【正文】 【 8】 童詩白，華成英，模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)第三版，北京，高等教育出版社， 2021 19 【 9】 熊筱芳，郭學(xué)提，基本 89C51單片機(jī)的數(shù)字電容表設(shè)計(jì)，自動化應(yīng)用技術(shù)， 2021 【 10】 何光明，楊健宇， C語言程序設(shè)計(jì)與應(yīng)用開發(fā)， 北京：清華大學(xué)出版社， 2021. 6 附錄 附錄 1 元器件清單 （ 1） 晶振 12M一個(gè) （ 2） stc89c52芯片一片 （ 3） 30pf 2個(gè)； 10uf 1個(gè)； 470uf 1個(gè)； 2個(gè)； 1 個(gè)； 1nf 1個(gè) （ 4） 40腳活動底座一個(gè) （ 5） lcd液晶一個(gè) （ 6） 按鍵 6個(gè) （ 7）發(fā)光二極管 6個(gè) （ 8） 9引腳 排阻 1個(gè) （ 9） 680Ω 6 個(gè)； 10k 1個(gè)； 1k 2個(gè)； 1k 滑動變阻器 1 個(gè)； 10M 1 個(gè)； 100k 1個(gè)；100Ω 1個(gè)； 2k 1個(gè)； 200Ω 1個(gè)； （ 10） 開關(guān) 1個(gè) （ 11） 整流橋 1個(gè) （ 12） 7805穩(wěn)壓芯片 1片 （ 13） 繼電器 3個(gè) （ 14） ULN2021 1片 （ 10） 排針若干，杜邦線若干 附錄 2 程序清單 分 5 個(gè)文件： ， ， ， ， (a) 程序清單： ifndef __delay_h__ define __delay_h__ 20 define uchar unsigned char define uint unsigned int void delay_us(uint t)。再經(jīng)過軟件補(bǔ)償后，最終獲得了在精度上可以滿足要求的方案。 起初查閱了很多資料，比如伏安法中的自由軸法制作測量電容電路， LC 震蕩 側(cè)電容 電路等，老師也推薦了方案二中的積分法測量電路，但因?yàn)樵谶M(jìn)行理論計(jì)算時(shí)， 因?yàn)榉e分測容法中 C=Ui*dt/Uo*R,而我們 無法精確確定 ADC 在輸出 口 的 傳輸時(shí)間（哪怕是幾十 us）， 所以有種無法掌控誤差的感覺，再加上出于成本考慮，所以沒有首選這 種方法。非線性誤差是由器件的非線性特性產(chǎn)生的 , 可通過硬件參數(shù)修正和軟件算法補(bǔ)償來減小。因此有 : 系統(tǒng)采用的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)數(shù)脈沖來自單片機(jī)內(nèi)核時(shí)鐘 , 由片外的高精度晶振與片內(nèi)電路自激振蕩產(chǎn)生 ,頻率非常穩(wěn)定 , 可以忽略其頻偏對測量結(jié)果的影響。測量結(jié)果由液晶直觀顯示。 15 圖 214 100nf 的電容實(shí)物 圖 215 2nf 電容正常測試 16 圖 216 量程錯(cuò)誤情況下的測試 測量 的電容 再以測試 電容為例，測試結(jié)果如圖 218 所示。 測試標(biāo)稱值為 101 的電容，即測量電容值為 100pf 的電容。 表 21 R值與量程范圍的關(guān)系 R值（歐姆） 理論量程范圍 選擇的范圍 10M 9pF ~ 5. 9nF 10pF ~ 5nF 100K 900pF ~ 590nF 5nF ~ 500nF 1K 90nF ~ 59uF 0. 5uF ~ 50uF 100 900nF ~ 590uF F 50uF ~ 500uF altium designer 原理圖設(shè)計(jì)及 PCB 制作 12 原理圖設(shè)計(jì) 圖 211 原理圖設(shè)計(jì) 13 PCB 制作 圖 212 PCB 設(shè)計(jì) 在此并沒有布雙層板，紅色的線僅僅只是為了標(biāo)志出跳線。當(dāng) TW 100 微秒以上時(shí) , 可忽略量化誤差的影響。 總體程序較長，但并不復(fù)雜，可根據(jù)需要重點(diǎn)看主函數(shù)，與硬件電路結(jié)合起來，注重程序后緊跟的注釋，理解起來是比較容易的，在此就不再一一詳細(xì)分析。