基于stm32单片机电压电阻测量仪

 资料编号:157

一:功能介绍

1、采用stm32单片机+LCD1602显示屏+电位器,制作一个基于stm32单片机电压电阻测量仪Proteus仿真;

2、采用电位器调节电压变化,通过stm32单片机内部ADC进行电压采集;

3、将采集到的实时电压,显示到LCD1602显示屏上;

4、通过电位器调节电阻变化,采集电位器的实时电压,根据分压电阻计算方法计算出当前的电阻值,并且将电阻值实时显示到LCD1602显示屏上;

二:仿真演示视频+程序简要讲解(程序有中文注释,新手容易看懂)

157-基于stm32单片机电压电阻测量仪Proteus仿真+源程序

三:设计软件介绍

本设计使用C语言编程设计,程序代码采用keil5编写,程序有中文注释,新手容易看懂,仿真采用Proteus软件进行仿真,演示视频使用的是Proteus8.9版本;资料包里有相关软件包,可自行下载安装。

四:程序打开方法

特别注意:下载资料包以后一定要先解压! !!(建议解压到桌面上,文件路径太深会导致程序打开异常),解压后再用keil5打开。

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程序部分展示,有中文注释,新手容易看懂
/*****************引脚配置********************/
void GPIO_Configuration(void)
{
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);
  //LCD1602 管脚      
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =  GPIO_Pin_8| GPIO_Pin_9| GPIO_Pin_10| GPIO_Pin_11| GPIO_Pin_12| GPIO_Pin_13| GPIO_Pin_14| GPIO_Pin_15;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;  
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_OD;
  GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7 |GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_5;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;  
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
  GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);  
}


int main(void)
{
  float ADC_num1,ADC_num2;
  int temp1,temp2;
  GPIO_Configuration();//初始化
  ADC1_GPIO_Config();
  ADC_Config();     
  Init1602(); 
  WrByte1602(0,1,' '); //字符显示
  WrByte1602(0,2,'U'); 
  WrByte1602(0,3,'='); 
  WrByte1602(0,4,' '); 
  WrByte1602(0,9,'V');
  WrByte1602(1,1,' '); 
  WrByte1602(1,2,'R'); 
  WrByte1602(1,3,'='); 
  WrByte1602(1,4,' '); 
  WrByte1602(1,10,' ');
  WrByte1602(1,11,' ');
  delay_ms(500);
  while(1)
  {
    
    ADC_num1=Get_ADC(ADC_Channel_0);//读取电压ADC值 
    temp1=ADC_num1*100/4096;
    
      
    ADC_num2=Get_ADC(ADC_Channel_1);//读取电阻采样值
    temp2=10000/((ADC_num2*50000/4096)/33000)-10000;//电阻计算公式 采用分压电阻计算方法
      
  WrByte1602(0,5,AsciiCode[temp1%1000/100]);//显示电压
  WrByte1602(0,6,AsciiCode[temp1%100/10]);
  WrByte1602(0,7,AsciiCode[temp1%10]);


  WrByte1602(1,5,AsciiCode[temp2%100000/10000]);    //显示电阻值
  WrByte1602(1,6,AsciiCode[temp2%10000/1000]);    //显示电阻值    
  WrByte1602(1,7,AsciiCode[temp2%1000/100]);    //显示电阻值
  WrByte1602(1,8,AsciiCode[temp2%100/10]);    //显示电阻值
  WrByte1602(1,9,AsciiCode[temp2%10]);

五:仿真文件(采用Proteus打开)

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六:资料清单展示(文件中包含的相关资料)

