1、 第 1 页 基于单片机的基于单片机的小电阻测试仪小电阻测试仪 摘摘 要要：本文提出了基于单片机的小电阻测量的设计方案，该测试仪通过检测小 电阻两端的电压差，经过高精度的电压放大过后，该电压信号经 A/D 转换器后将模 拟信号转化为数字信号。最后将数字信号送入 AT89C51 单片机，经过软件滤波和误 差处理，在 LCD 上显示输出相应的电阻值。该仪器的特点是电路设计简单、测温 精度高、实用性强。 关键词：关键词：测试仪，小电阻，A/D，AT89C51，LCD Abstract: The text proposed revivification of the resistance of des
2、igns, the dosimeters through detecting the electrical resistance equal to voltage with high precision, the enlargement of the signal, the voltage converter by a d the analog signals into digital signal. the figures at89c51 monolithic integrated circuits after the signal is sent, filter software and
3、error, the LCD display the output of resistance. the instrument is a circuit design simple, temperature and practicality. high precision。 Keywords: IC Temperature Sensor, Temperature Measurement, A/ D, AT89C51, LED 第 2 页 目录目录 1 前言 . 3 2 整体方案设计 . 4 2.1 方案论证 4 2.2 方案比较 5 3 单元模块设计 . 6 3.1 电阻检测模块. 6 3.2
4、 测量信号转换模块. 7 3.2.1 测量信号转换模块原理 7 3.2.2 ICL7135 介绍 . 8 4 软件设计 .12 5 系统调试 .13 5.1 硬件调试.13 5.1.1 恒流源调试 13 5.1.2 弱信号放大器调试 13 5.2 软件调试.14 6 系统功能和指标参数16 7 总结 17 7.1 设计小结.17 7.2 设计收获.17 7.3 设计改进.17 8 参考文献 .18 附录 1：电路总图 .19 附录 2：软件代码 .20 第 3 页 1 前言前言 在电路测试过程中常常会碰到由于忽略某些小电阻的影响引起实验数据与理论值之间 存在较大误差，从而影响测试效果。例如电感
5、器、变压器中往往存在铜电阻，地铁铁轨的 电阻；由于其数值较小，一般的指针万用表无法测量出来；通常实验室里会用电桥进行测 量，但电桥操作手续较烦，又不能直接读出被测电阻阻值。鉴于此，我们采用了单片机， 利用单片机的优势设计了该测量仪。 该测量仪可直接从LCD显示屏上读出所测得的电阻值， 测量范围为 1m1。该测试仪的测量精度高达 0.1%，并采用四端测量法，电阻值不受 引线长短及接触电阻的影响。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。可用于实验室、研究所，尤其适用于工作现场。 第 4 页 2 2 整体方案设计整体方案设计 本设计的整体思路是：通过测量待测电阻两端的电压，通过集
6、成运放进行放大，再将 该电压信号通过 A/D 转换器转换为数字信号，将数字信号送入 AT89C51 单片机，进行软件 滤波和误差处理，最后通过 LCD 输出显示测量电阻值。 2.1 2.1 方案论证方案论证 设计中主要采用了两个方案，具体的方案见方案一和方案二。 方案一：电桥测量方案 采用电桥方法测量方法，其电压变化关系非线性，由于电路工作时，各个电阻产生热 量引起温度升高会引起电阻值的变化，这样所测数据不稳定，最后输出的结果不能达到我 们所要求的精度。 图 2.1 测量电阻方案一框图 方案二：恒流源测量方案 见图 2.2.将待测电阻两端通过一恒定电流，这样电阻两端的电压为电阻与电压的积， 电路中通过的电流较小，待测电阻的阻值也很小，电阻所产生的热量可忽略不计，这样消 除了温度对测量精确性的影响，将测量电压通过差分式放大电路，通过 A/D 转换电路转换 为数字信号，送入单片机中进行处理，最后将测量结果显示在 LCD 显示器上。 电桥电路 放大电路 A/D 转换电路 A T89C51 单片机 LCD 液晶显示 第 5 页 图 2.2 测量电阻方案二框图 2.2 2.