由于該程序并未涉及到底層的驅(qū)動問題，因此選擇方便快捷的 C 語言編程。如圖 29 所示。 D2用于超量程提示， D6 用于 電源提示。而利用中斷，可以直接在中斷函數(shù)中產(chǎn)生一個(gè)固定時(shí)間的低脈沖 ， 保證了測量條件，避免發(fā)生錯(cuò)誤 。 同時(shí)，為使 P0 口正常工作，并增加其帶負(fù)載能力， P0 口需接了上拉電阻（在圖中未畫出）。 4 方案Ⅱ 根據(jù)積分電路原理可得 C=Ui*dt/R*Uo，將經(jīng)過 RC 充電電路后，輸出的與電容對應(yīng)的電壓值輸入到 ADC0809 中，經(jīng)過處理后，將相應(yīng)的數(shù)值傳到單片機(jī)里，再通過公式運(yùn)算，求得相應(yīng)的電容 C 值，在 LCD 上顯示。 ② 被測電容的容量在 10pF 至 10000μ F 范圍內(nèi) ③ 設(shè)計(jì)四 個(gè)的測量量程。同時(shí)，本設(shè)計(jì)注重設(shè)計(jì)方法及流程，首先根據(jù)原理設(shè)計(jì)電路，再通過 protues 仿真，利用 keil編程，進(jìn)而借助 altium designer 制作 PCB，最后到焊接元器件，調(diào)試直至成功。 電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)創(chuàng)新與實(shí)習(xí) 報(bào)告 設(shè)計(jì)課題 基于單片機(jī)的電容測量儀設(shè)計(jì) 學(xué) 院 信息科學(xué)與工程 學(xué)生姓名 學(xué) 號 專業(yè)班級 隊(duì) 友 指導(dǎo)教師 設(shè)計(jì)時(shí)間 2 本設(shè)計(jì)詳細(xì) 介紹了一種基于單片機(jī)的數(shù)字式電容測量儀設(shè)計(jì)方案 及實(shí)現(xiàn)方法 。 系統(tǒng) 的 測量范圍 為 10pF~ 500uF, 具有 多個(gè)量程， 可根據(jù) 用戶需要 由 用戶選擇， 與用戶的交互是通過鍵盤實(shí)現(xiàn)，不同 量程的實(shí)現(xiàn)是通過單片機(jī)的 I/O口 控制繼電器的吸合與斷開來選擇不同的 R值，從而 實(shí)現(xiàn)不同的量程。 設(shè)計(jì)要求 （ 1） 基本 要求 ① 自制穩(wěn)壓 電源。 現(xiàn)在一一介紹論證如下。具體電路如下： I N T 0P 3 . 7P 1 . 0P 1 . 6P 1 . 7P 1 . 1P 1 . 2P 1 . 3P 1 . 4P 1 . 5P 2 . 6P 2 . 5P 2 . 4P 2 . 3P 2 . 2P 2 . 1P 2 . 0P 2 . 7P 0 . 0P 0 . 1P 0 . 2P 0 . 3P 0 . 4P 0 . 5P 0 . 6P 0 . 7X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29R S T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 . 01P 1 . 12P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I N T 012P 3 .3 /I N T 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 / R D17P 3 . 6 / W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 / A 821P 2 .1 / A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 C 5 1C11 0 u FR11 0 K+ 5 VX1C R Y S T A LC21nFC41nF 圖 23 單片機(jī)工作電路 由圖 23 可知， 9 腳外接的是按鍵復(fù)位電路， 18,19 腳外接的是晶振電路，這樣，就構(gòu)成了單片機(jī)正常工作的必備電路。 I NT 0P 3 . 7THR4DC7Q3GND1VCC8TR2TH6CV5U2NE 5 5 5C21nF+ 5 VCXR22kC44 .7 u fR81 0 0 圖 24 555 芯片與單片機(jī)的連接