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百度网盘资料下载链接

<think>好的,用户想了解如何使用STM32F407进行电阻测量。首先,我需要回忆一下STM32F407的ADC功能和相关的电路设计。电阻测量通常可以通过分压电路实现,将未知电阻与已知电阻串联,测量电压后计算得到电阻值。 用户提到的引用中有关于DHT11和ADC的使用,特别是ADC的转换公式,这可能对电阻测量有帮助。需要确认ADC的配置,比如使用什么模式,是否需要校准,以及如何读取转换后的值。 接下来,要考虑电路设计部分。分压电路中的参考电阻选择很重要,需要根据待测电阻的范围来确定,同时要考虑ADC的量程,比如3.3V的参考电压。例如,如果待测电阻Rx和参考电阻Rref串联,分压后的电压为Vadc = 3.3 * Rx / (Rref + Rx),从而可以解出Rx = (Vadc * Rref) / (3.3 - Vadc)。 然后,需要编写代码配置ADC,可能使用HAL库函数,设置通道、采样时间,启动转换,并读取结果。用户提供的引用2中的代码展示了如何读取ADC值并转换为电压,这部分可以直接参考。 还需要注意硬件连接,比如使用哪个GPIO引脚作为ADC输入,是否需要外部滤波电路来稳定信号。此外,软件滤波方法,如多次采样取平均,可能提高测量精度。 用户可能遇到的问题包括电阻测量范围受限、精度问题以及噪声干扰。需要建议选择合适的参考电阻,并考虑使用运算放大器或高精度ADC外设来扩展量程和提高精度。 最后,生成相关问题,帮助用户深入理解,比如优化精度的方法、量程扩展、温度影响等。确保引用正确,来自用户提供的资料,特别是ADC转换和DHT11的通信间隔,虽然DHT11部分可能与电阻测量无关,但ADC的部分是关键。</think>以下是使用STM32F407进行电阻测量的分步教程: ### 1. 测量原理 电阻测量通常采用**分压法**:将待测电阻$R_x$与已知参考电阻$R_{ref}$串联,测量$R_x$两端电压$V_{ADC}$,通过公式计算阻值: $$R_x = \frac{V_{ADC} \cdot R_{ref}}{V_{ref} - V_{ADC}}}$$ 其中$V_{ref}$为供电电压(通常3.3V)[^2] ### 2. 硬件设计 - **电路连接**: ``` Vref(3.3V) -- R_ref -- ADC_IO -- R_x -- GND ``` - **电阻选择**: - 参考电阻$R_{ref}$应与被测电阻$R_x$同数量级 - 例:测量1kΩ-10kΩ时选10kΩ参考电阻 - **ADC配置**: - 使用12位ADC(0-4095对应0-3.3V) - 推荐使用ADC1通道5(PA5)等支持模拟输入引脚 ### 3. 软件实现 ```c // 1. ADC初始化(以通道5为例) ADC_HandleTypeDef hadc1; void MX_ADC1_Init(void) { hadc1.Instance = ADC1; hadc1.Init.ClockPrescaler = ADC_CLOCK_SYNC_PCLK_DIV4; hadc1.Init.Resolution = ADC_RESOLUTION_12B; hadc1.Init.ScanConvMode = DISABLE; hadc1.Init.ContinuousConvMode = ENABLE; hadc1.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE; hadc1.Init.NbrOfDiscConversion = 0; hadc1.Init.ExternalTrigConvEdge = ADC_EXTERNALTRIGCONVEDGE_NONE; hadc1.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT; hadc1.Init.NbrOfConversion = 1; hadc1.Init.DMAContinuousRequests = DISABLE; hadc1.Init.EOCSelection = ADC_EOC_SINGLE_CONV; HAL_ADC_Init(&hadc1); ADC_ChannelConfTypeDef sConfig = {0}; sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_5; sConfig.Rank = 1; sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_480CYCLES; HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig); } // 2. 电阻计算函数 float Get_Resistance(uint32_t R_ref) { HAL_ADC_Start(&hadc1); HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, 100); uint32_t adc_value = HAL_ADC_GetValue(&hadc1); float voltage = (float)adc_value / 4096 * 3.3f; // 参见引用[2] if(voltage < 0.01f) return 0; // 避免除以0 return (voltage * R_ref) / (3.3f - voltage); } // 3. 主函数调用 int main(void) { MX_ADC1_Init(); while(1) { float Rx = Get_Resistance(10000); // 假设R_ref=10kΩ printf("Measured Resistance: %.2f Ohm\r\n", Rx); HAL_Delay(1000); // 参见引用[1]的采样间隔建议 } } ``` ### 4. 校准优化 - **硬件校准**: - 在ADC输入端加0.1μF滤波电容 - 使用精密参考电压源 - **软件滤波**: ```c #define SAMPLE_TIMES 32 uint32_t avg_filter() { uint32_t sum = 0; for(int i=0; i<SAMPLE_TIMES; i++){ HAL_ADC_Start(&hadc1); HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, 100); sum += HAL_ADC_GetValue(&hadc1); } return sum/SAMPLE_TIMES; } ``` ### 5. 注意事项 1. 量程限制:当$R_x > 10R_{ref}$时,测量误差会显著增大 2. 温度影响:精密测量需考虑电阻温度系数 3. 自发热控制:降低测试电流(可增大$R_{ref}$阻值) 4. 低阻测量:需改用开尔文四线制接法
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