【正文】 ium Designer 軟件進(jìn)行特殊器件的原理圖庫(kù)文件的繪制，PCB 封裝制作以及原理圖的繪制；論述系統(tǒng) PCB 制板流程，制作成品 PCB 電路板，其中包括 PCB 的布局，布線(xiàn)，淚滴和覆銅；最后通過(guò)焊接、調(diào)試完成系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)最終實(shí)現(xiàn)印刷板的制作及各功能的實(shí)現(xiàn)。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)，電容測(cè)試，LCD1602畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專(zhuān)業(yè)紙 II The Capacitor Tester Based on the Single Chip Microputer Hardware DesignAbstractWith the development of economy and the improvement of science and technology, many smart chip manufacturing, electronic measuring instrument to digital, intelligent direction. Capacitance measurement is one of the most basic electronic measurement parameters measurement, requires a certain accuracy, at the same time requires wide measurement range, measurement speed is faster. Capacitance is fairly mon in industrial production, are also mon in the middle of the electronic teaching process. In the design of this topic in view of the students in the experiment, often because the label is missing and not privy to the capacitance value, capacitance measuring instrument based on single chip microputer system is developed.The subject through the single chip microputer, LCD1602 LCD display, measuring circuit design, etc., has developed a set of capacitance test system, the system is made up of display system, key system and measurement system, etc. Concrete implementation of merit key change measuring the capacitance of the system status, for different values and display functions.Paper discusses the hardware design part of the subject, which mainly discusses the system each function and the system principle, preliminary design principle diagram and circuit principle after argument, with Altium Designer software to carry on the special device, the principle of library file of drawing, PCB assembly production as well as the schematic drawing,。 System PCB platemaking process, PCB circuit board on the production of finished products, including PCB layout, wiring, tears and copper clad。 Finally through welding, debugging, plete system hardware design achieve printing plate production and the realization of each function.畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專(zhuān)業(yè)紙 III Key words: Single chip microputer，Capacitance test，LCD1602畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專(zhuān)業(yè)紙 1 前言在日常的電路工程或者是電路試驗(yàn)中，電容是一個(gè)最常見(jiàn)的元器件，實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)電容的電容值的準(zhǔn)確度要求也是很高的。在實(shí)際操作中，對(duì)電容的測(cè)量存在許多麻煩，數(shù)值的表現(xiàn)也不夠直觀。為此，我們查閱資料，根據(jù)所學(xué)的知識(shí)，設(shè)計(jì)了一個(gè)數(shù)字電容測(cè)試儀，只要接入被測(cè)電容，打開(kāi)開(kāi)關(guān)以后，就能直接在屏幕上顯示出電容的大小，方便在以后的實(shí)驗(yàn)中對(duì)電容的使用。本課題通過(guò)分小組協(xié)作的模式展開(kāi)，兩位同學(xué)分別負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)以 STC89C52 單片機(jī)為控制器，通過(guò)單片機(jī)測(cè)量電容的充電時(shí)間來(lái)計(jì)算電容值。在基準(zhǔn)電壓一定時(shí)電容量和電容充放電時(shí)間成正比，通過(guò)電源給被測(cè)電容器充電，充電開(kāi)始給單片機(jī)一個(gè)信號(hào)使單片機(jī)開(kāi)始計(jì)數(shù)，充電到基準(zhǔn)電壓值后通過(guò)比較器給單片機(jī)一個(gè)信號(hào)使單片機(jī)停止計(jì)數(shù)，然后把計(jì)數(shù)值轉(zhuǎn)化成電容量。