基于STC单片机电阻筛选测试仪的设计

  摘要: 本文给出了一种以STC12C5408AD超低功耗单片机为控制核心的自动电阻测试仪的设计。电路通过继电器实现量程的自动改变,从而实现对电阻参数的测量。系统采用高精密的电阻作为参考电阻,通过电压比例计算的方法推算出电阻值。利用STC12C5408AD控制测量和计算结果,再加入自校准电路提高测量精度,同时用差压法消除了电源波动对结果的影响。本系统完成了电阻和电位器的测量并相应实现LED实时显示和RS232在上位机上实时显示电位器阻值随旋转角度变化曲线。另外,通过上位机设计电阻值,系统便能在被测电阻中筛选出与之相稳合的电阻元件。   Abstract: This paper presents a design of automatic resistance tester that takes STC12C5408AD ultra-low power microcontroller as control core. Circuit through the relay to achieve the automatic change of range, so as to achieve the measurement of the resistance parameters. System uses high-precision resistors as a reference resistor, through voltage proportional calculation method to calculate the resistor values, uses STC12C5408AD to control measure and calculate results, then add the self-calibration circuitry to improve measurement accuracy, simultaneously uses differential pressure method to eliminate the effects of power fluctuations on the results. The system completes the measure of resistors and potentiometers, accordingly achieve LED real-time display and RS232 real-timely displays the potentiometer resistance curve with the rotation angle on the host computer. In addition, through the host computer to design resistance value, the system will be able to filter out the relative stability resistive element in the measured resistance.   关键词: STC12C5408AD;差压法;自动电阻测试仪;RS232   Key words: STC12C5408AD;differential pressure method;automatic resistance tester;RS232   中图分类号:TM934.1 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2014)14-0055-02   0 引言   随着电子行业的快速发展,电子产品日新月异,电阻元件作为电子成品电路中最基本的电路元件之一,需求量也不断加大。而对电阻元器件阻值精度的控制是决定了产品质量优劣的关键因素之一。尤其在电子仪表中,需要精密电阻来提高仪表的精度。而对于生产加工电子产品的OEM而言,往往需要直观、快捷又能保证精度的测出电阻值的阻值来保证生产效率。因此,设计一个不仅安全性和可靠性高,而且简易实用的高精度电阻测量仪具有很大的现实意义。利用单片机作为控制核心的智能仪器仪表应用广泛,其具有可靠性高、功耗低、体积小等优点,使得测量仪表更加数字化、智能化和微型化。   2 硬件设计   2.1 电阻测量电路 电阻的测量采用比例法,通过继电器来自动的改变电阻的量程,不同的量程采用不同的比对电阻,通过单片机采集被测电阻两端的电压值来计算被测电阻的阻值,如图2所示。   2.2 自动转换量程电路 当被测电阻的阻值超过电阻测量仪的测量范围时,单片机输出控制信号给继电器,继电器吸合后对应的测量电路通路,从而实现电阻的测量。继电器工作电路图如图3所示。   2.3 单片机STC12C5408AD控制电路 单片机STC12C5408AD通过相应的控制引脚分别与电阻测量电路、自动转换量程电路、LED显示模块及串口通信电路进行连接。被测电阻元件在自动量程转换电路控制下切换至最佳量程,所测电压经单片机内部AD转换电路数字量化后经软件计算,再由LED显示模块和上位机进行显示。   3 软件流程设计   本系统软件设计采用模块化的编程方法,增加了程序的可读性和可移植性,也便于调试。整个软件程序包含初始化函数、测试函数、存储函数、内存数据显示函数、上位机通信函数、自动/手动设置函数等模块,软件设计框图,如图4所示。   4 结论   通过单片机STC12C5408AD对被电阻在路分压值进行初步判断后再经继电器选定最佳量程,由单片机自带AD电路进行数字量化处理,利用差压法消除由于电源波动引起的误差,使测量结果具有一定的测量精度,其方法的最大优点是软件简单、计算量小,相对误差小于1%,操作简单,具有较强的实用性。另外,通过串口通信实现了上位机的显示,使操作具有真观性、交互性。   参考文献:   [1]徐思成,翟卫青.一种新型智能电阻测试仪的设计与实现[J].煤矿机械,2005(10).   [2]晋春,王欣,孙俊,王宝忠.基于MSP430F247的微小电阻测试仪设计[J].传感器与仪器仪表,2010(26).   [3]潘永雄,任德齐.单片机原理与应用[M].北京:电子工业出版社,2002.


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