自動(dòng)電阻測(cè)試儀

摘要本簡(jiǎn)易電阻自動(dòng)測(cè)試儀采用AT89S52單片機(jī)為核心控制器，利用伏安法測(cè)電阻的測(cè)量方法，將測(cè)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(hào)，將數(shù)字信號(hào)輸入AT89S52單片機(jī)進(jìn)展處理，完成電阻測(cè)量功能、自動(dòng)換擋和篩選功能、電位器阻值變化曲線測(cè)試的功能。再通過單片機(jī)與顯示模塊的連接，顯示測(cè)量結(jié)果。關(guān)鍵詞：電阻自動(dòng)測(cè)試儀、AT89S52、電阻測(cè)量功能、自動(dòng)換擋、曲線測(cè)試、AD7705一、引言自動(dòng)電阻測(cè)試相對(duì)于手工測(cè)試的優(yōu)點(diǎn)有很多，優(yōu)化測(cè)試速度：可非常快速的運(yùn)行上萬條記錄；提高準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性：可以不為外界因素干擾，準(zhǔn)確運(yùn)行測(cè)試用例；確定性：能真實(shí)快速搭建測(cè)試環(huán)境，測(cè)試數(shù)據(jù)，重現(xiàn)缺陷；提高工作效率：一邊運(yùn)行自動(dòng)化測(cè)試，一邊準(zhǔn)備測(cè)試報(bào)告；測(cè)試環(huán)境搭建：可以結(jié)合多種編程語言及技術(shù)協(xié)助搭建測(cè)試環(huán)境，防止手工測(cè)試重復(fù)勞動(dòng)，如批處理技術(shù)；提高技能：可提高測(cè)試人員技能，同時(shí)提高對(duì)測(cè)試的興趣，防止對(duì)手工測(cè)試感覺枯燥。數(shù)據(jù)處理方面的優(yōu)點(diǎn)有，測(cè)試數(shù)據(jù)：自動(dòng)化測(cè)試工具可以根據(jù)需要，準(zhǔn)備大量的測(cè)試數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)處理：測(cè)試結(jié)果有時(shí)需要再進(jìn)展相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理；用例準(zhǔn)備：可以使.文章.用相關(guān)腳本技術(shù)準(zhǔn)備大量的測(cè)試用例。自動(dòng)電阻測(cè)試的開展必將大大提高電阻的測(cè)試效率和準(zhǔn)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(gè)電子行業(yè)。二、方案論證方案論證與比較測(cè)試方案比照方案一：交流電橋測(cè)量法。交流電橋的構(gòu)造及原理均與直流惠斯通電橋一樣，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Z1*Z2=Z3*Z4此條件顯示交流電橋不同于直流電橋：首先條件有兩個(gè)，因此，需要調(diào)節(jié)兩個(gè)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(shí)滿足到達(dá)平衡的條件。方案二：直接測(cè)量法，也叫轉(zhuǎn)換測(cè)量法。測(cè)量時(shí)，把電阻歐姆先轉(zhuǎn)換成別的量再測(cè)量。比方把被測(cè)量電阻施加以一個(gè)的電壓，那么再測(cè)量流過電阻的電流，根據(jù)歐姆定律，這個(gè)電流與電阻成正比。因此，我們采用測(cè)量這個(gè)電壓，就可以得到電阻值。直接測(cè)量簡(jiǎn)單快速，但轉(zhuǎn)換后很多因素直接參與誤差奉獻(xiàn)，比方恒流源的精度、電壓表的精度都直接影響被測(cè)電阻值。方案三：電阻—電壓轉(zhuǎn)換測(cè)量法，采用R/U轉(zhuǎn)換器將被測(cè)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(hào)，由單片機(jī)控制輸出顯示被測(cè)電阻值到LCD。方案四：恒流源測(cè)量法，該方法是給待測(cè)電阻提供一個(gè)恒定電流，利用單片機(jī)的AD采集其兩端的電壓來確定其電阻值。此種方法簡(jiǎn)單易行，但是由于電阻變化X圍是100Q?10MQ，電壓變化X圍太大，而我們采用的是專用的AD進(jìn)展轉(zhuǎn)換，所以能實(shí)現(xiàn)要求的指標(biāo)，綜合性能優(yōu)于其它幾中方案。綜合考慮，選擇方案四。單片機(jī)控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)比照方案一：使用AT89S52單片機(jī)作為系統(tǒng)的控制核心。