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基于单片机版数字式毫欧表的设计.doc
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2023-07-06
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基于单片机版数字式毫欧表的设计.doc
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大学生实践技能培训
题目:基于单片机版数字式毫欧表的设计
姓 名
班级学号
指导教师
-I-
摘 要
随着科技的日益进步与发展,生活与工业制造中对精度的要求越来越高,尤其一
些重要的电器产业,对器件的精度要求很高,电气化时代的到来伴随着一些电气工具
的革新,数字式万用表是最常用的工具之一,它是采用“比例法”测电阻的方法实现
电阻的测量,虽然精度较之以前有了很大的提高,但是在一些高精尖产业中还是有些
欠缺,并不能胜任。
本次设计是基于单片机的数字式毫欧表,比普遍使用的数字万用表最大的区别在
于它的精度更高,可以胜任毫欧级电阻的测量,它采用“伏安法”测电阻的方法,利
用按键手动调节毫欧表的量程,使用两个运算放大器 LM358 和三极管 TIP41 搭建的恒
流源电路提供恒定的毫欧级电流输出,可以利用数模转换芯片 TLC5615 实现电压控制
输出恒定的电流,测量时可选三个档位电流的输出分别是 1mA、10mA、100mA,对
应电阻的量程分别是 40.00Ω、4.000Ω、0.400Ω。由于测量电压信号较小,采用 OP07
运算放大器搭建放大电路放大一百倍后再经过模数转换芯片 TLC1549 转化为数字信号
后传入单片机 AT89C52 中进行数据运算与处理,计算得到电阻值由液晶 LCD1602 显
示出来,全电路利用 LM7805 设计稳压电路提供正 5V 稳定电源电压,ICL7660 小功
率极性反转电源转化器给 LM358 和 OP07 提供负电压构成电源模块。
关键词:毫欧表;恒流源;运算放大器;ADC 模数转化;液晶显示
-I-
目 录
摘 要..................................................................I
Abstract.................................................................II
第 1 章 绪 论...........................................................1
1.1 课题背景、目的及意义................................................1
1.2 课题研究现状及发展趋势..............................................1
1.3 课题工作目标........................................................2
1.4 工作方案............................................................2
1.5 论文结构3
第 2 章 单片机数字毫欧表系统的基本原理.....................................5
2.1 总体方案选择........................................................5
2.2 恒流源方案选择......................................................7
2.3 总体方案确定........................................................8
2.4 本章小结............................................................9
第 3 章 单片机毫欧表系统硬件设计..........................................10
3.1 单片机数字毫欧表系统硬件组成.......................................10
3.2 单片机最小系统模块.................................................10
3.2.1 单片机原理及功能介绍............................................10
3.2.2 时钟电路.......................................................14
3.2.3 复位电路.......................................................14
3.2.4 液晶显示.......................................................15
3.2.5 键盘电路.......................................................22
3.3 压控恒流源模块.....................................................17
3.4 电压信号放大模块...................................................18
3.5 A/D 模数转化模块 ...................................................19
3.6 D/A 数模转换模块 ...................................................20
3.7 电源模块...........................................................20
3.7.1 稳压输出电源电路 ...............................................21
-II-
3.7.2 负电压转换器...................................................22
3.8 本章小结 ......................................................................................................................22
第 4 章 单片机毫欧表系统软件设计....................................................................................24
4.1 系统整体软件设计 ......................................................................................................24
4.2 电压信号采集程序设计 ..............................................................................................24
4.3 电流信号采集子程序 ..................................................................................................24
4.4 测量量程选择子程序 ..................................................................................................26
4.5 数据显示子程序 ..........................................................................................................26
4.6 计算电阻子程序 ..........................................................................................................27
4.7 本章小结 ......................................................................................................................28
第 5 章 单片机毫欧表系统测试与分析................................................................................29
5.1 数字毫欧表系统硬件部分测试与分析 ......................................................................29
5.2 数字毫欧表系统软硬件联合测试与分析 ..................................................................29
5.3 本次设计遇到问题及解决方案 ..................................................................................31
5.4 本章小结 ....................................................................................................................31
结 论..................................................................................................................................31
参考文献..................................................................................................................................32
附 录..................................................................................................................................33
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