基于STC单片机电阻筛选测试仪的设计

许新丰

（苏州经贸职业技术学院机电系，苏州215009）

（ElectricalandMechanicalDepartmentofSuzhouInsitituteofTrade&Commerce，Suzhou215009，China）

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:ThispaperpresentsadesignofautomaticresistancetesterthattakesSTC12C5408ADultra-lowpowermicrocontrollerascontrolcore.Circuitthroughtherelaytoachievetheautomaticchangeofrange,soastoachievethemeasurementoftheresistanceparameters.Systemuseshigh-precisionresistorsasareferenceresistor,throughvoltageproportionalcalculationmethodtocalculatetheresistorvalues,usesSTC12C5408ADtocontrolmeasureandcalculateresults,thenaddtheself-calibrationcircuitrytoimprovemeasurementaccuracy,simultaneouslyusesdifferentialpressuremethodtoeliminatetheeffectsofpowerfluctuationsontheresults.Thesystemcompletesthemeasureofresistorsandpotentiometers,accordinglyachieveLEDreal-timedisplayandRS232real-timelydisplaysthepotentiometerresistancecurvewiththerotationangleonthehostcomputer.Inaddition,throughthehostcomputertodesignresistancevalue,thesystemwillbeabletofilterouttherelativestabilityresistiveelementinthemeasuredresistance.

关键词：STC12C5408AD；差压法；自动电阻测试仪；RS232

Keywords:STC12C5408AD；differentialpressuremethod；automaticresistancetester；RS232

中图分类号：TM934.1文献标识码：A文章编号：1006-4311（2014）14-0055-02

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。

1系统设计

1.1系统组成本系统由单片机STC12C5408AD作为控制核心，将被测电阻通过测量电路分压后分别取出被测电阻和基准电阻上的电压，送给单片机进行内部数字量化和计算，并加入自校准电路提高测量精度，同时用差压法消除电源波动对结果的影响。通过软件设计能够实现电阻阻值的判断测量，最后通过LED显示电路和上位机将被测电阻显示出来，同时通过软件设计能够实现自动筛选的功能，系统框图如图1所示。

1.2系统理论分析电阻高精度测量较好的方法之一是采用与标准电阻相比较的方法。其主要原理是在待测电阻Rx与标准电阻R1的串联电路中加一电压VCC。如图2所示，Rx和R1上将得到电压Vx和V1，则测量电阻为：

Rx=R1■（1）

由公式（1）式可见，为保证测量精度，必须保证电阻R1的精度和VCC的稳定值。为此，我们在该设计中采用了7805芯片作为输入电压，采用误差为1%的高精度电阻，以确保测量精度。

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：

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