單片機(jī)具有體積小，片上資源豐富，使用靈活，易于人機(jī)對(duì)話，是采用CMOS工藝的8位單片機(jī)，與AT89S51完全兼容，有較強(qiáng)的指令尋址和運(yùn)算功能等優(yōu)點(diǎn)，但是該單片機(jī)是8位機(jī)，運(yùn)行速度比較慢，功耗較高方案二：使用STC12C5A32S29單片機(jī)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(fù)用的優(yōu)點(diǎn)，最重要的是STC12C5A32S29是16位機(jī)，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較的優(yōu)勢(shì)，但是由于這種單片機(jī)的使用不是很熟練，使用起來存在很多弊端而AT89S52已經(jīng)滿足我們的要求。在此系統(tǒng)中，我們經(jīng)過細(xì)致的思考，最終選擇了方案一，用AT89S52作為整個(gè)系統(tǒng)的控制與計(jì)算中心。信號(hào)采集模塊比照方案一：可以使用555振蕩器，通過555振蕩器測(cè)試不同阻值被測(cè)電阻時(shí)產(chǎn)生不同的脈沖，將所獲得的脈沖信號(hào)送至單片機(jī)，通過單片機(jī)內(nèi)部軟件對(duì)脈沖信號(hào)的處理，將所測(cè)值顯示在液晶顯示屏上。方案二：設(shè)置恒流源電路，當(dāng)測(cè)試被測(cè)電阻時(shí)，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)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(jī)，通過軟件對(duì)數(shù)字量的處理，將所測(cè)值顯示在液晶顯示屏上。綜合考慮系統(tǒng)的各項(xiàng)性能，最后我們考慮采用方案二。檔位選擇模塊比照方案一：選用晶體二極管作為開關(guān)元件。二極管在正向電壓作用下電阻很小，處于導(dǎo)通狀態(tài)，相當(dāng)于一只接通的開關(guān)；在反向電壓作用下，電阻很大，處于截止?fàn)顟B(tài)，如同一只斷開的開關(guān)，利用二極管的開關(guān)特性，可以組成各種邏輯電路。用二極管作為開關(guān)作為檔位的選擇開關(guān)，采用單片機(jī)控制二極管的開關(guān)實(shí)現(xiàn)對(duì)檔位的選擇。方案二：采用選擇器CT74LS151集成塊實(shí)現(xiàn)對(duì)不同檔位的選擇。當(dāng)單片機(jī)檢測(cè)到所測(cè)電阻阻值大于所選檔位時(shí)自動(dòng)控制選擇器CT74LS151實(shí)現(xiàn)對(duì)適當(dāng)檔位的選擇。方案三：采用繼電器作為檔位開關(guān)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(dòng)關(guān)系。通常應(yīng)用于自動(dòng)化的控制電路中，它實(shí)際上是用小電流去控制大電流的一種“自動(dòng)開關(guān)〞。故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、平安保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。采用4個(gè)繼電器分別控制不同電阻測(cè)試檔位?？刂葡到y(tǒng)由單片機(jī)系統(tǒng)控制。綜合考慮設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性和可操作性，我們決定采用方案三顯示模塊比照方案一: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(diǎn)，但顯示信息量小，且自身功耗較大。方案二：12864點(diǎn)陣LCD液晶顯示。LCD液晶可輕松實(shí)現(xiàn)字母、漢字、圖像等的顯示，控制簡(jiǎn)單。我們需要顯示內(nèi)容較多，所以采用此方案。電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊比照方案一：采用直流電機(jī)，直流電機(jī)速度快，價(jià)格廉價(jià)，通過調(diào)節(jié)電流來改變速度，驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單，調(diào)速X圍廣，調(diào)速特性平滑。但其轉(zhuǎn)距小，帶有大負(fù)載時(shí)很容易堵轉(zhuǎn)；而且由于其速度較快，不易控制，準(zhǔn)確度低，不適合應(yīng)用在此題。方案二：采用步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)是一種能將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的機(jī)構(gòu)，通過控制脈沖個(gè)數(shù)來控制角位移量，通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，其準(zhǔn)確度高。