基于 51 单片机电阻测量仪设计与仿真
1 电阻测试仪的发展历史及研究现状
当今电子测试领域，电阻，电容和电感的测量已经在测量技术和产品研发中
应用的十分广泛。 电阻测试发展已经很久，方法众多，常用测量方法如下。电
阻测量依据产生恒流源的方法分为电位降法、比例运算器法和积分运算器法。比
例运算器法测量误差稍大，积分运算器法适用于高电阻的测量。传统的测量电容
方法有谐振法和电桥法两种。前者电路简单，速度快，但精度低；后者测量精度
高，但速度慢。随着数字化测量技术的发展，在测量速度和精度上有很大的改善，
电容的数字化测量常采用恒流法和比较法。电感测量可依据交流电桥法，这种测
量方法虽然能较准确的测量电感但交流电桥的平衡过程复杂，且通过测量 Q 值
确定电感的方法误差较大，所以电感的数字化测量常采用时间常数发和同步分离
法。
将一个运算放大器的输出端与其反相输入端直接连接，形成一个电压跟随器；
将基准精密电阻(R)的一端与被隔离的在线元件(Z↓[x])的一端通过导线连接，基
准精密电阻(R)的另一端与信号源(V↓[i])或者地连接，被隔离的在线元件(Z↓[x])
的另一端通过导线与地或者信号源(V↓[i])连接，基准精密电阻(R)与被隔离的在
线元件(Z↓[x])连接的一端同时与运算放大器的同相输入端连接；中国本土测量
仪器设备发展的主要瓶颈。尽管本土测试测量产业得到了快速发展，但客观地说
中国开发测试测量仪器还普遍比较落后。每当提起中国测试仪器落后的原因，就
会有许多不同的说法，诸如精度不高，外观不好，可靠性差等。实际上，这些都
还是表面现象，
真正影响中国测量仪器发展的瓶颈为：
测试在整个产品流程中的地位偏低。由于人们的传统观念的影响，在产品的
制造流程中，研发始终处于核心位置，而测试则处于从属和辅助位置。关于这一
点，在几乎所有的研究机构部门配置上即可窥其一斑。这种错误观念上的原因，
造成整个社会对测试的重视度不够，从而造成测试仪器方面人才的严重匮乏，造
成相关的基础科学研究比较薄弱，这是中国测量仪器发展的一个主要瓶颈。实际
上，即便是研发队伍本身，对测试的重视度以及对仪器本身的研究也明显不够。
面向应用和现代市场营销模式还没有真正建立起来。本土仪器设备厂商只是
重研发，重视生产，重视狭义的市场，还没有建立起一套完整的现代营销体系和
面向应用的研发模式。传统的营销模式在计划经济年代里发挥过很大作用，但无
法满足目前整体解方案流行年代的需求。所以，为了快速缩小与国外先进公司之
间的差距，国内仪器研发企业应加速实现从面向仿制的研发向面向应用的研发的
过渡。特别是随着国内应用需求的快速增长，为这一过渡提供了根本动力，应该
利用这些动力，跟踪应用技术的快速发展。
2 电路方案的比较与论证
电阻测量方案
方案一：串联分压原理
串联电路原理图
根据电路平衡原理，不断调节电位器 R3，使得电表指针指向正中间，再测
量电
方案二：利用直流电桥平衡原理的方案
根据电路平衡原理，不断调节电位器 R3，使得电表指针指向正中间，再测
量电位器电阻值。
方案三：利用 555 构成单稳态的方案
555 定时器构成单稳态电路图
方案三：利用 555 构成单稳态的方案
根据 555 定时器构成单稳态，产生脉冲波形，通过单片机读取高低电平得
出频率，通过公式换算得到电阻阻值。
上述三种方案从对测量精度要求而言，方案一的测量精度极差，方案二需要
测量的电阻值多，而且测量调节麻烦，不易操作与数字化，相比较而言，方案三
还是比较符合要求的，由于是通过单片机读取转化，精确度会明显的提高。故本
设计选择了方案三。
3 硬件电路
本次设计的硬件电路的比较简单，使用了 51 单片机 STC89C52RC 作为主控
芯片，数据显示上采用 LCD1602 液晶进行数据的显示，然后就是我们的测量电阻
