【正文】 上述三種方案從對測量精度要求而言，方案一的測量精度極差，方案二需要測量的電阻值多，而且測量調(diào)節(jié)麻煩，不易操作與數(shù)字化，相比較而言，方案三還是比較符合要求的，由于是通過單片機讀取轉(zhuǎn)化，精確度會明顯的提高。故本設(shè)計選擇了方案三。 電容測量電路方案的比較與論證方案一：利用串聯(lián)分壓原理的方案（原理圖同圖11）通過電容換算的容抗跟已知電阻分壓，通過測量電壓值，再經(jīng)過公式換算得到電容的值。原理同電阻測量的方案一。方案二：利用交流電橋平衡原理的方案（原理圖同圖12） 通過調(diào)節(jié)ZZ2使電橋平衡。這時電表的讀數(shù)為零。通過讀取ZZZn的值，即可得到被測電容的值。方案三：利用555構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)原理的方案圖14 555定時器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)電路圖 根據(jù)555定時器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)，產(chǎn)生脈沖波形，通過單片機讀取高低電平得出頻率，通過公式換算得到電容值。由 若R1=R2,得 上述三種方案從對測量精度要求而言，方案一的測量精度極差，方案二需要測量的電容值多，而且測量調(diào)節(jié)麻煩、電容不易測得準確值，不易操作與數(shù)字化，相比較而言，方案三還是比較符合要求的，由于是通過單片機讀取轉(zhuǎn)化，精確度會明顯的提高。故本設(shè)計選擇了方案三。 電壓測量電路方案的比較與論證方案一：直接將被測電壓值輸入給模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC0809，轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，再通過單片機計算，可的出被測電壓值的大小。方案二：將被測電壓分為三個不同的級別：~、~、~，分別將這三個檔位的電壓放大不同的倍數(shù)，使其輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC0809的值在0~5V直接，便于模數(shù)轉(zhuǎn)換器工作。這三個檔位可以通過比較輸入電壓值的大小來自動選擇用哪一級的放大倍數(shù)。其中輸入電壓調(diào)理電路如圖：圖15 電壓輸入信號調(diào)理電路上述倆種方案從對測量精度要求而言，方案一的測量精度極差，而且測量范圍只有0~5V，范圍太小。相比較而言，方案二還是比較符合要求的，由于是通過單片機讀取轉(zhuǎn)化，并且通過不同的放大倍數(shù)，精確度會明顯的提高。故本設(shè)計選擇了方案二。第2章 核心元件介紹 STC89C52介紹STC單片機的優(yōu)點：★加密性強,很難解密或破解★超強抗干擾：1 、高抗靜電(ESD保護) 2 、輕松過 2KV/4KV快速脈沖干擾(EFT 測試)3 、寬電壓，不怕電源抖動4 、寬溫度范圍，40℃~85℃ 5 、I/O 口經(jīng)過特殊處理 6 、單片機內(nèi)部的電源供電系統(tǒng)經(jīng)過特殊處理7 、單片機內(nèi)部的時鐘電路經(jīng)過特殊處理 8 、單片機內(nèi)部的復(fù)位電路經(jīng)過特殊處理 9 、單片機內(nèi)部的看門狗電路經(jīng)過特殊處理★超低功耗：1 、掉電模式：典型功耗 μ A2 、空閑模式：典型功耗2mA 3 、正常工作模式：典型功耗4mA7mA 4 、掉電模式可由外部中斷喚醒，適用于電池供電系統(tǒng)，如水表、氣表、便攜設(shè)備等.STC89C52單片機最小系統(tǒng)原理圖： ADC0809介紹 (1)AD0809 的邏輯結(jié)構(gòu)ADC0809是8 位逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器。它由一個8路模擬開關(guān)、一個地址鎖存譯碼器、一個A/D轉(zhuǎn)換器和一個三態(tài)輸出鎖存器組成。多路開關(guān)可選通8個模擬通道，允許8 路模擬量分時輸入，共用A/D 轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換。三態(tài)輸出鎖存器用于鎖存A/D 轉(zhuǎn)換完的數(shù)字量，當(dāng)OE 端為高電平時，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。