CN204129100U

CN204129100U - 一种电阻自动测量装置

Info

Publication number: CN204129100U
Application number: CN201420660634.5U
Authority: CN
Inventors: 汪祥; 张博成; 张凯军
Original assignee: Wuhan University WHU
Current assignee: Wuhan University WHU
Priority date: 2014-11-06
Filing date: 2014-11-06
Publication date: 2015-01-28
Anticipated expiration: 2024-11-06

Abstract

本实用新型公开了一种电阻自动测量装置，包括主控电路、电机控制电路、自动切换电路、AD取样电路、外部振荡电路、复位电路、键盘矩阵电路、LCD显示电路和电源输入电路，主控电路分别与电机控制电路、自动切换电路、AD取样电路、外部振荡电路、复位电路、键盘矩阵电路、LCD显示电路和电源输入电路连接，串联在主控电路和自动切换电路之间。本实用新型采用的元器件均为市场上普通器件，成本较低且易采购。本实用新型操作简单易行。本实用新型采用了串联分压式电路，使测量量程分为100Ω、1KΩ、10KΩ、10MΩ四档，采用单片机控制不同档位继电器的开关实现档位的自动切换，测量结果以数字显示，且能自动显示小数点和单位，测量精度高，误差小。

Description

一种电阻自动测量装置

技术领域

本实用新型属于电子设备技术领域，涉及一种电阻测量装置，具体涉及一种电阻自动测量装置。

背景技术

电阻测量设计目前有多种方案可以实现，例如：使用可编程逻辑控制器 (PLC)、振荡电路与单片机结合或 CPLD 与 EDA 相结合等等来实现。

相关技术中提供了多种实现方案：

方案一：利用纯模拟电路；利用模拟电路，电阻可用比例运算器法和积分运算器法，电容可用恒流法和比较法，电感可用时间常数发和同步分离法等，虽然避免了编程的麻烦，但电路复杂，所用器件较多，灵活性差，测量精度低，现在已较少使用。

方案二：CPLD、FPGA；采取目前广泛应用的VHDL硬件电路描述语言，利用AXPLUSII集成开发环境进行综合、仿真，并下载到CPLD或FPGA可编程逻辑器件中，完成系统的控制作用，但相对而言规模大，结构复杂，掌握困难。

方案三：采用 CPLD 或 FPGA 实现；此方案则采用广泛应用的VHDL硬件电路描述语言，实现电阻、电容、电感测试仪的设计，利用 MAXPLUSII 集成开发环境进行综合、仿真，并下载到 CPLD 或 FPGA 可编程逻辑器件中，完成系统的控制作用。但相对而言设计规模，系统结构复杂。

由此可见，现有技术存在下述缺点：(1)成本较高；(2)操作较复杂；(3)档位不能自动切换；现有技术已不能满足用户电阻测量的际需求。

实用新型内容

为了解决上述的技术问题，本实用新型提供了一种成本低、操作简单、档位能自动切的电阻测量装置。

本实用新型所采用的技术方案是：一种电阻自动测量装置，其特征在于：包括主控电路、电机控制电路、自动切换电路、AD取样电路、外部振荡电路、复位电路、键盘矩阵电路、LCD显示电路和电源输入电路，所述的主控电路分别与所述的电机控制电路、自动切换电路、AD取样电路、外部振荡电路、复位电路、键盘矩阵电路、LCD显示电路和电源输入电路连接，所述的串联在所述的主控电路和所述的自动切换电路之间。

作为优选，所述的主控电路采用单片机AT89C52（U7）作为控制部件，引脚1、2、3分别接P10、P11、P12；引脚9接RST；引脚10、11、12、13、14、15、16、17分别接P30、P31、P32、P33、P34、P35、P36、P37；引脚18、19 分别接X2、X1；引脚20接地；引脚21、22、23、24、25、26、27、28分别接P20、P21、P22、P23、P24、P25、P26、P27；引脚31接+5V电压；引脚32、33、34、35、36、37、38、39、40分别接在PR1的引脚9、8、7、6、5、4、3、2、1上；引脚40接+5V电压，引脚36、37、38、39分别接FSB、EN、RW、RS；引脚40通过电容C11接地。

