高精度自動(dòng)電阻測試儀
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2 系統各主要部分的理論分析和實(shí)際設計
2．1 STM32F32單片機最小系統模塊設計
本系統中主控芯片為STM32F103，此款單片機時(shí)鐘頻率達到72 MHz，在72 MHz時(shí)消耗36 mA(所有外設處于工作狀)，待機時(shí)下降到2μA，價(jià)格便宜、高性能、低功耗。本系統全部的控制、測量、顯示等功能均由其來(lái)完成。
2．2 電壓采集模塊
AD7705用∑-△轉換技術(shù)實(shí)現了16位無(wú)丟失代碼性能，具有0．003％的非線(xiàn)性度，包括由緩沖器和增益可編程放大器(PGA)組成的前端模擬調節電路，可編程數字濾波器等部件。非常符合本設計要求。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/193642.htm
設計電路時(shí)，為減少數字電路對模擬電路的干擾，模擬地與數字地分開(kāi)，電路設計圖如圖3所示。
2．3 基準電源模塊
AD7705需要外部供給一個(gè)基準電壓源，結合系統需要進(jìn)行溫度補償，選擇用AD780。AD780是一款超高精度帶隙基準電壓源，可以利用4．0 V～36 V的輸入提供2．5 V或3．0 V輸出。AD780可以用來(lái)提供最高10 mA的源電流或吸電流，并且可以在串聯(lián)或分流模式下工作，無(wú)需外部器件便可提供正或負輸出電壓，因此適合幾乎所有的高性能基準電壓源應用。能提供穩定的2．5V或3．0V輸出。
2．4 自動(dòng)分壓式電阻測量部分
采用傳統臺式儀表所采用的繼電器量程選擇模式，利用單片機控制繼電器的通斷實(shí)現量程的自動(dòng)切換。由于繼電器在未導通時(shí)電路為斷路，而在導通后基本可視為0Ω導通，兩端無(wú)壓降，也就是說(shuō)繼電器是一個(gè)電子控制的開(kāi)關(guān)，而且由于繼電器是機械結構，其穩定性比較高，因此可以作為理想的自動(dòng)儀表控制設備。4個(gè)繼電器，4個(gè)精密電阻就可以組成自動(dòng)分壓式電阻測量模塊，電路結構簡(jiǎn)單，調試方便。
3 軟件設計
(1)“超時(shí)待機”節能設計，系統采用STM32作為主控芯片，考慮到該芯片在掉電模式下待機時(shí)電流下降到2 μA，具有非常低的功耗，對系統設計了“超時(shí)待機”節能：系統若超過(guò)預定的時(shí)間沒(méi)有輸入，采用軟件方法讓主芯片進(jìn)入待機模式。
(2)濾波，AD7705內部有集成化的數字濾波，本系統在軟件上實(shí)現了均值濾波。
(3)溫度補償，STM32F103內部?jì)戎糜袦囟葌鞲衅?，考慮到電阻存在溫漂，電阻的阻值一般隨溫度的增加而增加，為確保電阻測試儀的穩定性和準確性，系統在軟件上對電阻測試儀進(jìn)行了溫度補償。
(4)電位器為單圈旋轉式電位器，為了防止步進(jìn)電機在電位器已經(jīng)旋轉到盡頭還繼續前進(jìn)，不但影響測量精度，還會(huì )損壞電位器和步進(jìn)電機?；谝陨峡紤]，在軟件上，當檢測到電位器的阻值為50 Ω或4．6 kΩ時(shí)，單片機給信號步進(jìn)電機，步進(jìn)電機停止前進(jìn)。
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