基于AVR的自动电阻测试仪设计与分析

"这篇文档是关于2011年全国电子设计竞赛中的一款简易自动电阻测试仪的设计介绍，主要讨论了系统的方案选择、系统结构以及测量原理。" 在这个项目中，参赛团队设计了一款电阻测试仪，该仪器采用ATMEGA128单片机作为主控制器，结合了TL431恒流源电路、NE555多谐振荡电路、L298电机驱动电路和12864液晶显示屏，以实现对电阻的高效、精确测量。测试仪具备两种不同的测量方法，覆盖了广泛的电阻范围，并具有自动测量和筛选功能。 首先，设计团队比较了四种常见的电阻测量方案。电桥电路虽然测量范围广泛，但不适用于小电阻；电阻分压法简单易操作，但对标准电阻和电源稳定性要求高；振荡器电路测量范围广，适合智能化控制；而恒流源电路则适用于中小电阻测量，精度较高。考虑到成本、实现难度和精度，团队选择了第三种和第四种方案的组合，即使用恒流源电路进行小电阻测量，而使用RC振荡电路测量较大范围的电阻。 系统方案的实现中，10KΩ到10MΩ的电阻通过RC振荡电路频率的变化进行测量，由单片机计算得出电阻值。而1Ω到10KΩ的电阻则通过恒流源电路来测量。TL431被用作恒流源，它与晶体管构成的电路具有低温度漂移、高输入阻抗和低输出阻抗的特点，确保了在小电阻测量中的高精度。555芯片则用于构建多谐振荡器，其输出的频率信号被单片机的定时器用来测量振荡周期，进而根据RC振荡电路公式计算电阻值。 理论计算与分析部分，电阻测量原理基于恒流源和被测电阻串联，通过测量电压来确定电阻值。恒流源提供恒定电流，而差分运算放大器则用于检测电压，经过高精度A/D转换后，数据送入单片机进行计算。 这款自动电阻测试仪通过巧妙地结合不同类型的电路和单片机技术，实现了对电阻的高精度、自动化测量，涵盖了广泛的电阻范围，是电子设计竞赛中的一个优秀实例。