作为优选，所述的电机控制电路主要器件是ULN2003（U8）驱动步进电机；U8的引脚1、2、3、4分别接P34、P35、P36、P37；U8的引脚接地；U8的引脚9接+12V电压；U8的引脚13、14、15、16分别与电极插座P5的引脚5、4、3、2相连；P5的引脚1接+12V电压。

作为优选，所述的自动切换电路主要器件是ULN2003（U9）驱动步进电机和继电器；U9的引脚1接P30、引脚3接P31、引脚5接P32、引脚7接P33；引脚8接地；引脚9接+5V电压；引脚10通过继电器K9的线圈接+5V电压；引脚12通过继电器K8的线圈接+5V电压；引脚14通过继电器K7的线圈接+5V电压；引脚16通过继电器K6的线圈接+5V电压；继电器K6中的开关通过电阻R14接地，通过电阻R15接+5V电压；继电器K7中的开关通过电阻R16接地，通过电阻R15接+5V电压；继电器K8中的开关通过电阻R17接地，通过电阻R15接+5V电压；继电器K9中的开关通过电阻R18接地，通过电阻R15接+5V电压；继电器K6、K7、K8、K9中的开关一端并联后接到A1。

作为优选，所述的AD取样电路主要器件是ADC0832（U10）；U10的引脚1接P10；引脚2与P6的引脚1相连；U10的引脚4接地；U10的引脚5、6并联后接P12；U10的引脚7接P11；U10的引脚8接+5V电压；P6的引脚1接A1；P6的引脚2接地。

作为优选，所述的外部振荡电路主要器件是晶振；晶振Y2的两端通过电容C13、C14相连；晶振的两端分别接X1和X2。

作为优选，所述的复位电路按键开关S8并联在极性电容C12的两端；极性电容C12的正极接+5V电压，负极接RST；电阻R13一端接地，另一端接RST。

作为优选，所述的键盘矩阵电路主要器件是按键开关；按键S9、S13、S17、S21的一端分别接P20、P21、P22、P23上，另一端并联后接在P24上；按键S10、S14、S18、S22的一端分别接P20、P21、P22、P23上，另一端并联后接在P25上；按键S11、S15、S19、S23的一端分别接P20、P21、P22、P23上，另一端并联后接在P26上；按键S12、S16、S20、S24的一端分别接P20、P21、P22、P23上，另一端并联后接在P27上。

作为优选，所述的LCD显示电路采用LCD12864作为显示部件；LCD1的引脚1接地；引脚2接+5V电压，引脚2通过滑动变阻器VR1接地；引脚3通过滑动变阻器VR1接地；引脚4、5、6分别接RS、RW、EN；引脚7、8、9、10、11、12、13、14军接+5V电压；引脚15接FSB；引脚17、18、19接+5V电压；引脚20接地。

作为优选，所述的电源输入电路的双刀双掷开关S7一端与连接器P4相连，一端与极性电容C7并联；极性电容C7的正极输出+12V电压；7805稳压器的Vin端通过电容C9接地，Vout端通过极性电容C8接地，GND端接地；极性电容C8的正极输出+5V电压；电容C10并联在极性电容C8的两端。

本实用新型采用的元器件均为市场上普通器件，成本较低且易采购。本实用新型操作简单易行。本实用新型采用了串联分压式电路，使测量量程分为100Ω、1KΩ、10KΩ、10MΩ四档，采用单片机控制不同档位继电器的开关实现档位的自动切换，测量结果以数字显示，且能自动显示小数点和单位，测量精度高，误差小。