論文主要技術(shù)方向?yàn)殡娐吩韴D的設(shè)計(jì)，制作和電路工作原理的解析。在理解目標(biāo)任務(wù)的整機(jī)結(jié)構(gòu)及各單元電路的工作原理基礎(chǔ)上，熟悉承擔(dān)的子課題所要解決的難點(diǎn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的方法、技術(shù)要求等；按子課題的要求題電路進(jìn)行原理圖設(shè)計(jì)；合并各個(gè)子課題的設(shè)計(jì)，完成系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)，進(jìn)行整機(jī)實(shí)物制作及程序調(diào)試，實(shí)現(xiàn)功能。第 1 章 緒論 課題研究的目的及意義電容量是電子信息行業(yè)中非常關(guān)鍵的一項(xiàng)物理量，在信息、工業(yè)、各種高新技術(shù)的開(kāi)發(fā)和研究中也是一個(gè)非常普遍和常用的測(cè)量參數(shù)。電容器的基本作用就是充電與放電，但由這種基本充放電作用所延伸出來(lái)的許多電路現(xiàn)象，使得電容器有著種種不同的用途，例如：在電動(dòng)馬達(dá)中，用它來(lái)產(chǎn)生相移；在照相閃光燈中，用它來(lái)產(chǎn)生高能量的瞬間放電等等。而在電子電路中，電容器不同性質(zhì)的用途尤多，這許多不同的用途，雖然也有截然不同之處，但因其作用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專(zhuān)業(yè)紙 2 均來(lái)自充電與放電。電容量的測(cè)量是電子測(cè)量中最基本的參數(shù)測(cè)量，要求有一定的精確度，同時(shí)要求測(cè)量的量程要寬，測(cè)量的速度要快。因此，設(shè)計(jì)可靠、安全、便捷的電容測(cè)試儀具有極大的現(xiàn)實(shí)必要性。電容的重要性是顯而易見(jiàn)的，在生活生產(chǎn)中都離不了電容器。所用的電器，生產(chǎn)中的機(jī)械設(shè)備，如果沒(méi)有了電容都將無(wú)法繼續(xù)使用。雖然他只是一個(gè)不起眼的小配件，但他是不能或缺的。可以想象要是在生產(chǎn)生活中沒(méi)有了電容，生產(chǎn)無(wú)法繼續(xù)生活將缺少太多的色彩。 課題選題背景 在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，往往需要用到很多電容，電阻等器件。然而在使用過(guò)程中，由于時(shí)間和管理的疏忽經(jīng)常會(huì)把器件的容量標(biāo)簽丟失，以至于無(wú)法得知器件的容量。而且在一些廢電路板上有很多也可以使用但又記不得容量的器件，要是扔了又覺(jué)得很浪費(fèi)。在實(shí)際操作中，對(duì)電容的測(cè)量也存在許多麻煩，數(shù)值的表現(xiàn)也不夠直觀。為此，查閱資料，根據(jù)所學(xué)的知識(shí)，設(shè)計(jì)了一個(gè)數(shù)字電容測(cè)試儀，只要接入被測(cè)電容，打開(kāi)開(kāi)關(guān)以后，就能直接在屏幕上顯示出電容的大小，方便在以后的實(shí)驗(yàn)中對(duì)電容的使用?，F(xiàn)在作為學(xué)生所接觸到的僅僅停留在學(xué)校的實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)中，還不曾接觸的工業(yè)生產(chǎn)和商業(yè)交易中，更大批量的器件都會(huì)被丟棄浪費(fèi)。這不止是對(duì)資源的浪費(fèi)，還是對(duì)環(huán)境的一種破壞。所以回收利用不僅是一種節(jié)約也是一種環(huán)保。所以，可以直接對(duì)電容量進(jìn)行測(cè)量的電容表在更多的范圍中應(yīng)該得到更加充分的應(yīng)用。 課題研究?jī)?nèi)容本課題通過(guò)分小組協(xié)作的模式展開(kāi)，同學(xué)分別負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的硬件終端設(shè)計(jì)，軟件終端設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)以 STC89C52 單片機(jī)為控制器，通過(guò)單片機(jī)測(cè)量電容的充電時(shí)間來(lái)計(jì)算電容值。在基準(zhǔn)電壓一定時(shí)電容量和電容充放電時(shí)間成正比，通過(guò)電源給被測(cè)電容器充電，充電開(kāi)始給單片機(jī)一個(gè)信號(hào)使單片機(jī)開(kāi)始計(jì)數(shù)，充電到基準(zhǔn)電壓值后通過(guò)比較器給單片機(jī)一個(gè)信號(hào)使單片機(jī)停止計(jì)數(shù)，然后把計(jì)數(shù)值轉(zhuǎn)化成電容量。其硬件終端設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容如下：電的原理圖設(shè)計(jì)。熟悉系統(tǒng)中各個(gè)單元電路的功能，按功能進(jìn)行元器件型號(hào)的篩選分類(lèi)，理畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專(zhuān)業(yè)紙 3 出相應(yīng)的原理圖器件清單。開(kāi)始根據(jù)要求設(shè)計(jì)電路的原理圖用 Altium Designer 軟件對(duì)原理圖進(jìn)行繪制。其中所應(yīng)用到的創(chuàng)建項(xiàng)目、建立庫(kù)文件、設(shè)置電路圖紙尺寸以及版面、添加元件庫(kù)、放置元器件、元器件布線(xiàn)、放置網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)、元器件的參數(shù)設(shè)置及添加封裝等。PCB 印制板圖繪制。利用 Altium Designer 軟件構(gòu)建 PCB 文件，設(shè)置 PCB 的各種參數(shù)后將原理圖導(dǎo)入到 PCB 文件中，形成初步構(gòu)局，通過(guò)調(diào)整元件的位置進(jìn)行簡(jiǎn)單的布局，采用自動(dòng)布線(xiàn)和手工布線(xiàn)結(jié)合使 PCB 中的布局合理美觀。再對(duì) PCB 圖進(jìn)行淚滴和覆銅。形成最終的 PCB 圖。使用相應(yīng)的元器件，參照原理圖完成電路板的焊接。