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基于PIC16C57单片机的智能低电阻测量仪

更新时间: 2019-03-22
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单片机开发商深圳金沙js5线路分享基于PIC16C57单片机的智能低电阻测量仪。

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商。同时A级代理分销NOVACAP、Syfer、Voltronics精密可调电容、DLI宽带隔直微波电容,专注分销AIC沛亨半导体(电源管理IC)、IR(场效应管)。
如:
MDT10P73(完全兼容PIC16C73、PIC16F73、HA3099,直接替换,不要任何硬软与软件修改)
特性:ROM:2K,脚位:28PIN,I/O:22PIN,A/D:8bit 5通道,复位时间极快.2V,低电压工作.低功耗,温度范围宽。

MDT10P74 (完全兼容PIC16C74、PIC16F74,直接替换,不要任何硬软与软件修改)
特性:ROM:2K,脚位:44PIN,I/O:33PIN,A/D:8bit 8通道,复位时间极快.2V,低电压工作.低功耗,温度范围宽。

基于PIC16C57单片机的智能低电阻测量仪

引言

低电阻测凰仪按其测试电流的大小可分为两类:一类测试电流较大,主要用于接插件、开关、导体等产品的直流低电阻的测量,另-类测试电流很小(一般为1mA左右),用于电雷管、点火具或其他危险易爆场合的接插件、开关等元器件的直流低电阻的测量。该种测量仪对安全性能要求很高,必须增加多种保护电路。在PCB吸设计布线时也要考虑安全性和可靠性。89年至今,我们不断改进完善电路设计,设计生产了四个型号的低电阻测量仪,这里介绍的是最新的DZC-4型智能旺电阻测量仪。

一、 总体方案和技术指标

仪器可分为五个部分:电源供应、精密恒流源、精密电压放大器、A/D转换器、单片机控制器。见图l主要技术指标:

1、测试范围:0~20Ω,0~200Ω,:0~2kΩ(三挡量程自动切换);

2、最高分辨力:0.001Ω;

3、测试电流:0.5mA;

4、测试精度:±(0.2%+2);

5、整机耗电:<30mA。 

二 硬件设计

l、电源部分 整机采用6节5号镍氢电池供电(7.2V),采用通用DC/DC变换器,将电池电压转换成稳定的±5V直流电压。该部分还有电池电压监测电路和充电电路,电池充满电可以供仪器连续使用约50小时。

2、恒流源 由精密基准电压源和高性能运放组成,向被测电阻提供精确的测试电流。我们将测试电流选为0.5mA。

另外,精密电流源部分是整个仪器安全性能的薄弱环节。必须考虑各种内部和外部的可能因素对仪器造成的损坏,从而影响安全性能。主要措施有两个: a) 限制电流 利用结型场效应管的恒流特性限制测试电流ITEST大小,一般取IDSS≈2*ITEST。为增加可靠性,采用两只场效应管串联。

b) 限制电压 采用稳压极管并联于测试端限压。

3、精密放大器 由斩波稳零运放做测试信号的同相放大,因为A/D转换器的满量程电压为2V,测试电流0.5mA,对应20,200。2k三个量程的同相放大倍数为200,20,2。在负反馈回路接入两个由单片机控制的模拟电子开关SW1、SW2,用于三个量程不同放大倍数的切换:当量程为2 0 Ω时SWl、SW2均关闭,200Ω时SWl开启,2KΩ时SWl、SW2均开启。仪器校验时应从低量程开始,否则不能校准所有的量程,另外,Ri、Rl、R2、R3应选用精密电阻和精密电位器,使温度的影响降至最低。 

4、A/D转换器(见图2)采用4 1/2位的ICL7135芯片,将它接成满量程为2V的电压表的模式。ICL7135用5位BCD码的形式向单片机提供数据,并提供过量程(OV)和欠量程(UN)信号给单片机用于量程自动切换。ICL7135的时钟频率来自T5(CD4060)的Q5端,频率为125KHz,正好是工频50Hz的整数倍,能提高仪器抗工频干扰的能力。A/D转换频率约为:3.3次/秒。T5的COUT端还提供4MHz的时钟频率给单片机。

5、单片机控制器(见图2)此部分的功能有:数据采集、处理、显示、量程切换、电压监控等。本机显示模块有两片74LSl64分别用于LED数码管的位驱动和段驱动,共有5位数码显示。单片机T2的25脚用于关闭显示模块的显示,以免数码管在数据传输过程中显示乱码。T2的24脚是电池欠压检测输入,T2的23、22脚控制精密放大器的模拟电子开关,产生需要的放大倍数。

三、软件设计

本仪器最大特点是用软件实现自动调零和量程转换。省去故障军较高的电位能和量程切换开关。软件调零的方法是:开机后单片机进行自检,如果系统工作正常就读敢土/D转换的结果。当连续读取5个A/D转换结果后,判断它们是否都小于o.2 Ω,否则,就认为操作者没有将测试棒可靠短路,仪器继续显示调零提示符。如果连续5个值都小于0.2Ω,这时,就找出其中最小值作为初始值,以后每次的测量结果都要减去初始值。 

根据A/D转换芯片1CL7135的过量程和欠量程信号由单片机自动进行量程切换,量程切换要完成三项工作:首先是切换精密放大器的放大倍率,再是调整初值的有效位数,最后是调整小数点的位置。 PIC16C57单片机没有中断功能,所以采用查询的方法与A/D转换器通讯,利用A/D转换的间隙显示数据。

P IC单片机与显示模块中的74LSl64采用串行数据通讯,每次只显示一位数据,为防止显示发生闪烁,刷新率应大于30Hz。

程序流程图见图3。

 

四、结束语

仪器与被测电阻采用四线制接线法,能消除接插件电阻的影响。另外,由于仪器分辨力很高,所以要求测试夹具进行镀银处理。这一点很重要,否则会造成测试结果漂移不定。

仪器批量生产的测试结果表明:仪器的技术指标达到设计要求,能够满足生产、科研的需要。如果仪器稍加改进,可以当作高灵敏的直流电压表和电流表使用。

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