外观
电阻检测与显示实验
电路分析
在简易万用表的电阻测量电路上，是通过分压电路来进行检测的，除此之外还涉及COM端控制电路以及红表笔切换电路。具体的电路分析可前往第二章-电路原理分析进行查看。
这里重点要看的是各引脚的分布以及对应实现的功能，实际也就是控制对应的高低电平来实现不同分压电阻值的切换，同时通过ADC引脚来获取电压值最后进行转换即可，注意不可同时打开多个分压电阻，否则电压并联总阻值减少会使计算变复杂。
功能实现
创建工程
- 点击左上方文件、选择新建，选择新建MounRiver工程；
- 对工程进行修改，修改完成后点击“完成”按键，系统会自动生成好工程；
- 创建自己的工程库文件夹，分别创建头文件夹与源文件夹，将之前的库文件包含进来，包括蜂鸣器驱动文件、屏幕驱动文件、长按开关机文件、黑表笔公共端导通控制文件、继电器控制文件等，同时新建1个文件，用于电阻检测。
- 对工程库路径进行包含；
代码实现
电阻检测功能实现起来也非常简单，通过欧姆定律即可，目前电源电压已知，分压电阻的一端已知，分压电路的电压值也可以通过ADC来进行获取，这样通过I=U/R即可换算出被测电阻的阻值；
不过有一点需要注意，此处分压电阻的值是从100R到100K，大家在测量时应该选择一个较为合适的值去进行分压，或者也可以尝试切换分压电阻，去综合得出最终得电阻值。
电阻分压电路不可带电测量，否则如果外部电压超过自身电源电压，会导致损坏且测量不准。
控制分压电阻导通的代码与ADC初始化代码都和之前的案例没有差异，修改对应引脚即可。
初始化相关控制IO
C
#include "Res_Vol_Control.h"
#include "resistor.h"
#include "main.h"
#include "tftshow.h"
#include "comControl.h"
/*
* 函数内容：初始化电阻分压控制IO
* 函数参数：无
* 返回值：无
*/
void Resistor_Con_GPIO(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
GPIO_WriteBit(GPIOA,GPIO_Pin_3,Bit_SET);
GPIO_WriteBit(GPIOA,GPIO_Pin_4,Bit_SET);
GPIO_WriteBit(GPIOA,GPIO_Pin_5,Bit_SET);
GPIO_WriteBit(GPIOA,GPIO_Pin_6,Bit_SET);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_5|GPIO_Pin_6;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
}
/*
* 函数内容：电阻分压控制IO连接到100R
* 函数参数：无
* 返回值：无
*/
void Resostor_Connect_100R(void)
{
GPIO_WriteBit(GPIOA,GPIO_Pin_3,Bit_RESET);
GPIO_WriteBit(GPIOA,GPIO_Pin_4,Bit_SET);
GPIO_WriteBit(GPIOA,GPIO_Pin_5,Bit_SET);
GPIO_WriteBit(GPIOA,GPIO_Pin_6,Bit_SET);
}
/*
* 函数内容：电阻分压控制IO连接到1K
* 函数参数：无
* 返回值：无
*/
void Resostor_Connect_1K(void)
{
GPIO_WriteBit(GPIOA,GPIO_Pin_3,Bit_SET);
GPIO_WriteBit(GPIOA,GPIO_Pin_4,Bit_RESET);
GPIO_WriteBit(GPIOA,GPIO_Pin_5,Bit_SET);
GPIO_WriteBit(GPIOA,GPIO_Pin_6,Bit_SET);
}
/*
* 函数内容：电阻分压控制IO连接到10K
* 函数参数：无
* 返回值：无
*/
void Resostor_Connect_10K(void)
{
GPIO_WriteBit(GPIOA,GPIO_Pin_3,Bit_SET);
GPIO_WriteBit(GPIOA,GPIO_Pin_4,Bit_SET);
GPIO_WriteBit(GPIOA,GPIO_Pin_5,Bit_RESET);
GPIO_WriteBit(GPIOA,GPIO_Pin_6,Bit_SET);
}
/*
* 函数内容：电阻分压控制IO连接到100K
* 函数参数：无
* 返回值：无
*/
void Resostor_Connect_100K(void)
{
GPIO_WriteBit(GPIOA,GPIO_Pin_3,Bit_SET);
GPIO_WriteBit(GPIOA,GPIO_Pin_4,Bit_SET);
GPIO_WriteBit(GPIOA,GPIO_Pin_5,Bit_SET);
GPIO_WriteBit(GPIOA,GPIO_Pin_6,Bit_RESET);
}
void Init_Resistor_ADC_GPIO(void)
{
ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure = {0};
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure = {0};
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);
RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div8); //ADC时钟分频，最大14Mhz， 96/8 = 12M
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
ADC_DeInit(ADC1); //复位ADC1
ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent; //ADC1工作在独立模式
ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE; //禁止扫描转换模式
ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE; //禁止连续转换模式
ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None; //规则通道组转换，不使用外部触发
ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right; //数据右对齐
ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1; //顺序进行转换的通道数
ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);
ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_2, 1, ADC_SampleTime_239Cycles5 );
ADC_Cmd(ADC1, ENABLE); //使能ADC1
ADC_ResetCalibration(ADC1); //重置选择ADC1校准寄存器
while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1)); //等待复位完成
ADC_StartCalibration(ADC1); //开始ADC1校准
while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1)); //等待校准完成
}
/*
* 函数内容：得到任意通道的值
* 函数参数：uint8_t ch--通道值
* 返回值：无
*/
uint16_t Get_ADC_Val(uint8_t ch)
{
uint16_t val;
ADC_RegularChannelConfig( ADC1, ch, 1, ADC_SampleTime_239Cycles5);
ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);
while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC));
val = ADC_GetConversionValue(ADC1);
ADC_ClearFlag( ADC1, ADC_FLAG_EOC);
return val;
}
uint16_t Get_ADC_Average(uint8_t ch, uint16_t num)
{
uint16_t i = 0,val = 0;
uint32_t sum_val = 0;
uint16_t max_value = 0,min_value = 9999;
for(i =0;i<num;i++)
{
val = Get_ADC_Val(ch);
if(min_value > val){
min_value = val;
}
if(max_value < val){
max_value = val;
}
sum_val = sum_val +val;
}
sum_val = sum_val - max_value - min_value;
sum_val = sum_val / (num - 2);
return sum_val;
}1
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- 在电阻测量任务中，同样是循环读取电压值，然后记录数组取平均值最后换算为电阻值，这里电源电压并不一定就是3.3V，可能会有抖动，需要自行校准，后续也可以尝试加入电压基准源来减少误差。
电阻测量任务
C
static void bubble_sort(float arr[], uint16_t len)
{
uint16_t i = 0, j = 0;
float temp = 0;
for (i = 0; i < len - 1; i++)
{
for (j = 0; j < len - 1 - i; j++)
{
if (arr[j] > arr[j + 1])
{
temp = arr[j];
arr[j] = arr[j + 1];
arr[j + 1] = temp;
}
}
}
}
/*
* 函数内容：测电阻任务
* 函数参数：无
* 返回值：无
*/
static uint8_t first_in = 0;
static float sum_volValue[100] = {0};
static uint16_t num = 0;
void Resistor_Task(void)
{
float TempVolValue = 0, Vol_Value = 0;
uint16_t Resistor_Value = 0,value_sum = 0,ref_vol_value = 0,i = 0;
if(first_in == 0) //如果是第一次进入电阻测量页面
{
first_in = 1;
RES_VOL_Connect_RES(); //继电器切换到电阻测量端
Connect_GND(); //黑表笔导通到GND
Resostor_Connect_1K(); //默认1K分压
device_parameter.resistor_range = RES_100R_1K; //电阻量程
LCD_ShowChinese(16, 0, "电阻模式", BLACK, WHITE, 32, 0); //显示模式
}
ADC_TempSensorVrefintCmd(DISABLE); //取消内部测量
value_sum = Get_ADC_Average(ADC_Channel_2,200); //测量外部ADC值，取200次平均值
ADC_TempSensorVrefintCmd(ENABLE); //使能内部基准测量
ref_vol_value = Get_ADC_Average(ADC_Channel_Vrefint,100); //测量内部ADC值，取100次平均值
TempVolValue = ((value_sum*1.0f) / ref_vol_value)*1.2f; //换算为电压值
if(TempVolValue<0.01){ //如果是抖动电压
TempVolValue = 0;
}
sum_volValue[num] = TempVolValue; //记录每一个值
num++;
if(num >= 100) //计满100个
{
num = 0;
bubble_sort(sum_volValue,100); //冒泡排序
for(i=10;i<90;i++) //取中间80个
{
Vol_Value = Vol_Value + sum_volValue[i];
}
Vol_Value = Vol_Value / 80.0f; //取80个的平均值
