電阻測(cè)量裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及電阻測(cè)量【技術(shù)領(lǐng)域】，具體而言，涉及電阻測(cè)量裝置。電阻測(cè)量裝置，包括：信號(hào)采集電路及單片機(jī)；所述信號(hào)采集電路用于將檢測(cè)得到的電阻的參數(shù)轉(zhuǎn)換為電壓模擬信號(hào)，并將所述電壓模擬信號(hào)輸入到所述單片機(jī)；所述單片機(jī)測(cè)量所述電壓模擬信號(hào)的電壓值，并根據(jù)所述電壓值確定所述電阻的阻值。本實(shí)用新型實(shí)施例的電阻測(cè)量裝置可以實(shí)現(xiàn)測(cè)量精度高、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測(cè)量，而且單片機(jī)構(gòu)成的應(yīng)用系統(tǒng)有較大的可靠性、系統(tǒng)擴(kuò)展、系統(tǒng)配置靈活，克服了現(xiàn)有技術(shù)中的電阻測(cè)量裝置系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的技術(shù)問(wèn)題，因此本實(shí)用新型實(shí)施例的電阻測(cè)量裝置更能滿(mǎn)足用戶(hù)電阻測(cè)量的實(shí)際需求。
【專(zhuān)利說(shuō)明】電阻測(cè)量裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電阻測(cè)量【技術(shù)領(lǐng)域】，具體而言，涉及電阻測(cè)量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]電阻測(cè)量設(shè)計(jì)目前有多種方案可以實(shí)現(xiàn)，例如:使用可編程邏輯控制器(PLC)、振蕩電路與單片機(jī)結(jié)合或CPLD與EDA相結(jié)合等等來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0003]相關(guān)技術(shù)中提供了多種實(shí)現(xiàn)方案:
[0004]方案一:利用純模擬電路。
[0005]利用模擬電路，電阻可用比例運(yùn)算器法和積分運(yùn)算器法，電容可用恒流法和比較法，電感可用時(shí)間常數(shù)發(fā)和同步分離法等，雖然避免了編程的麻煩，但電路復(fù)雜，所用器件較多，靈活性差，測(cè)量精度低，現(xiàn)在已較少使用。
[0006]方案二:CPLD、FPGA。
[0007]采取目前廣泛應(yīng)用的VHDL硬件電路描述語(yǔ)言，利用MAXPLUSII集成開(kāi)發(fā)環(huán)境進(jìn)行綜合、仿真，并下載到CPLD或FPGA可編程邏輯器件中，完成系統(tǒng)的控制作用，但相對(duì)而言規(guī)模大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，掌握困難。
[0008]方案三:采用CPLD或FPGA實(shí)現(xiàn)
[0009]此方案則采用廣泛應(yīng)用的VHDL硬件電路描述語(yǔ)言，實(shí)現(xiàn)電阻，電容，電感測(cè)試儀的設(shè)計(jì)，利用MAXPLUSII集成開(kāi)發(fā)環(huán)境進(jìn)行綜合、仿真，并下載到CPLD或FPGA可編程邏輯器件中，完成系統(tǒng)的控制作用。但相對(duì)而言設(shè)計(jì)規(guī)模大，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。
[0010]由此得出，現(xiàn)有技術(shù)中的電阻測(cè)量裝置系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，不能滿(mǎn)足用戶(hù)電阻測(cè)量的實(shí)際需求。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0011]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提出了電阻測(cè)量裝置。
[0012]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了電阻測(cè)量裝置，包括:信號(hào)采集電路及單片機(jī)；所述信號(hào)采集電路用于將檢測(cè)得到的電阻的參數(shù)轉(zhuǎn)換為電壓模擬信號(hào)，并將所述電壓模擬信號(hào)輸入到所述單片機(jī)；所述單片機(jī)測(cè)量所述電壓模擬信號(hào)的電壓值，并根據(jù)所述電壓值確定所述電阻的阻值。
[0013]優(yōu)選地，所述電阻測(cè)量裝置還包括:液晶顯示器，用于接收所述單片機(jī)發(fā)送的所述電阻的阻值，并進(jìn)行顯示。
[0014]優(yōu)選地，所述的裝置還包括:擋位選擇電路；
[0015]所述擋位選擇電路與所述單片機(jī)連接，用于確定所述電阻的阻值時(shí)選擇測(cè)量擋位。
[0016]優(yōu)選地，所述單片機(jī)為型號(hào)是AT89S51的單片機(jī)。