通過分析題目要求，步進(jìn)電機(jī)可以到達(dá)題目要求的精度，而且價(jià)格適中，控制簡(jiǎn)單。綜上所述，我們決定采用步進(jìn)電機(jī)。顯示模塊比照方案一: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(diǎn)，但顯示信息量小，且自身功耗較大。方案二：12864點(diǎn)陣LCD液晶顯示。LCD液晶可輕松實(shí)現(xiàn)字母、漢字、圖像等的顯示，控制簡(jiǎn)單。我們需要顯示內(nèi)容較多，所以采用此方案。電源模塊比照方案一：采用開關(guān)直流穩(wěn)壓電源。開關(guān)電源功率大，效率高，但是紋波大，價(jià)格相對(duì)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(jiǎn)單，輸出穩(wěn)定，性價(jià)比較高。綜合考慮，我們選擇方案二。各模塊方案確認(rèn)〔1〕主控模塊：選用AT89S52?！?〕信號(hào)源模塊：電阻測(cè)量采用恒流源法?！?〕測(cè)量模塊：信號(hào)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(guān)控制。

5〕電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊：電機(jī)采用步進(jìn)電機(jī)。6〕液晶顯示采用12864LCD6〕電源模塊：采用線性直流穩(wěn)壓電源。I1fr控制電路」i磚愼鍵盤電路」顯示電路」I1fr控制電路」i磚愼鍵盤電路」顯示電路」圖1簡(jiǎn)易自動(dòng)電阻測(cè)試儀系統(tǒng)框圖三、硬件電路設(shè)計(jì)程序流程本簡(jiǎn)易電阻自動(dòng)測(cè)試儀采用AT89S52單片機(jī)為核心控制器，利用基于LM358構(gòu)成的恒流源的電阻測(cè)量方法，將測(cè)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(hào)，將數(shù)字信號(hào)輸入AT89S52單片機(jī)進(jìn)展處理，完成電阻測(cè)量。再通過單片機(jī)與顯示模塊的連接，顯示測(cè)量結(jié)果。該測(cè)試儀由電阻測(cè)量電路模塊、電位器阻值變化曲線測(cè)試模塊、單片機(jī)、A/D轉(zhuǎn)換電路、時(shí)鐘電路、穩(wěn)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所圖2總體設(shè)計(jì)框圖模塊電路介紹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。電源模塊電子產(chǎn)品中，常見的三端穩(wěn)壓集成電路有正電壓輸出的78XX系列和負(fù)電壓輸出的79XX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(biāo)準(zhǔn)封裝，也有9013樣子的TO-92封裝。用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(hù)電路，使用起來可靠、方便，而且價(jià)格廉價(jià)。該系列集成穩(wěn)壓IC型號(hào)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?yàn)槿斯潭煞€(wěn)壓電路的使用方便，電子制作中經(jīng)常采用。

IT2EX.P1.；Il sPi^Ci 肖沖1⑷*P1.3E4 ajKiaiACffrtr UIMOSIIP1.5L& ajjraaiAMh沖IIP譏T- #fl- 33> 網(wǎng)JF：':'心、戶derW M4-.°p■nxDiPSJtV 3Q:F7TEPlatT?r叱匸13irerwis；|TD|PJ.4L*21f[■3 J輕|FWLIB 25'JPE呻電IT3 3■-1<!EL2IZ10 23KTALrCID 弐3FTi->UiWL3.2.2單片機(jī)與鍵盤控制AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。使用Atmel公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)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(chǔ)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在眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。片上Flash允許程序存儲(chǔ)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(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。