GPT-4o给出的设计方案：

一、总体设计

设计一台简易的自动电阻测试仪，通过测量和分析旋转电位器的角度变化来测量电阻值，并在曲线显示装置上显示结果。系统的主要组成部分包括旋转电位器、驱动设备、电阻测试仪和显示设备。电阻测试仪根据旋转电位器的角度变化测量电阻值，并将数据传送给显示器。

二、简单论证

1. 旋转电位器：用来模拟不同电阻值，通过旋转来改变阻值。
2. 驱动设备（电机）：用来精确控制旋转电位器的角度，确保电位器的旋转精度。
3. 电阻测试仪：读取电位器的阻值并转换为数字信号，用于后续处理和显示。
4. 显示设备：实时显示测得的电阻值和相应的曲线，提供用户直观的测量结果。

三、重要指标的理论分析

1. 测量范围：100Ω、1kΩ、10kΩ、10MΩ四档，确保覆盖广泛的测量范围。
2. 测量精度：±(1%读数 + 2字)，确保测量精确。
3. 数字显示分辨力：3位数字显示，最大显示数为999，确保能精确表示测量结果。
4. 测量速度：>=5次/秒，确保快速响应。
5. 自动量程转换：在不同档位间自动转换，确保无须手动切换。

四、电路原理图设计要点

1. 旋转电位器和电机控制电路:

   • 使用步进电机驱动旋转电位器，确保控制精度。
   • 步进电机控制器接收来自MCU的控制信号，驱动电位器旋转。

2. 电阻测量电路:

   • 使用桥式电路或电阻分压电路读出电位器的电压，输入到ADC转换器。
   • MCU通过ADC将模拟信号转换为数字信号。

3. 显示和接口:

   • 使用LCD或LED数码管显示测量结果。
   • 实现与显示设备的通信接口，如I2C或SPI，用于数据传输。

五、核心器件设计要点

1. MCU（如STM32系列）:

   • 高速ADC用于精确测量电压。
   • GPIO控制步进电机的转动。
   • 通信接口用于与显示设备连接。

2. 步进电机与驱动电路:

   • 高精度步进电机确保旋转电位器的角度精确。
   • 驱动电路需与MCU适配，能够接受数字输入信号并驱动电机。

MCU主要功能代码

#include "stm32f4xx.h"
#include "stdio.h"

// 定义步进电机控制引脚
#define STEP_PIN GPIO_PIN_0
#define DIR_PIN GPIO_PIN_1
#define STEP_PORT GPIOA

// 定义显示接口
#define I2C_ADDRESS 0x3C

ADC_HandleTypeDef hadc1;
I2C_HandleTypeDef hi2c1;

// 步进电机初始化
void Stepper_Init(void) {
    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
    GPIO_InitStruct.Pin = STEP_PIN | DIR_PIN;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
    HAL_GPIO_Init(STEP_PORT, &GPIO_InitStruct);
}

// 步进电机步进控制
void Stepper_Step(int steps, int direction) {
    HAL_GPIO_WritePin(STEP_PORT, DIR_PIN, direction ? GPIO_PIN_SET : GPIO_PIN_RESET);
    for(int i = 0; i < steps; i++) {
        HAL_GPIO_WritePin(STEP_PORT, STEP_PIN, GPIO_PIN_SET);
        HAL_Delay(1);
        HAL_GPIO_WritePin(STEP_PORT, STEP_PIN, GPIO_PIN_RESET);
        HAL_Delay(1);
    }
}

// ADC初始化
void ADC_Init(void) {
    __HAL_RCC_ADC1_CLK_ENABLE();
    ADC_ChannelConfTypeDef sConfig = {0};
    hadc1.Instance = ADC1;
    hadc1.Init.ClockPrescaler = ADC_CLOCK_SYNC_PCLK_DIV2;
    hadc1.Init.Resolution = ADC_RESOLUTION_12B;
    HAL_ADC_Init(&hadc1);
    sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_0;
    sConfig.Rank = ADC_REGULAR_RANK_1;
    sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_15CYCLES;
    HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig);
}

// 读取电位器电阻值
uint32_t Read_Resistance(void) {
    HAL_ADC_Start(&hadc1);
    HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, HAL_MAX_DELAY);
    return HAL_ADC_GetValue(&hadc1);
}

// 显示初始化
void Display_Init(void) {
    // I2C初始化配置代码
    // 命令更新显示器
}

// 显示电阻值
void Display_Resistance(uint32_t resistance) {
    char buffer[10];
    sprintf(buffer, "%ld", resistance);
    // 通过I2C发送数据给显示设备
    // HAL_I2C_Master_Transmit(&hi2c1, I2C_ADDRESS, (uint8_t*)buffer, strlen(buffer), HAL_MAX_DELAY);
}

// 主函数
int main(void) {
    HAL_Init();
    SystemClock_Config();
    Stepper_Init();
    ADC_Init();
    Display_Init();
    
    while (1) {
        // 控制步进电机转动，测试不同电阻值
        for(int angle = 0; angle <= 360; angle += 45) {
            Stepper_Step(50, angle > 180);
            uint32_t resistance = Read_Resistance();
            Display_Resistance(resistance);
            HAL_Delay(1000);
        }
    }
}

// 系统时钟配置函数
void SystemClock_Config(void) {
    // 系统时钟配置代码
}

通过上述设计，简易的自动电阻测试仪能够在不同量程下准确测量电阻值，并在显示设备上实时显示结果。此外，步进电机的使用确保旋转电位器的角度转换精确，满足测量精度和响应速度的要求。

本题考察的主要知识点：

1. 电阻测量：掌握基本电阻测量原理，包括如何读取电阻值并进行显示。
2. 量程切换：熟悉不同电阻量程模块间自动切换的设计，确保测量准确性。
3. 电机控制：通过步进电机精确控制旋转电位器的角度，以实现阻值的精确测量。
4. MCU编程：设计以MCU为核心的测量和控制系统，编写相应的程序实现ADC采样、步进电机驱动和数据显示等功能。
5. 数据处理与显示：处理从电阻测量得到的模拟信号并进行数字显示，包括三位数字显示、自动调整数值范围等。