[0017]優(yōu)選地，所述信號(hào)采集電路中包括型號(hào)為T(mén)LC2543的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片。
[0018]優(yōu)選地，型號(hào)為T(mén)LC2543的所述模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的CLOCK引腳、DI引腳、DO引腳及CS引腳，分別與所述單片機(jī)的Pl.0引腳、Pl.1引腳、Pl.2引腳及Pl.3引腳一一對(duì)應(yīng)連接。
[0019]優(yōu)選地，所述液晶顯示器為型號(hào)是1602IXD的液晶顯示器。
[0020]本實(shí)用新型實(shí)施例的電阻測(cè)量裝置基于伏安法與單片機(jī)的結(jié)合方式對(duì)電阻進(jìn)行測(cè)量。具體地，利用基于伏安法電阻測(cè)量方法，將電阻參數(shù)轉(zhuǎn)化為電壓模擬信號(hào)，此模擬量由信號(hào)采集電路轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。這樣由單片機(jī)處理數(shù)字量，可以實(shí)現(xiàn)測(cè)量精度高、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測(cè)量，而且單片機(jī)構(gòu)成的應(yīng)用系統(tǒng)有較大的可靠性、系統(tǒng)擴(kuò)展、系統(tǒng)配置靈活，克服了現(xiàn)有技術(shù)中的電阻測(cè)量裝置系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的技術(shù)問(wèn)題，因此本實(shí)用新型實(shí)施例的電阻測(cè)量裝置更能滿(mǎn)足用戶(hù)電阻測(cè)量的實(shí)際需求。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0022]圖1示出了本實(shí)用新型實(shí)施例中電阻測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2示出了本實(shí)用新型實(shí)施例中主控模塊的電路圖；
[0024]圖3示出了本實(shí)用新型實(shí)施例中信號(hào)采集電路的電路圖；
[0025]圖4示出了本實(shí)用新型實(shí)施例中擋位選擇電路的電路圖；
[0026]圖5示出了本實(shí)用新型實(shí)施例中液晶顯示器的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0028]相關(guān)技術(shù)中的電阻測(cè)量方法存在缺陷，本申請(qǐng)的電阻測(cè)量裝置基于伏安法與單片機(jī)的結(jié)合方式對(duì)電阻進(jìn)行測(cè)量。
[0029]具體地，利用基于伏安法電阻測(cè)量方法，將電阻參數(shù)轉(zhuǎn)化為電壓模擬信號(hào)，此模擬量可以由高精度AD轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。這樣由單片機(jī)處理數(shù)字量，可以實(shí)現(xiàn)測(cè)量精度高、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測(cè)量，而且單片機(jī)構(gòu)成的應(yīng)用系統(tǒng)有較大的可靠性、系統(tǒng)擴(kuò)展、系統(tǒng)配置靈活，容易構(gòu)成各種規(guī)模的系統(tǒng)。
[0030]本實(shí)施例中提供了一種電阻測(cè)量裝置，提供了電阻測(cè)量裝置，如圖1所示，包括:信號(hào)采集電路11及單片機(jī)12 ;信號(hào)采集電路11用于將檢測(cè)得到的電阻的參數(shù)轉(zhuǎn)換為電壓模擬信號(hào)，并將電壓模擬信號(hào)輸入到單片機(jī)12 ;單片機(jī)12測(cè)量電壓模擬信號(hào)的電壓值，并根據(jù)電壓值確定電阻的阻值。
[0031]為便于用戶(hù)查看電阻值測(cè)量的結(jié)果，在電阻測(cè)量裝置中還包括:液晶顯示器，用于接收單片機(jī)12發(fā)送的電阻的阻值，并進(jìn)行顯示。
[0032]優(yōu)選地，在電阻測(cè)量裝置中還包括:擋位選擇電路；擋位選擇電路與單片機(jī)12連接，用于確定電阻的阻值時(shí)選擇測(cè)量擋位，測(cè)量電阻阻值時(shí)，通過(guò)合理選擇測(cè)量的擋位，有利于電阻測(cè)量值更加精確。
[0033]本實(shí)用新型實(shí)施例中所采用的單片機(jī)可以有多種型號(hào)選擇，為便于裝置組成的輕便性，系統(tǒng)的可靠性，數(shù)據(jù)處理的有效性，優(yōu)選地電阻測(cè)量裝置中的單片機(jī)為型號(hào)是AT89S51的單片機(jī)。