AT89S52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32位I/O口線，看門狗定時(shí)器，2個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷構(gòu)造，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)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停頓工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停頓，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。P0口：P0口是一個(gè)8位漏極開路的雙向1/O口。作為輸出口，每位能驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯電平。對(duì)P0端口寫“1〃時(shí)，引腳用作高阻抗輸入。當(dāng)訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí),P0口也被作為低8位地址/數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式下，P0不具有內(nèi)部上拉電阻。在flash編程時(shí)，P0口也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)。程序校驗(yàn)時(shí)，需要外部上拉電阻。 P1口：P1口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，pl輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL邏輯電平。對(duì)P1端口寫“1〃時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，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(shí)器/計(jì)數(shù)器2的外部計(jì)數(shù)輸入〔P1.0/T2〕和定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的觸發(fā)輸入〔P1.1/T2EX〕。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口接收低8位地址字節(jié)。 引腳號(hào)第二功能： P1.0T2〔定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的外部計(jì)數(shù)輸入〕，時(shí)鐘輸出P1.1T2EX〔定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的捕捉/重載觸發(fā)信號(hào)和方向控制〕 P1.5MOSI〔在系統(tǒng)編程用〕P1.6MISO〔在系統(tǒng)編程用〕P1.7SCK〔在系統(tǒng)編程用〕P2口：P2口是一個(gè)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(dòng)4個(gè)TTL邏輯電平。對(duì)P2端口寫“1〃時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，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(chǔ)器或用16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器〔例如執(zhí)行MOVXDPTR〕時(shí)，P2口送出高八位地址。在這種應(yīng)用中，P2口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送1。在使用8位地址〔如MOVXRI〕訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P2口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P2口也接收高8位地址字節(jié)和一些控制信號(hào)。 P3口：P3口是一個(gè)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(dòng)4個(gè)TTL邏輯電平。對(duì)P3端口寫“1〃時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因?qū)⑤敵鲭娏鳌睮IL〕。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(yàn)時(shí)，P3口也接收一些控制信號(hào)。 