附图说明

图1：本实用新型实施例的电路原理图；

图2：本实用新型实施例的主控电路原理图；

图3：本实用新型实施例的电机控制电路原理图；

图4：本实用新型实施例的自动切换电路原理图；

图5：本实用新型实施例的AD取样电路原理图；

图6：本实用新型实施例的外部振荡电路原理图；

图7：本实用新型实施例的复位电路原理图；

图8：本实用新型实施例的键盘矩阵电路原理图；

图9：本实用新型实施例的LCD显示电路原理图；

图10：本实用新型实施例的电源输入电路原理图。

具体实施方式

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本实用新型，下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请见图1，本实用新型所采用的技术方案是：一种电阻自动测量装置，包括主控电路、电机控制电路、自动切换电路、AD取样电路、外部振荡电路、复位电路、键盘矩阵电路、LCD显示电路和电源输入电路，主控电路分别与电机控制电路、自动切换电路、AD取样电路、外部振荡电路、复位电路、键盘矩阵电路、LCD显示电路和电源输入电路连接，串联在主控电路和自动切换电路之间。

请见图2，本实施例的主控电路采用单片机AT89C52（U7）作为控制部件，引脚1、2、3分别接P10、P11、P12；引脚9接RST；引脚10、11、12、13、14、15、16、17分别接P30、P31、P32、P33、P34、P35、P36、P37；引脚18、19 分别接X2、X1；引脚20接地；引脚21、22、23、24、25、26、27、28分别接P20、P21、P22、P23、P24、P25、P26、P27；引脚31接+5V电压；引脚32、33、34、35、36、37、38、39、40分别接在PR1的引脚9、8、7、6、5、4、3、2、1上；引脚40接+5V电压，引脚36、37、38、39分别接FSB、EN、RW、RS；引脚40通过电容C11接地。主控电路是本实用新型能够流畅稳定工作的重要部分，是协调各个功能模块正常工作的核心。

请见图3，本实施例的电机控制电路主要器件是ULN2003（U8）驱动步进电机；U8的引脚1、2、3、4分别接P34、P35、P36、P37；U8的引脚接地；U8的引脚9接+12V电压；U8的引脚13、14、15、16分别与电极插座P5的引脚5、4、3、2相连；P5的引脚1接+12V电压；其主要作用是控制步进电机的运行。

请见图4，本实施例的自动切换电路主要器件是ULN2003（U9）驱动步进电机和继电器；U9的引脚1接P30、引脚3接P31、引脚5接P32、引脚7接P33；引脚8接地；引脚9接+5V电压；引脚10通过继电器K9的线圈接+5V电压；引脚12通过继电器K8的线圈接+5V电压；引脚14通过继电器K7的线圈接+5V电压；引脚16通过继电器K6的线圈接+5V电压；继电器K6中的开关通过电阻R14接地，通过电阻R15接+5V电压；继电器K7中的开关通过电阻R16接地，通过电阻R15接+5V电压；继电器K8中的开关通过电阻R17接地，通过电阻R15接+5V电压；继电器K9中的开关通过电阻R18接地，通过电阻R15接+5V电压；继电器K6、K7、K8、K9中的开关一端并联后接到A1；其主要作用是自动切换量程。

请见图5，本实施例的AD取样电路主要器件是ADC0832（U10）；U10的引脚1接P10；引脚2与P6的引脚1相连；U10的引脚4接地；U10的引脚5、6并联后接P12；U10的引脚7接P11；U10的引脚8接+5V电压；P6的引脚1接A1；P6的引脚2接地；其主要作用是将采集过来的电压值转换成单片机能读取的数据。

请见图6，本实施例的外部振荡电路主要器件是晶振；晶振Y2的两端通过电容C13、C14相连；晶振的两端分别接X1和X2；其作用为起着引导作用，在整个电路中它起到主导作用。

