能不能给一个基于单片机的四探针法测电阻的案例
时间: 2024-01-10 12:02:42 浏览: 22
当然可以。下面是一个基于单片机的四探针法测电阻的案例:
硬件部分:
1. 单片机:使用STM32F103C8T6单片机。
2. LCD屏幕:使用1602 LCD屏幕。
3. 电源:使用5V稳压电源。
4. 按钮:使用一个按键,用于切换测量模式。
5. 电阻:使用一个待测电阻。
6. 电源开关:用于控制电源的开关。
7. 探针:使用四个探针,两个用于电流源,两个用于电压检测。
软件部分:
1. 程序框架:使用Keil MDK5开发环境编写程序。
2. 代码实现:
```c
#include "stm32f10x.h"
#include "lcd.h"
#define ADC1_DR_Address ((u32)0x4001244C)
volatile int32_t ADC_value = 0;
volatile uint8_t mode = 0;
void ADC1_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);
RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
DMA_DeInit(DMA1_Channel1);
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = ADC1_DR_Address;
DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (u32)&ADC_value;
DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;
DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 1;
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;
DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Disable;
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord;
DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_HalfWord;
DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;
DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High;
DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;
DMA_Init(DMA1_Channel1, &DMA_InitStructure);
DMA_Cmd(DMA1_Channel1, ENABLE);
ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;
ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;
ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE;
ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;
ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;
ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;
ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);
ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_1, 1, ADC_SampleTime_239Cycles5);
ADC_DMACmd(ADC1, ENABLE);
ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);
ADC_ResetCalibration(ADC1);
while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));
ADC_StartCalibration(ADC1);
while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));
ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);
}
void GPIO_Configuration(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
}
void Delay(uint32_t nCount)
{
for(; nCount != 0; nCount--);
}
void mode_switch(void)
{
if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_0) == 0)
{
mode++;
if(mode > 2)
{
mode = 0;
}
while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_0) == 0);
}
}
int main(void)
{
uint32_t ADC_vref = 3300;
float R_Sense = 1.0;
float R1 = 1000.0;
float R2 = 1000.0;
float voltage = 0.0;
float current = 0.0;
float resistance = 0.0;
char buffer[16];
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);
GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable, ENABLE);
LCD_Init();
LCD_Clear();
ADC1_Init();
GPIO_Configuration();
while(1)
{
mode_switch();
if(mode == 0)
{
TIM_Cmd(TIM2, DISABLE);
GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3);
Delay(2000);
ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);
while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC));
voltage = ADC_value * ADC_vref / 4096.0;
resistance = voltage * R2 / (ADC_vref - voltage);
sprintf(buffer, "R=%7.2f", resistance);
LCD_ShowString(0, 0, buffer);
ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, DISABLE);
Delay(1000);
}
else if(mode == 1)
{
TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_2);
GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_3);
Delay(2000);
ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);
while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC));
voltage = ADC_value * ADC_vref / 4096.0;
current = voltage / R_Sense;
sprintf(buffer, "I=%7.2f mA", current * 1000);
LCD_ShowString(0, 0, buffer);
ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, DISABLE);
Delay(1000);
}
else if(mode == 2)
{
TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3);
Delay(2000);
ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);
while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC));
voltage = ADC_value * ADC_vref / 4096.0;
current = voltage / R_Sense;
resistance = (ADC_vref - voltage) * R2 / voltage;
sprintf(buffer, "R=%7.2f", resistance);
LCD_ShowString(0, 0, buffer);
ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, DISABLE);
Delay(1000);
}
}
}
```
3. 代码说明:
本程序使用STM32F103C8T6单片机实现,使用一个1602 LCD屏幕显示测量结果。
在程序中,使用一个按键用于切换测量模式。在每个模式下,通过改变探针的连接方式实现不同的测量功能。
在模式0下,使用单个探针测量待测电阻的电压,再根据串联电阻公式计算得到电阻值。
在模式1下,使用两个探针分别连接待测电阻两端,将操作放大器作为电流源,测量电阻两端的电压,根据欧姆定律计算得到电阻值。
在模式2下,使用四个探针,两个探针连接待测电阻两端作为电压检测端,另外两个探针连接操作放大器作为电流源,测量电压和电流值,根据欧姆定律计算得到电阻值。
总之,通过改变探针的连接方式和操作放大器的使用,可以实现不同的测量功能,达到四探针法测电阻的目的。