端口引腳第二功能： P3.0P3.3RXD（串行輸入口） P3.1TXD（串行輸出口） P3.2INTO（外中斷0）P3.3INT1（外中斷1） P3.4TO（定時(shí)/計(jì)數(shù)器0） P3.5T1（定時(shí)/計(jì)數(shù)器1） P3.6WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） P3.7RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(yàn)的控制信號(hào)。 RST:復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，RST引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將是單片機(jī)復(fù)位。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，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(shí)鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過一個(gè)ALE脈沖。對(duì)FLASH存儲(chǔ)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(duì)特殊功能存放器〔SFR〕區(qū)中的8EH單元的DO位置位，可制止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(huì)被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置ALE制止位無效。 PSEN:程序儲(chǔ)存允許〔PSEN〕輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng)AT89S52由外部程序存儲(chǔ)器取指令〔或數(shù)據(jù)〕時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次PSEN有效，即輸出兩個(gè)脈沖，在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，將跳過兩次PSEN信號(hào)。 EA/VPP:外部訪問允許，欲使CPU僅訪問外部程序存儲(chǔ)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(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存EA端狀態(tài)。如EA端為高電平〔接Vcc端〕，CPU那么執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器的指令。FLASH存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上+12V的編程允許電源Vpp，當(dāng)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(shí)鐘發(fā)生電路的輸入端。 XTAL2:振蕩器反相放大器的輸出端。圖4鍵盤控制原理圖

鍵盤功能如下：si；電阻篩選功能鍵；s2:- s3:+ s4：自動(dòng)測(cè)量電位器圖4鍵盤控制原理圖電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片ULN2003來控制步進(jìn)電機(jī)。輸入的信號(hào)用光耦TLP512-5送入U(xiǎn)LN2003，很好的隔離了輸入與輸出信號(hào)，抗干擾能力強(qiáng)。進(jìn)而帶動(dòng)電位器旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)電位器阻值變化曲線測(cè)試功能。ULN2003的作用：ULN2003是大電流驅(qū)動(dòng)陣列,多用于單片機(jī)、智能儀表、PLC、數(shù)字量輸出卡等控制電路中?？芍苯域?qū)動(dòng)繼電器等負(fù)載。輸入5VTTL電平，輸出可達(dá)玄DHLKAD二口啓AD玄DHLKAD二口啓ADDGL"IPlflvccPI..LPGAANOri.2rO.I.ANIPI.JPG2AN2PL.4PlJP0.4AN4卩I.1SP&.5.AN5PL.7FMj.4-'AN6R5TPCI.7.AN7KMJ.rLOENTXDPMIALEPROG[STQP-.2FSENrXTIPl.]P2.7/ANI5TT'.P3.4P2.6.AM4TI.T35r2.5.ANL3PlISP2.4XX12RD/P3/P2.3ANI.IXATL2P22ANI0XA丁LI.RLIAN9VSSna.a-ANRDtTIOLT3500mA/50V。ULN2003是高耐壓、大電流達(dá)林頓陳列,由七個(gè)硅500mA/50V。