（2）AD0809 的工作原理IN0－IN7：8 條模擬量輸入通道ADC0809對輸入模擬量要求：信號單極性，電壓范圍是0－5V，若信號太小，必須進行放大；輸入的模擬量在轉(zhuǎn)換過程中應(yīng)該保持不變，如若模擬量變化太快，則需在輸入前增加采樣保持電路。地址輸入和控制線：4條ALE 為地址鎖存允許輸入線，高電平有效。當(dāng)ALE線為高電平時，地址鎖存與譯碼器將A， B，C 三條地址線的地址信號進行鎖存，經(jīng)譯碼后被選中的通道的模擬量進轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換。A，B 和C 為地址輸入線，用于選通IN0－IN7 上的一路模擬量輸入。通道選擇表如下表所示。C B A 選擇的通道0 0 0 IN00 0 1 IN10 1 0 IN20 1 1 IN31 0 0 IN41 0 1 IN51 1 0 IN61 1 1 IN7數(shù)字量輸出及控制線：11 條ST 為轉(zhuǎn)換啟動信號。當(dāng)ST 上跳沿時，所有內(nèi)部寄存器清零；下跳沿時，開始進行A/D轉(zhuǎn)換；在轉(zhuǎn)換期間，ST 應(yīng)保持低電平。EOC 為轉(zhuǎn)換結(jié)束信號。當(dāng)EOC 為高電平時，表明轉(zhuǎn)換結(jié)束；否則，表明正在進行A/D 轉(zhuǎn)換。OE為輸出允許信號，用于控制三條輸出鎖存器向單片機輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。OE=1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)；OE=0，輸出數(shù)據(jù)線呈高阻狀態(tài)。D7－D0 為數(shù)字量輸出線。CLK為時鐘輸入信號線。因ADC0809的內(nèi)部沒有時鐘電路，所需時鐘信號必須由外界提供，通常使用頻率為500KHZ，VREF（+），VREF（－）為參考電壓輸入。（3）、ADC0809 應(yīng)用說明 a． ADC0809 內(nèi)部帶有輸出鎖存器，可以與AT89S51 單片機直接相連。b． 初始化時，使ST 和OE信號全為低電平。c． 送要轉(zhuǎn)換的哪一通道的地址到A，B，C 端口上。d． 在ST 端給出一個至少有100ns 寬的正脈沖信號。e． 是否轉(zhuǎn)換完畢，我們根據(jù)EOC 信號來判斷。f． 當(dāng)EOC變?yōu)楦唠娖綍r，這時給OE 為高電平，轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)就輸出給單片機了。 LM324介紹LM324系列運算放大器是價格便宜的帶差動輸入功能的四運算放大器。+16V.LM324的特點：1. 短跑保護輸出2. 真差動輸入級：3V32V：最大100nA（LM324A）7. 共模范圍擴展到負電源8. 9. 輸入端具有靜電保護功能10. LM324引腳圖（管腳圖） NE555介紹555集成電路開始是作定時器應(yīng)用的，所以叫做555定時器或555時基電路。但后來經(jīng)過開發(fā)，它除了作定時延時控制外，還可用于調(diào)光、調(diào)溫、調(diào)壓、調(diào)速等多種控制及計量檢測。此外，還可以組成脈沖震蕩、單穩(wěn)、雙穩(wěn)和脈沖調(diào)制電路，用于交流信號源、電源變換、頻率變換、脈沖調(diào)制等。它由于工作可靠、使用方便、價格低廉，目前被用于各種電子產(chǎn)品中，555集成電路內(nèi)部有幾十個元器件，有分壓器、比較器、基本RS觸發(fā)器、放電管以及緩沖器等，電路比較復(fù)雜，是模擬電路和數(shù)字電路的混合體。555集成電路內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖：引腳圖：管腳介紹：555集成電路是8腳封裝，雙列直插型，如圖（A）所示，按輸入輸出的排列可看成如圖（B）所示。其中6腳稱閾值端（TH），是上比較器的輸入；2腳稱觸發(fā)端，是下比較器的輸入；3腳是輸出端（VO），它有0和1兩種狀態(tài)，由輸入端所加電平?jīng)Q定；7腳是放電端（DIS），它是內(nèi)部放電管的輸出，有懸空和接地兩種狀態(tài)，也是由輸入端的狀態(tài)決定；4腳是復(fù)位端（MR），加上低電平時可使輸出為低電平；5腳是控制電壓端（VC），可用它改變上下觸發(fā)電平值；8腳是電源端，1腳是接地端。典型應(yīng)用—555震蕩器電路：