本課題通過(guò)硬件和軟件設(shè)計(jì)的搭配，通過(guò)不斷的調(diào)試和修改最終實(shí)現(xiàn)電容測(cè)量的功能。第 2 章 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu) 硬件設(shè)計(jì) 主控芯片圖 21 STC89C52 實(shí)物圖STC89C52 是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器。STC89C52 使用經(jīng)典的 MCS51 內(nèi)核，但做了很多的改進(jìn)使得芯片具有傳統(tǒng) 51 單片機(jī)不具備的功能。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 STC89C52 為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k 字節(jié) Flash，512 字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線(xiàn)，看門(mén)狗定時(shí)器，內(nèi)置 4KB EEPROM，MAX810 復(fù)位電路，3 個(gè) 16 位 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專(zhuān)業(yè)紙 4 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，4 個(gè)外部中斷，一個(gè) 7 向量 4 級(jí)中斷結(jié)構(gòu)（兼容傳統(tǒng) 51 的 5向量 2 級(jí)中斷結(jié)構(gòu)） ，全雙工串行口。另外 STC89X52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持 2 種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU 停止工作，允許 RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。最高運(yùn)作頻率 35MHz，6T/12T 可選。其特性可以總結(jié)如下：1. 增強(qiáng)型 8051 單片機(jī)，6 時(shí)鐘/機(jī)器周期和 12 時(shí)鐘/機(jī)器周期可以任意 選擇，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051.2. 工作電壓：～（5V 單片機(jī)）/～（3V 單片機(jī)）3. 工作頻率范圍：0～40MHz，4. 用戶(hù)應(yīng)用程序空間為 8K 字節(jié)5. 片上集成 512 字節(jié) RAM6. ISP（在系統(tǒng)可編程）/IAP（在應(yīng)用可編程） ，無(wú)需專(zhuān)用編程器，無(wú) 需專(zhuān)用仿真器，可通過(guò)串口（RxD/,TxD/）直接下載用戶(hù)程 序，數(shù)秒即可完成一片7. 具有 EEPROM 功能8. 共 3 個(gè) 16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。即定時(shí)器 T0、TT29. 通用異步串行口（UART） ，還可用定時(shí)器軟件實(shí)現(xiàn)多個(gè) UART10. PDIP 封裝STC89C52 在本系統(tǒng)中所使用的引腳功能說(shuō)明 P1 端口（～，1～8 引腳）：P1 口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。P1 的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng)（吸收或者輸出電流方式）4 個(gè) TTL 輸入。對(duì)端口寫(xiě)入 1 時(shí)，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，這是可用作輸入口。P1 口作輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部上拉電阻，那些被外部拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流。 RST（9 引腳）：復(fù)位輸入。當(dāng)輸入連續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平時(shí)為有效，用來(lái)完成單片機(jī)單片機(jī)的復(fù)位初始化操作。 P3 端口（～，10～17 引腳）：P3 是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專(zhuān)業(yè)紙 5 雙向 I/O 端口。P3 的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流方式）4 個(gè) TTL 輸入。對(duì)端口寫(xiě)入 1 時(shí)，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，這時(shí)可用作輸入口。XTAL2（18 引腳）：振蕩器反相放大器的輸入端。XTAL1（19 引腳）：振蕩器反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路的輸入端。VSS（20 引腳）：接地 P0 端口（～，39～32 引腳）：P0 口是一個(gè)漏極開(kāi)路的 8 位雙向I/O 口。 VCC（40 引腳）：電源電壓 1602 液晶顯示 圖 22 LCD1602 液晶顯示屏實(shí)物圖1602 液晶也叫 1602 字符型液晶，它是一種專(zhuān)門(mén)用來(lái)顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的點(diǎn)陣型液晶模塊。它由若干個(gè) 5X7 或者 5X11 等點(diǎn)陣字符位組成，每個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符，每位之間有一個(gè)點(diǎn)距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用，正因?yàn)槿绱怂运荒芎芎玫仫@示圖形。1602LCD 是指顯示的內(nèi)容為 16X2,即可以顯示兩行，每行 16 個(gè)字符液晶模塊（顯示字符和數(shù)字） 。 液晶顯示的原理是利用液晶的物理特性，通過(guò)電壓對(duì)其顯示區(qū)域進(jìn)行控制，有電就有顯示，這樣即