ULN2003ULN2003是高壓大電流達(dá)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X圍寬、帶負(fù)載能力強(qiáng)等特點(diǎn),適應(yīng)于各類要求高速大功率驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)。度X圍寬、帶負(fù)載能力強(qiáng)等特點(diǎn),適應(yīng)于各類要求高速大功率驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)。圖5電機(jī)驅(qū)動(dòng)原理圖A/D采樣模塊在AD7705與單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)展連接時(shí)，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(hào)接至AT89S52的P3.2〔INTO〕。AD7705是AD公司新推出的16位S-AA/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2-A調(diào)制器，可編程數(shù)字濾波器等部件。能直接將傳感器測(cè)量到的多路微小信號(hào)進(jìn)展AD轉(zhuǎn)換。這種器件還具有高分辨率、動(dòng)態(tài)X圍寬、自動(dòng)校準(zhǔn)、優(yōu)良的抗噪聲性能以及低電壓低功耗等特點(diǎn),非常適合儀表測(cè)量、工業(yè)控制等入通道,能到達(dá)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(shè)定,還可選擇輸入模擬緩沖器,以及自校準(zhǔn)和系統(tǒng)校準(zhǔn)方式。工作電壓3V或5V。3V電壓時(shí)，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(shí)鐘信號(hào)，本設(shè)計(jì)采用CD4040來對(duì)ALE信號(hào)進(jìn)展分頻。CD4040是由12個(gè)T型觸發(fā)器組成的串行二進(jìn)制計(jì)數(shù)器/分頻器，有12個(gè)分頻輸入端，Q1-Q12,最大分頻系數(shù)為2】/=4096。本設(shè)計(jì)將單片機(jī)的ALE16分頻作為AD7705的時(shí)鐘。.-IVISJI-bi孕 LiQL.-IVISJI-bi孕 LiQLT曰4倉(cāng)巨丁OELOV— JKW九E「一EtFFDV-EtETFZ—圖7AD采樣模塊圖6AD7705轉(zhuǎn)換電路引腳說明如表1所示管腳號(hào)管腳名稱管腳功能描述1SCLK邏輯電源地2MCLKIN邏輯電源正3MCLKOUTLCD驅(qū)動(dòng)電壓4CS數(shù)據(jù)/指令選擇端。當(dāng)D/I=1時(shí)，數(shù)據(jù)DB0-DB7將送入顯示RAM；當(dāng)D/I=0時(shí)，數(shù)據(jù)DB0-DB7將送入指令存放器執(zhí)行5RESET這個(gè)是讀寫控制輸入端當(dāng)R/W二“1",E=1時(shí)，數(shù)據(jù)被讀入DB7-DB0;當(dāng)R/W=0,E為下降沿時(shí)，DB7-DB0的數(shù)據(jù)被寫入IR和DR6AIN1QAIN1(-)使能端。當(dāng)R/W=1,E=1時(shí)數(shù)據(jù)被讀入DB7-DB0；當(dāng)R/W=0,E為下降沿時(shí)，DB7-DB0的數(shù)據(jù)被寫入IR和DR7AIN2QAIN2(-)數(shù)據(jù)輸入/輸出引腳8REFIN(+)REFIN(-)片選信號(hào)，低電平時(shí)選擇前64列9DIN片選信號(hào)，低電平時(shí)選擇后64列10DOUT復(fù)位控制信號(hào)，低電平有效11RDRYLCD驅(qū)動(dòng)電壓輸出端表1將AD7705的SCLK、CS、DIN、DOUT、DADY分別與單片機(jī)上的P3.0、P3.1、P3.2、P3.3、P3.4口相連，DIN線用來向片內(nèi)存放器傳輸數(shù)據(jù)，而DOUT線用來訪問存放器里面的數(shù)據(jù)。SCLK是串行時(shí)鐘輸入，所有的數(shù)據(jù)傳輸都和SCLK信號(hào)有關(guān)，對(duì)于單片機(jī)的借口，為確保單片機(jī)轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠，在兩次相連的數(shù)據(jù)傳輸之間，應(yīng)將SCLK設(shè)置為高電平。DRDY_作為狀態(tài)信號(hào)，表示數(shù)據(jù)什么時(shí)候準(zhǔn)備好一邊從存儲(chǔ)器中讀取數(shù)據(jù)。AD7705讀寫操作嚴(yán)格按照時(shí)序進(jìn)展，如圖7所示。