请见图7，本实施例的复位电路按键开关S8并联在极性电容C12的两端；极性电容C12的正极接+5V电压，负极接RST；电阻R13一端接地，另一端接RST；是用来使电路恢复到起始状态的电路设备。

请见图8，本实施例的键盘矩阵电路主要器件是按键开关；按键S9、S13、S17、S21的一端分别接P20、P21、P22、P23上，另一端并联后接在P24上；按键S10、S14、S18、S22的一端分别接P20、P21、P22、P23上，另一端并联后接在P25上；按键S11、S15、S19、S23的一端分别接P20、P21、P22、P23上，另一端并联后接在P26上；按键S12、S16、S20、S24的一端分别接P20、P21、P22、P23上，另一端并联后接在P27上；其作用是通过按键对电路实现控制。

请见图9，本实施例的LCD显示电路采用LCD12864作为显示部件；LCD1的引脚1接地；引脚2接+5V电压，引脚2通过滑动变阻器VR1接地；引脚3通过滑动变阻器VR1接地；引脚4、5、6分别接RS、RW、EN；引脚7、8、9、10、11、12、13、14军接+5V电压；引脚15接FSB；引脚17、18、19接+5V电压；引脚20接地；是装置中的重要的输出部件，是人机交互的必要环节。

请见图10，本实施例的电源输入电路的双刀双掷开关S7一端与连接器P4相连，一端与极性电容C7并联；极性电容C7的正极输出+12V电压；7805稳压器的Vin端通过电容C9接地，Vout端通过极性电容C8接地，GND端接地；极性电容C8的正极输出+5V电压；电容C10并联在极性电容C8的两端；其作用是为整个系统提供稳定的电压。

本实用新型分为电阻测量电路模块和单片机数据处理模块两大部分。电阻测量电路模块是根据串联分压原理，让被测电阻与标准电阻串联，以标准电阻作为测量量程的基准，用恒压源给电路供电，根据被测电阻的不同，标准电阻两端的电压就会发生改变，将标准电阻两端的电压值经过处理后给A/D转换器，然后送给单片机AT89C52，在单片机内将A/D转换的电压值转换成被测电阻的阻值，采用矩阵键盘对需要设置项进行设置，以LCD12864液晶进行显示工作界面。

本实用新型以单片机AT89C52作为主控制器，阻值测量电路利用串联分压原理，以标准电阻作为基准值，通过比较被测电阻与标准电阻上的分压，可以计算出被测电阻的阻值。测量电路输出的电压经过信号处理后将送给A/D转换器，A/D转换器将转换后的值送给单片机，单片机将在其内部转换后的数据传给液晶，由液晶显示被测电阻值。此测量系统操作方便，精度高，且具有自动切换量程的能力。

应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。

应当理解的是，上述针对较佳实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本实用新型专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型权利要求所保护的范围情况下，还可以做出替换或变形，均落入本实用新型的保护范围之内，本实用新型的请求保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种电阻自动测量装置，其特征在于：包括主控电路、电机控制电路、自动切换电路、AD取样电路、外部振荡电路、复位电路、键盘矩阵电路、LCD显示电路和电源输入电路，所述的主控电路分别与所述的电机控制电路、自动切换电路、AD取样电路、外部振荡电路、复位电路、键盘矩阵电路、LCD显示电路和电源输入电路连接，所述的串联在所述的主控电路和所述的自动切换电路之间。

2.根据权利要求1所述的电阻自动测量装置，其特征在于：所述的主控电路采用单片机AT89C52（U7）作为控制部件，引脚1、2、3分别接P10、P11、P12；引脚9接RST；引脚10、11、12、13、14、15、16、17分别接P30、P31、P32、P33、P34、P35、P36、P37；引脚18、19 分别接X2、X1；引脚20接地；引脚21、22、23、24、25、26、27、28分别接P20、P21、P22、P23、P24、P25、P26、P27；引脚31接+5V电压；引脚32、33、34、35、36、37、38、39、40分别接在PR1的引脚9、8、7、6、5、4、3、2、1上；引脚40接+5V电压，引脚36、37、38、39分别接FSB、EN、RW、RS；引脚40通过电容C11接地。

