[发明专利]一种利用嵌入式处理器数字端口测量电阻的方法及电路

摘要

本发明一种利用嵌入式处理器数字端口测量电阻的方法及电路，具体步骤：先通过参考电阻R0给参考电容C1充放电，使用定时器分别测量充电和放电时间，进而求得充放电时间平均值T_R0；然后通过Rx给C1充放电，使用定时器分别测量充电和放电时间，进而求得充放电时间平均值T_Rx，根据参考电阻R0和计算得到的T_R0和T_Rx代入以下公式，求出测试电阻的阻值Rx,公式如下：Rx=R0*T_Rx/T_R0。该方法既测量给电容充电过程的时间常数，也测量电容放电过程的时间常数，从而降低极化效应，提高测量精度和可靠性。此外，还增加参考电阻，使得可以实时测量电容数值，降低因为电容参数不一致、老化导致数值变化等带来的误差。

主权项

1.一种利用嵌入式处理器数字端口测量电阻的方法，嵌入式处理器数字端口测量电阻的电路包括嵌入式处理器的若干普通数字端口、测试电阻Rx，参考电容C1，参考电阻R0、电阻Rr1和电阻Rr2； 其中，所述嵌入式处理器的普通数字端口为4个，分别为GPIO_1、GPIO_2、GPIO_3和 GPIO_4； 所述GPIO_1、GPIO_2、GPIO_3和GPIO_4分别与所述电阻Rr1、测试电阻Rx、参考电阻 R0、电阻Rr2的一端连接，所述电阻Rr1、测试电阻Rx、参考电阻R0的另一端都与所述电容 C1的一端连接，而所述电容C1的另一端则和所述电阻Rr2另一端连接；该方法具体包括以下步骤：步骤1：通过参考电阻R0给参考电容C1充放电，使用定时器分别测量充电和放电时间，进而求得充放电时间平均值T_R0；步骤2：通过Rx给C1充放电，使用定时器分别测量充电和放电时间，进而求得充放电时间平均值T_Rx，根据参考电阻R0和得到的T_R0和T_Rx代入以下公式，求出测试电阻的阻值Rx,公式如下：Rx=R0* T_Rx /T_R0，其特征在于，所述步骤1的具体步骤为：1.1.将GPIO_2、GPIO_3设置为输入模式，呈高阻态，将GPIO_1、GPIO_4设置为输出0，持续一段时间，使得电容C1两端电压均为0，压差为0；1.2.再将GPIO_1设置为输入模式，呈高阻态，GPIO_4保持为0，从T_1.2时刻开始，GPIO_3输出1，直到嵌入式处理器读入GPIO_1状态为1，此时时刻为T_1.3；1.3.时刻T_1.2到T_1.3的时间差由定时器测量，记为T_{R0R_1}；1.4.再调整GPIO_4输出1，持续一段时间，使得电容C1两端电压均为嵌入式处理器的供电电压VCC，即嵌入式处理器普通数字端口输出1的电压值，此时电容两端压差为0；1.5.GPIO_4保持为1，从T_1.5时刻开始，GPIO_3输出0，直到嵌入式处理器读入GPIO_1状态为0，此时时刻为T_1.6；1.6.时刻T_1.5到T_1.6的时间差由定时器测量，记为T_{R0F_1}；1.7.对T_{R0R_1}和T_{R0F_1}取平均值，得到T_{R0_1}；1.8.重复步骤1.1‑1.7若干次，依据测量时间限制而定，为10次以内，记为N，得到T_{R0_1…}T_{R0_N}，对这些数值求和平均，得到T_R0。