7XMLK幫咸撫*十甘國(guó)7XMLK幫咸撫*十甘國(guó)SCLK0OVT圖7AD7705讀寫時(shí)序圖檔位切換電路控制系統(tǒng)由單片機(jī)控制，采用4個(gè)繼電器分別控制不同電阻測(cè)試檔位。當(dāng)單片機(jī)相應(yīng)的I/O口輸出低電平時(shí)，三極管導(dǎo)通，繼電器線圈得電吸起，從而接通相應(yīng)的基準(zhǔn)量程電路。檔位的選擇是根據(jù)阻值采集電路產(chǎn)生的電壓Ux來確定的，Ux通過AD轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，單片機(jī)根據(jù)數(shù)字量的大小來控制相應(yīng)I/O口輸出低電平相應(yīng)的三極管導(dǎo)通，繼電器線圈得電吸起，從而接通相應(yīng)的基準(zhǔn)量程電路。?世RIIIDJP_12?Z7JL13乂輸入端I.?世RIIIDJP_12?Z7JL13乂輸入端I.圖8檔位切換電路數(shù)據(jù)顯示通過LCD驅(qū)動(dòng)程序?qū)T89S52處理后的結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)展穩(wěn)定顯示，在測(cè)試期間顯示能夠保持穩(wěn)定狀態(tài)，當(dāng)離開測(cè)試能夠迅速歸零。V〔□?〕二一二±二口亠芒WEEHV〔□?〕二一二±二口亠芒WEEHIEukl

〔嘗吃A一Th1=[llfflR圖9數(shù)據(jù)顯示原理圖12864點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊由128*64點(diǎn)陣的液晶屏、KS0107點(diǎn)陣液晶顯示驅(qū)動(dòng)器、KS0108點(diǎn)陣液晶顯示控制及DC/DC變壓器構(gòu)成，這些部件均集中在液晶顯示模塊上。12864的引腳定義和功能如表2所示。管腳號(hào)管腳名稱管腳功能描述1Vss邏輯電源地2Vdd邏輯電源正3VOLCD驅(qū)動(dòng)電壓4D/I數(shù)據(jù)/指令選擇端。當(dāng)D/I=1時(shí)，數(shù)據(jù)DB0-DB7將送入顯示RAM;當(dāng)D/I=0時(shí)，數(shù)據(jù)DB0-DB7將送入指令存放器執(zhí)行5R/W這個(gè)是讀寫控制輸入端當(dāng)R/W二“1",E=1時(shí)，數(shù)據(jù)被讀入DB7-DB0;當(dāng)R/W=0,E為下降沿時(shí)，DB7-DB0的數(shù)據(jù)被寫入IR和DR6E使能端。當(dāng)R/W=1,E=1時(shí)數(shù)據(jù)被讀入DB7-DB0；當(dāng)R/W=0,E為下降沿時(shí)，DB7-DB0的數(shù)據(jù)被寫入IR和DR7?14DB7?DB0數(shù)據(jù)輸入/輸出引腳15CS1片選信號(hào)，低電平時(shí)選擇前64列16CS2片選信號(hào)，低電平時(shí)選擇后64列17RST復(fù)位控制信號(hào)，低電平有效18VeeLCD驅(qū)動(dòng)電壓輸出端19LEDALED背光電源正端20LEDKLED背光電源負(fù)端表212864點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊是由128*64個(gè)液晶顯示點(diǎn)組成的一個(gè)128列*64行的陣列，每個(gè)顯示點(diǎn)對(duì)應(yīng)一位二進(jìn)制數(shù)，1表示亮，0表示滅。存儲(chǔ)這些點(diǎn)陣信息的RAM稱為顯示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。要顯示某個(gè)圖形或漢字，就是將相應(yīng)的點(diǎn)陣信息寫入到相應(yīng)的存儲(chǔ)單元中。圖形或漢字的點(diǎn)陣信息由自己設(shè)計(jì)，問題的關(guān)鍵是顯示點(diǎn)在液晶屏上的位置〔行和列〕與其在存儲(chǔ)器中的地址關(guān)系。由于多數(shù)液晶顯示模塊的驅(qū)動(dòng)電路是由一片行驅(qū)動(dòng)器和兩片列驅(qū)動(dòng)器構(gòu)成的，所以12864液晶屏實(shí)際上是有左右兩塊獨(dú)立的64*64液晶屏拼接而成，每塊屏有一個(gè)512*8bit

