电赛模拟训练日志总结二（简易电阻自动测量仪）

一、项目
设计并制作一台简易自动电阻测量仪，说白了就是搞个万用表，具体题目这里就不多讲了，想了解可以点击文章末尾链接。
二、理论分析与计算
利用串联分压法原理测量电阻阻值
首先，我们需要给待测电阻串联回路提供一个恒压源，确保在测量过程中保持电压不变，减少误差；
其次，我们需要计算出该回路中应该串联多大的标准电阻分压
最后，通过分压公式可求得Rx=R标*Ux/（V恒-Ux）
那么问题来了，串联电阻回路应该串多大的电阻分压呢？？？？？假设该回路提供的恒压源电压为+5V,由于单片机ADC采集的电压范围为0-3.3V,若采集的电压超过3.3V，就会出现采集不准确的情况，由此造成误差较大，因此，保证单片机采集的电压不超过3V,当待测电阻为100R时,单片机采集到的电压就在3V左右波动，这样我们就可以间接计算出电路应该串联多大的电阻分压。例：3/5=100/（100+R标） R标=66.6R
由此我们可以知道，
Rx=1KR,R标=666.6R
Rx=10KR,R标=6.66KR
Rx=1MR,R标=6.66MR

三、自动切换量程
方法一：采用CD4051模拟开关芯片，单片机通过IO控制CD4051芯片ABC三个控制端口的电平状态来实现不同挡位之间的切换，由于CD4051芯片存在导通内阻，并且该导通内阻随芯片供电电压的变化而变化（关于芯片的详细参数就不多讲了，想了解的可以看数据手册），若我们将模拟开关串联在回路中，直接采集待测电阻一端的电压就会造成较大的误差，因此我们需要同时采集模拟开关公共端输出端和多通道输入端两点的电压。

方法二：通过继电器的开关来实现实现不同挡位之间的切换，继电器内部线圈存在内阻问题，但是相对模拟开关内阻影响较小，存在的缺点就继电器开关时，会发出微弱声音，且不适合频繁开关的场合，需要连的线多，大大增加了焊接的难度。
具体电路如下所示：

总结：本次项目两种方法都尝试了，个人觉得还是使用继电器实用点。
四、电机驱动模块
本次项目没有自己设计电机驱动电路，而是使用某宝上现成的电机跟驱动模块，简单省事，对于电赛这种四天三夜的比赛而言，时间真的很宝贵，我们没必要浪费时间在不必要事情上，有现成的模块就直接拿来用，自己设计并制作费时又费心，要是失败了会打击自信心。由于我只负责搭建硬件，调试的工作，所以电机的驱动程序什么的，我不是很了解，就我所知的，这些程序都可以在网上找到，就不多说了。
五、AD采集模块
对于AD采集模块，我们的项目中也没有采用分立元件搭建AD采集电路，而是采用单片机内部的ADC，还是那句话，时间紧迫啊！什么省事就怎么干就行了，最最重要一点就是功能得实现。
六、隔离电路
从实验中发现，单片机采集端跟测量电路端相互存在干扰，反复进行试验后，认为在片机采集端跟测量电路端之间加一个电压跟随器将两部分电路隔离开来，因为电压跟随器输入阻抗很大，而输出阻抗很小，由此起到阻抗转换的作用，电路实现如下图所示

七、恒压源电路
恒压源是什么呢？？？在电路中我们常常需要输入恒定电压的电源，也属于电源的一种。恒压源在项目中的作用很大很大，所以必须重视。具体实现电路自己上网了解，这里就不多讲啦！

八、总结
本次项目遇到的问题其实挺多的，例如模拟开关的内阻影响、单片机采集的电压不准确、恒压源很难实现、
实用的运放性能不好、串联的标准电阻阻值不准确、大电阻接进电路测量影响很大等等。经过几天的努力，这些问题基本解决了，但是在测量精度方面，只是接近题目要求，甚至有些测量还达不到，所以还需继续努力，争取下个项目做的更好。