3.根据权利要求1所述的电阻自动测量装置，其特征在于：所述的电机控制电路主要器件是ULN2003（U8）驱动步进电机；ULN2003的引脚1、2、3、4分别接P34、P35、P36、P37；ULN2003的引脚接地；ULN2003的引脚9接+12V电压；ULN2003的引脚13、14、15、16分别与电极插座P5的引脚5、4、3、2相连；P5的引脚1接+12V电压。

4.根据权利要求1所述的电阻自动测量装置，其特征在于：所述的自动切换电路主要器件是ULN2003（U9）驱动步进电机和继电器；ULN2003的引脚1接P30、引脚3接P31、引脚5接P32、引脚7接P33；引脚8接地；引脚9接+5V电压；引脚10通过继电器K9的线圈接+5V电压；引脚12通过继电器K8的线圈接+5V电压；引脚14通过继电器K7的线圈接+5V电压；引脚16通过继电器K6的线圈接+5V电压；继电器K6中的开关通过电阻R14接地，通过电阻R15接+5V电压；继电器K7中的开关通过电阻R16接地，通过电阻R15接+5V电压；继电器K8中的开关通过电阻R17接地，通过电阻R15接+5V电压；继电器K9中的开关通过电阻R18接地，通过电阻R15接+5V电压；继电器K6、K7、K8、K9中的开关一端并联后接到A1。

5.根据权利要求1所述的电阻自动测量装置，其特征在于：所述的AD取样电路主要器件是ADC0832（U10）；ADC0832的引脚1接P10；引脚2与P6的引脚1相连；ADC0832的引脚4接地；ADC0832的引脚5、6并联后接P12；ADC0832的引脚7接P11；ADC0832的引脚8接+5V电压；P6的引脚1接A1；P6的引脚2接地。

6.根据权利要求1所述的电阻自动测量装置，其特征在于：所述的外部振荡电路主要器件是晶振；晶振Y2的两端通过电容C13、C14相连；晶振的两端分别接X1和X2。

7.根据权利要求1所述的电阻自动测量装置，其特征在于：所述的复位电路按键开关S8并联在极性电容C12的两端；极性电容C12的正极接+5V电压，负极接RST；电阻R13一端接地，另一端接RST。

8.根据权利要求1所述的电阻自动测量装置，其特征在于：所述的键盘矩阵电路主要器件是按键开关；按键S9、S13、S17、S21的一端分别接P20、P21、P22、P23上，另一端并联后接在P24上；按键S10、S14、S18、S22的一端分别接P20、P21、P22、P23上，另一端并联后接在P25上；按键S11、S15、S19、S23的一端分别接P20、P21、P22、P23上，另一端并联后接在P26上；按键S12、S16、S20、S24的一端分别接P20、P21、P22、P23上，另一端并联后接在P27上。

9.根据权利要求1所述的电阻自动测量装置，其特征在于：所述的LCD显示电路采用LCD12864作为显示部件；LCD1的引脚1接地；引脚2接+5V电压，引脚2通过滑动变阻器VR1接地；引脚3通过滑动变阻器VR1接地；引脚4、5、6分别接RS、RW、EN；引脚7、8、9、10、11、12、13、14军接+5V电压；引脚15接FSB；引脚17、18、19接+5V电压；引脚20接地。

10.根据权利要求1所述的电阻自动测量装置，其特征在于：所述的电源输入电路的双刀双掷开关S7一端与连接器P4相连，一端与极性电容C7并联；极性电容C7的正极输出+12V电压；7805稳压器的Vin端通过电容C9接地，Vout端通过极性电容C8接地，GND端接地；极性电容C8的正极输出+5V电压；电容C10并联在极性电容C8的两端。