[0034]在本實(shí)用新型的電阻測(cè)量裝置中，信號(hào)采集電路的一個(gè)重要作用是將模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，因此在信號(hào)采集電路中包括模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，考慮模數(shù)轉(zhuǎn)換的精確有效性，優(yōu)選地信號(hào)采集電路中包括型號(hào)為T(mén)LC2543的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片。
[0035]具體地，型號(hào)為T(mén)LC2543的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的CLOCK引腳、DI引腳、DO引腳及CS引腳，分別與單片機(jī)的Pl.0引腳、Pl.1引腳、Pl.2引腳及Pl.3引腳一一對(duì)應(yīng)連接。
[0036]本實(shí)用新型實(shí)施例中，液晶顯示器為型號(hào)是1602IXD的液晶顯示器。
[0037]下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。
[0038]本實(shí)施例提供了一種電阻檢測(cè)裝置，包括:主控模塊、測(cè)量模塊、擋位選擇模塊、液晶顯示，本實(shí)施例中選擇AT89S51單片機(jī)為控制核心，由電源、擋位切換電路、信號(hào)采集及轉(zhuǎn)換電路、顯示電路和按鍵電路等部分組成，下面對(duì)該裝置進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0039]在本實(shí)施例中的主控模塊，如圖2所示，可以選用AT89S51。
[0040]需要說(shuō)明的是，AT89S51是一種低功耗、高性能CM0S8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。使用Atmel公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)80C52產(chǎn)品指令和引腳可以實(shí)現(xiàn)完全兼容。片上Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S51在眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。
[0041]本裝置采用AT89S51單片機(jī)作為中央處理器，其可以在測(cè)量過(guò)程中將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后自動(dòng)切換量程，同時(shí)將相關(guān)數(shù)據(jù)送到液晶顯示單元?jiǎng)討B(tài)顯示。
[0042]需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例中的主控模塊以AT89S51為例進(jìn)行說(shuō)明，在實(shí)際中，也可以采用嵌入式ARM中的44B0作為主控模塊。
[0043]本實(shí)施例中的測(cè)量模塊，如圖3所示，其信號(hào)采集電路可以選用TLC2543。
[0044]TLC2543是TI公司的12位串行模數(shù)轉(zhuǎn)換器，使用開(kāi)關(guān)電容逐次逼近技術(shù)完成A/D轉(zhuǎn)換過(guò)程。由于是串行輸入結(jié)構(gòu)，能夠節(jié)省51系列單片機(jī)I/O資源；且價(jià)格適中，分辨率較高，因此本實(shí)施例采用了該A/D轉(zhuǎn)換芯片。
[0045]需要說(shuō)明的是，TLC2543具有4線制度串行接口，分別為片選(CS)，串行時(shí)鐘輸入端(CLOCK)，串行數(shù)據(jù)輸入端(DATA IN)和串行數(shù)據(jù)輸出端(DATA OUT)。
[0046]優(yōu)選地，本實(shí)施例中使用的51單片機(jī)，沒(méi)有SPI接口，本實(shí)施例可以用軟件功能實(shí)現(xiàn)SPI接口。采用延時(shí)方式進(jìn)行采集，所以省去了 EOC電路的接法。電路中的電阻R3、R4組成分壓電路給芯片提供參考電壓。輸入信號(hào)從INO引腳接入。TLC2543的CL0CK、D1、D0、CS分別與單片機(jī)的Pl.0、Pl.1、Pl.2、Pl.3相連，并用軟件控制實(shí)現(xiàn)。
[0047]本實(shí)施例中的擋位選擇模塊可以采用程序控制法。
[0048]優(yōu)選地，本實(shí)施例中的擋位選擇電路是利用四路測(cè)試電路的通斷實(shí)現(xiàn)的。
[0049]如圖4所示，AD1-AD4接AD采樣模塊，通過(guò)程序?qū)崿F(xiàn)的Q1-Q4由單片機(jī)直接接通不同的電平信號(hào)，四路通路中接入100 Ω、Ik Ω、IOOk Ω、IOM Ω的高精密電阻作為基準(zhǔn)電阻，當(dāng)待測(cè)電阻接入時(shí)，程序中采用輪詢(xún)法給予電平信號(hào)，Q1-Q4分別給“0111”電平，通路I導(dǎo)通，通路2、3、4截止，100Ω基準(zhǔn)電阻接入電路，此時(shí)ADl 口采集的信號(hào)為基準(zhǔn)電阻和待測(cè)電阻的電壓值之和，AD2-4 口采集的信號(hào)為待測(cè)電阻的電壓值，兩信號(hào)之差即為基準(zhǔn)電阻電壓，此時(shí)程序判斷，如果待測(cè)電阻上的電壓值低于ADl 口采集電壓值的一半，則滿(mǎn)足量程，程序利用分壓公式計(jì)算出待測(cè)電阻阻值并顯示，如果待測(cè)電阻上的電壓值不低于ADl 口采集電壓值的一半，即為超量程，自動(dòng)進(jìn)入下一循環(huán)，在下一循環(huán)中，Q1-Q4分別給“1011”電平，通路1、3、4截止，通路2導(dǎo)通，IkQ基準(zhǔn)電阻接入電路，按照上述過(guò)程重新進(jìn)行判斷。