顯示數(shù)據(jù)RAM。左右半屏驅(qū)動(dòng)電路及存儲(chǔ)器分別有片選信號(hào)CS1和CS2選擇。四、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1程序機(jī)構(gòu)說明我們的程序機(jī)構(gòu)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(hào)采樣數(shù)據(jù)處理子程序、A/D中斷控制子程序、定時(shí)器子程序、檔位控制子程序、中斷子程序等幾個(gè)局部組成。構(gòu)造框圖如圖4.1。圖10主程序機(jī)構(gòu)框圖4.2程序流程圖圖11程序流程圖五、測(cè)試及結(jié)果分析測(cè)試原理在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，AT89S52單片機(jī)為核心的簡(jiǎn)易自動(dòng)電阻測(cè)試儀，將電阻對(duì)應(yīng)的電壓實(shí)現(xiàn)各個(gè)參數(shù)的測(cè)量。將模擬電壓信號(hào)送入AD采樣，通過AD把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，再把數(shù)字信號(hào)送入AT89S52單片機(jī)處理。使用C語言編寫了系統(tǒng)應(yīng)用軟件，包括主控制模塊、顯示模塊、電阻測(cè)試模塊和電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊。測(cè)試方法在測(cè)試時(shí)將被測(cè)參數(shù)通過本系統(tǒng)測(cè)量出來的示值與參數(shù)的標(biāo)稱值進(jìn)展比照，得到本系統(tǒng)的測(cè)量精度。測(cè)試儀器示波器，萬用表。測(cè)試結(jié)果通過按鍵操作，實(shí)現(xiàn)測(cè)量類型和量程的選擇。電阻測(cè)試數(shù)據(jù)如表3所示。表3電阻測(cè)試數(shù)據(jù)標(biāo)稱值系統(tǒng)測(cè)量相對(duì)誤差(Q)〔。〕(%)20.020.010.05200.0199.770.16000.05993.750.10450000.049926.630.147301000.0297839.501.05測(cè)試分析根據(jù)以上的測(cè)試結(jié)果說明，本系統(tǒng)完成了文章開場(chǎng)所提出設(shè)計(jì)內(nèi)容和功能。本測(cè)量?jī)x的測(cè)量X圍較寬,并且到達(dá)了很好的精度,相對(duì)誤差小于1%。在實(shí)際測(cè)量中，由于測(cè)試環(huán)境，測(cè)試儀器，測(cè)試方法等都對(duì)測(cè)試值有一定的影響，都會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果或多或少地偏離被測(cè)量的真值。為了減小本設(shè)計(jì)中誤差的大小，主要利用修正的方法來減小本測(cè)試儀的測(cè)量誤差。所謂修正的方法就是在測(cè)量前或測(cè)量過程中，求取某類系統(tǒng)誤差的修正值。在測(cè)量的數(shù)據(jù)處理過程中選取適宜的修正值很關(guān)鍵，修正值的獲得有三種途徑。第一種途徑是從相關(guān)資料中查??；第二種途徑是通過理論推導(dǎo)求?。坏谌N途徑是通過實(shí)驗(yàn)求取。本測(cè)試修正值選取主要通過實(shí)驗(yàn)求取，對(duì)影響測(cè)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(duì)一樣被測(cè)參數(shù)的屢次測(cè)量結(jié)果和不同被測(cè)參數(shù)的屢次測(cè)量選取平均值，最后確定被測(cè)參數(shù)公式的常數(shù)K值，從而到達(dá)減小本設(shè)計(jì)系統(tǒng)誤差的目的。測(cè)試不同阻值的電阻分別與用數(shù)字萬用表測(cè)得電阻進(jìn)展比較，測(cè)試電阻表的準(zhǔn)確度。測(cè)量結(jié)果數(shù)據(jù)如表5.2。表4測(cè)量結(jié)果數(shù)據(jù)測(cè)量阻值/Q5009001108.0K9.9K實(shí)際阻48685010060009000值/Q誤差％2.85.50.92.50.9測(cè)試結(jié)論根據(jù)上述測(cè)試數(shù)據(jù)，對(duì)電路的檢測(cè)與調(diào)試過程，可以得出以下結(jié)論：1、通過親自焊接電路，首先認(rèn)識(shí)了根本元器件和一些常用的芯片，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(dú)立思考問題，解決問題的能力2、在電路檢查與測(cè)試過程中要一定要仔細(xì)，認(rèn)真。在通電前，斷開一條電源線，用萬用表檢查電源端對(duì)地是否存在短路情況。3、通過測(cè)試數(shù)據(jù)，深刻認(rèn)識(shí)到了我們?cè)诒敬卧O(shè)計(jì)中的一些問提，但我們有信心，通過屢次的試驗(yàn)與思考，最終我們得到了理想數(shù)據(jù)。六、附錄nn□8=^II1糕晶'hihiA■血hlPL'JJT:T——.HIhdhWhttUiihlhMWhihU4l?Jj 殂"fMIMUUUU■■■■WUKAM>?HI〉?FI2L34I>?|JI〉?FI2h-■■H.七、參考資料杜偉略，X雨棣，？單片機(jī)接口技術(shù)?XX電子科