基于PIC16C57单片机的智能低电阻测量仪

发布时间:2008/6/3 0:00:00 访问次数:590

摘要介绍一种以pic16c57单片机为核心的低电阻测量仪，与普通的低电阻测量仪不同的是：该测量仪的测试电流仅为05 ma并加有多种保护电路，具有很高的安全性能。主要应用于军工、国防、民用爆破等行业的电火工品的直流低电阻的测量。

关键词 pic单片机低电阻火工品

低电阻测量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；另一类测试电流很小（一般为1 ma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。低电阻测量仪对安全性能要求很高，必须增加多种保护电路；在pcb板设计布线时也要考虑安全性和可靠性。1989年至今，我们不断改进和完善电路设计，设计生产了4个型号的低电阻测量仪，以下是最新的dzc-4型智能低电阻测量仪。

1 总体方案和技术指标

如图１所示，该仪器由5个部分组成：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。

其主要技术指标如下：

测试范围：0～20ω0～200ω0～2 k(三挡量程自动切换)；

最高分辨力：0.001 ；

测试电流：0.5 ma；

测试精度：±（0.2%+2）；

整机耗电：<30 ma 。

2 硬件设计

(1)电源部分

整机采用6节5号镍氢电池供电（7.2 v）及通用dc/dc变换器，将电池电压转换成稳定的±5 v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。测试电流选为0.5ma。

由于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。主要采取了以下措施：

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。

限制电压采用稳压二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2 v，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3个量程不同放大倍数的切换：当量程为20 偈保琒w1，sw2均关闭；为200 偈盨w1开启；2k 偈盨w1，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，r1，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

如图2所示，采用4 1/2位的icl7135芯片，接成满量程为2 v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1.25 khz，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/s。t5的cout端还提供4mhz的时钟频率给单片机。

(5)单片机控制器

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74ls164分别用于led数码管的位驱动和段驱动，共有5位数码显示，如图2所示。

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。

3 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，省去故障率较高的电位器和量程切换开关。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取a/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0.2ω,否则，就认为操作