LCD_ShowFloatNum1(0,80,Vol_Value,4,BLACK,WHITE,12); //显示电压值
if(Vol_Value >=3.3f){
Vol_Value = 0;
}
if(device_parameter.resistor_range == RES_0_100R){
LCD_ShowString(0,56,"0 ~ 100R",BLACK, WHITE, 16, 0); //显示量程
Resistor_Value = (uint16_t)(100 * Vol_Value)/(3.34f-Vol_Value);
LCD_ShowIntNum(72,48,Resistor_Value,4,BLACK,WHITE,32); //显示电压值
LCD_ShowChar(142,48,'R',BLACK, WHITE, 32, 0); //显示单位
}
else if(device_parameter.resistor_range == RES_100R_1K)
{
LCD_ShowString(0,56,"100R~ 1K",BLACK, WHITE, 16, 0); //显示量程
Resistor_Value = (uint16_t)(1000 * Vol_Value)/(3.34f-Vol_Value);
LCD_ShowIntNum(72,48,Resistor_Value,4,BLACK,WHITE,32); //显示电压值
LCD_ShowChar(142,48,'R',BLACK, WHITE, 32, 0); //显示单位
}
else if(device_parameter.resistor_range == RES_1K_10K)
{
LCD_ShowString(0,56,"1K ~ 10K",BLACK, WHITE, 16, 0); //显示量程
Resistor_Value = (uint16_t)(10* Vol_Value)/(3.3f-Vol_Value);
LCD_ShowIntNum(72,48,Resistor_Value,4,BLACK,WHITE,32); //显示电压值
LCD_ShowChar(142,48,'K',BLACK, WHITE, 32, 0); //显示单位
}
else if(device_parameter.resistor_range == RES_10K_100K)
{
LCD_ShowString(0,56,"10K~100K",BLACK, WHITE, 16, 0); //显示量程
Resistor_Value = (uint16_t)(100 * Vol_Value)/(3.3f-Vol_Value);
LCD_ShowIntNum(72,48,Resistor_Value,4,BLACK,WHITE,32); //显示电压值
LCD_ShowChar(142,48,'K',BLACK, WHITE, 32, 0); //显示单位
}
for(i=0;i<100;i++) //清除计数
{
sum_volValue[i] = 0;
}
Vol_Value = 0;
}
}1
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- 最后在主函数中调用该电阻测量任务，当开机后开始不断进行获取计算，注意这里就有使用设备参数结构体，比如当前所处模式，以及电阻分压值大小等。该案例并没有切换分压值大小，后续可以在ec11的正反转中切换，也可以尝试直接自动切换做自动量程。
主函数
c
#include "Res_Vol_Control.h"
#include "debug.h"
#include "beep.h"
#include "comControl.h"
#include "ec11.h"
#include "powerswitch.h"
#include "resistor.h"
#include "tftinit.h"
#include "tftshow.h"
#include "main.h"
/* Global typedef */
/* Global define */
/* Global Variable */
/*********************************************************************
* @fn main
*
* @brief Main program.
*
* @return none
*/
struct DEVICE_PARAMETER device_parameter;
int main(void)
{
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
SystemCoreClockUpdate();
Delay_Init();
device_parameter.device_page = RESISTOR_PAGE;
Init_BEEP_GPIO(); //蜂鸣器引脚初始化
Init_Com_GPIO(); //黑表笔公共端控制引脚初始化
Init_EC11_GPIO(); //EC11旋转引脚初始化
Init_Power_Con_GPIO(); //电源控制引脚初始化
Init_RES_VOL_Con_GPIO();//继电器引脚初始化
Resistor_Con_GPIO(); //初始化电阻分压控制IO
Init_Resistor_ADC_GPIO();//初始化电阻采样ADC
LCD_Init(); //LCD初始化
LCD_Fill(0, 0, LCD_W, LCD_H, WHITE);
while(1)
{
key_task();
if(device_state == DEVICE_TURN_ON)
{
if(device_parameter.device_page == RESISTOR_PAGE){
Resistor_Task();
}
}
}
}1
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TIP
烧录代码后，接上万用表表笔到电阻测量端与COM端，进行测试，看一下实际电阻值是否正常。
在实际测试过程中，电压值与真实值肯定会有偏差，此时需要通过增加显示空载的电压值，然后去校准代码中的参数，有可能不是3.3或你的参考电压本身就不准，这些都是需要调整的。
源码&USB下载工具等软件，均在[gitee资料中](https://gitee.com/chen11232/simple-digital-multimeter)