[0050]如圖5所示，本實(shí)施例中的液晶顯示器可以采用1602IXD液晶。1602液晶由單片機(jī)的PO 口送數(shù)據(jù)，由于單片機(jī)的PO 口是一組8位漏極開(kāi)路型雙向I/O 口，PO 口做輸出口時(shí)，內(nèi)部數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)鎖存器送到POO—P07上。由于上管始終截止，而當(dāng)下管也截止時(shí)，POO—P07被架空，沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)的高電平，所以PO 口作輸出口使用時(shí)，可以外接上拉電阻。因此圖4中的JP3為上拉電阻。電路中Y1、Cl和C2是時(shí)鐘電路，另外，由C3和R2組成單片機(jī)的上電復(fù)位電路；S1、Rl和R2組成單片機(jī)的按鍵復(fù)位電路。
[0051]通過(guò)上述裝置檢測(cè)電阻的過(guò)程如下:單片機(jī)接收到數(shù)字信號(hào)后，首先判斷是否有待測(cè)電阻接入，如果判斷出沒(méi)有待測(cè)電阻接入時(shí)單片機(jī)處于等待狀態(tài)。若有待測(cè)電阻接入則用電阻分壓法判斷是否在1/2VCC范圍內(nèi)，若在1/2VCC范圍內(nèi)則單片機(jī)將計(jì)算結(jié)果送入液晶進(jìn)行顯示，若不在1/2VCC范圍內(nèi)，則切換到下一量程再次判斷直到滿(mǎn)足條件為止。
[0052]具體地，首先，測(cè)量程序，單片機(jī)控制測(cè)量程序不僅擔(dān)負(fù)著量程的識(shí)別與轉(zhuǎn)換，而且還負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的修正和傳輸；因此主控制器的工作狀態(tài)直接決定著整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)能否正常工作，所以控制測(cè)量程序?qū)φ麄€(gè)測(cè)量來(lái)說(shuō)至關(guān)重要；
[0053]其次，按鍵處理程序，根據(jù)按鍵的狀態(tài)做相應(yīng)的功能設(shè)置； [0054]再次，電阻計(jì)算程序，單片機(jī)根據(jù)A/D轉(zhuǎn)換得到的電壓值計(jì)算出電阻值。
[0055]最后，液晶模塊顯示程序。
[0056]下面通過(guò)實(shí)際的測(cè)量結(jié)果來(lái)說(shuō)明，如表1所示，本測(cè)試所用到的儀器:穩(wěn)壓電源，高精度數(shù)字毫伏表，模擬示波器，數(shù)字示波器，高精度的數(shù)字萬(wàn)用表，指針式萬(wàn)用表，單片機(jī)綜合試驗(yàn)箱等。
[0057]表1測(cè)試結(jié)果(單位/V)
[0058]
【權(quán)利要求】
1.電阻測(cè)量裝置，其特征在于，包括:信號(hào)采集電路、液晶顯示器、擋位選擇電路及單片機(jī)； 所述信號(hào)采集電路用于將檢測(cè)得到的電阻的參數(shù)轉(zhuǎn)換為電壓模擬信號(hào)，并將所述電壓模擬信號(hào)輸入到所述單片機(jī)； 所述單片機(jī)測(cè)量所述電壓模擬信號(hào)的電壓值，并根據(jù)所述電壓值確定所述電阻的阻值； 所述擋位選擇電路與所述單片機(jī)連接，用于確定所述電阻的阻值時(shí)選擇測(cè)量擋位； 所述液晶顯示器，用于接收所述單片機(jī)發(fā)送的所述電阻的阻值，并進(jìn)行顯示； 所述單片機(jī)為型號(hào)是AT89S51的單片機(jī)，所述信號(hào)采集電路中包括型號(hào)為T(mén)LC2543的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片；型號(hào)為T(mén)LC2543的所述模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的CLOCK引腳、DI引腳、DO引腳及CS引腳，分別與所述單片機(jī)的Pl.0引腳、Pl.1引腳、Pl.2引腳及Pl.3引腳一一對(duì)應(yīng)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述液晶顯示器為型號(hào)是1602LCD的液晶顯示器。
【文檔編號(hào)】G01R27/14GK203772962SQ201420049217
【公開(kāi)日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年1月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月24日
【發(fā)明者】程俊紅, 郝敏釵, 梁娜 申請(qǐng)人:程俊紅