設計圖3 程序框圖4 資源分配表5 源程序6 性能分析7 總結與心得    指導教師簽名：                         

3、   年     月    日系主任（或責任教師）簽名：               年     月    日摘要本設計電阻測量是利用A/D轉(zhuǎn)換原理，將被測將被測模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，并用 數(shù)字方式顯示測量結果的電子測量儀表。通常測量電阻都采用大規(guī)模的

4、A/D轉(zhuǎn)換集成電路，測量精度高，讀數(shù)方便，在體積、重量、耗電、穩(wěn)定性及可靠性等方面性能指標均明顯優(yōu)于指針式萬用表。其中，A/D轉(zhuǎn)換器將輸入的模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，邏輯控制電路產(chǎn)生控制信號按規(guī)定的時序?qū)/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換去中各組模擬開關接通或斷開，保證A/D轉(zhuǎn)換正常進行。A/D轉(zhuǎn)換結果通過計數(shù)譯碼電路變換成BCD碼，最后驅(qū)動顯示器顯示相應的數(shù)值。本系統(tǒng)以單片機AT89C5為系統(tǒng)的控制核心，結合A/D轉(zhuǎn)換芯片ADC0809設計一個電阻測量表，能夠測量一定數(shù)值之間的電阻值，通過1602顯示屏顯示。具有讀數(shù)準確，測量方便的特點。  關鍵詞：單片機（AT89C52) 電壓

5、0;A/D轉(zhuǎn)換 ADC0809 1602設計并實現(xiàn)對電阻器電阻值的測量1設計目的及其意義     本設計基于單片機和AD轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)電阻的測量。采用ADC0809，實現(xiàn) 由模擬電壓轉(zhuǎn)換到數(shù)字信號，通過單片機系統(tǒng)處理后，由LCD顯示被測量電阻的阻值。 要求被測電阻1-2000, 誤差<0.02. 2.方案設計  2.1 總體設計思路   本設計包括硬件和軟件設計兩個部分。模塊劃分為電壓測量（數(shù)據(jù)采集）、模數(shù)轉(zhuǎn)換、阻值顯示等子模塊。電路結構可劃分為：電壓測

6、量，電壓轉(zhuǎn)換電阻，阻值顯示及相關的控制管理軟件組成。用戶終端完成信息采集、處理、數(shù)據(jù)傳送、顯示等功能。 從設計的要求來分析該設計須包含如下結構：包括LCD1602顯示電路、電阻分壓電路，ADC0809轉(zhuǎn)換電路，LCD顯示電路?？傮w設計框圖所示：                電壓轉(zhuǎn)換電阻（ADC0809)AT89C52分壓電路LCD16022 圖一本設計中選用的微處理芯片是STC89C52，它是一種低功耗、高性能CM

7、OS8位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52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。具有以下標準功能：8k字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM，32位I/O口線，看門狗定時器，內(nèi)置4KB EEPROM，MAX810復位電路，2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。另外 STC89X51 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。空閑模式下，CPU 停

8、止工作，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。最高運作頻率35MHz。 整個電路的設計是通過一個固定電阻與待測電阻進行分壓，通過ADC0804將分壓的電壓量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量送給單片機，單片機將數(shù)字量進行運算處理，得出待測電阻的阻值，然后單片機將阻值送到液晶1602上，通過液晶屏進行阻值示數(shù)顯示，從而達到了測量電阻的目的。2.2 系統(tǒng)硬件線路原理硬件電路主要由復位電路，振蕩電路，分壓電路，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路與液晶顯示電路組成。 2.2.1復位電路 單片機復位電路分為上電

9、自動復位和按鍵復位。按鍵復位就是在復位電容上并聯(lián)一個開關，當開關按下時電容被放電、RST也被拉到高電平，而且由于電容的充電，會保持一段時間的高電平來使單片機復位。電路圖如圖2圖22.2.2振蕩電路 單片機系統(tǒng)里都有晶振，在單片機系統(tǒng)里晶振作用非常大，全稱叫晶體振蕩器，它結合單片機內(nèi)部電路產(chǎn)生單片機所需的時鐘頻率，單片機晶振提供的時鐘頻率越高，那么單片機運行速度就越快，單片接的一切指令的執(zhí)行都是建立在單片機晶振提供的時鐘頻率。在通常工作條件下，普通的晶振頻率絕對精度可達百萬分之五十。高級的精度更高。有些晶振還可以由外加電壓在一定范圍內(nèi)調(diào)整頻率，稱為壓控振蕩器（VCO）。晶振用一種能把電

10、能和機械能相互轉(zhuǎn)化的晶體在共振的狀態(tài)下工作，以提供穩(wěn)定，精確的單頻振蕩。單片機晶振的作用是為系統(tǒng)提供基本的時鐘信號。通常一個系統(tǒng)共用一個晶振，便于各部分保持同步。有些通訊系統(tǒng)的基頻和射頻使用不同的晶振，而通過電子調(diào)整頻率的方法保持同步。  晶振通常與鎖相環(huán)電路配合使用，以提供系統(tǒng)所需的時鐘頻率。如果不同子系統(tǒng)需要不同頻率的時鐘信號，可以用與同一個晶振相連的不同鎖相環(huán)來提供。STC89C52使用11.0592MHz的晶體振蕩器作為振蕩源，由于單片機內(nèi)部帶有振蕩電路，所以外部只要連接一個晶振和兩個電容即可，電容容量一般在15pF至50pF之間。其電路原理圖如3所示。圖32.2.

11、3分壓電路 要求用單片機測待測電阻，但是單片機無法直接測量電阻的阻值，通過分壓電路，將待測電阻的阻值轉(zhuǎn)換成相應值得電壓，通過測量電壓值得大小，間接測量出待測電阻的大小。由圖4所示，待測電阻與一個固定阻值為300進行分壓，然后將待測電阻的電壓值送到模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC0809上。圖42.2.4模數(shù)轉(zhuǎn)換電路 通過分壓電路將電阻值轉(zhuǎn)換成相應的電壓值，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換電路將電壓值這種模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量送到單片機，這里使用的是ADC0809. ADC0809是屬于連續(xù)漸進式的A/D轉(zhuǎn)換器，這類型的A/D轉(zhuǎn)換器除了轉(zhuǎn)換速度快（幾十至幾百us）、分辨率高外，還有價錢便宜的優(yōu)點，普遍被應用于微電腦的接口設計上。由電壓測量得到的電壓經(jīng)過ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換可得到8位的電壓值，經(jīng)過歐姆定律（即電壓之比等于電阻之比）可得到被測電阻的阻值的大小。公式如下：u1/U2=R1/Rx,R1為300歐。由被測電阻得到的電壓值經(jīng)ADC0809的26腳IN0輸入，經(jīng)過內(nèi)部的AD轉(zhuǎn)換，在OUT17輸出數(shù)字電壓量。圖52.2.5液晶顯示電路 本實驗用：LCD1602來代替數(shù)碼管進行電阻阻值顯示。1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等的點陣型液晶模塊。它由若干個5X7或者5X11等點陣字符位組成，每個點陣字符位都可以顯示一個字符，每位之間有一個