【正文】 關閉總中斷進行數(shù)據(jù)處理和檔位選擇，將處理好的數(shù)據(jù)送顯示字程序顯示，延遲段時間后返回定時器/計數(shù)器 T1 初始化處進行無限循環(huán)?？傠娐穲D見附錄 1。本系統(tǒng)采用 6F22 碳性的 9V 電池供電，通過按鍵開關 K1 和二極管 D1,經(jīng)濾波電容 C1 輸入 LM7805 三端正穩(wěn)壓集成電路的輸入端口，經(jīng) LM7805 穩(wěn)壓后由其輸出端口輸出，再經(jīng)濾波電容 C2 濾波輸出穩(wěn)定的 5V 工作電源。PB0(XCK/T0)1 PB1(T1)2PB23 PB34PB45 PB56PB67 PB78RESET9 VCC10GND11 XTAL212XTAL113 PD014PD115 PD216PD317 PD418PD519 PD620 PD7 21PC0 22PC123PC2 24PC3 25PC426PC5 27PC6 28PC729AVCC 30GND 31AREF32PA7 33PA6 34PA535PA4 36PA3 37PA238PA1 39PA0 40U1ATMEGA16VCCR210KD3IN4007SB0RESETVCC圖 7 復位電路. 晶振電路設計11PB0(XCK/T0)1 PB1(T1)2PB23 PB34PB45 PB56PB67 PB78RESET9 VCC10GND11 XTAL212XTAL113 PD014PD115 PD216PD317 PD418PD519 PD620 PD7 21PC0 22PC123PC2 24PC3 25PC426PC5 27PC6 28PC729AVCC 30GND 31AREF32PA7 33PA6 34PA535PA4 36PA3 37PA238PA1 39PA0 40U1ATMEGA16C422PF Y112MHZC322PFVCC圖 8 晶振電路ATMega16 已經(jīng)內(nèi)置 RC 振蕩線路，可以產(chǎn)生 1M、2M 、4M、8M 的振蕩頻率。由于 ATMega16 已經(jīng)內(nèi)置了上電復位設計。V0VCH0 TPLTPH10表 檔位 頻率最小值 minf頻率最大值 maxfR 值級別 備注PF KHZ() KHZ()Kohm 級別 Q=102nF HZ() KHZ()Kohm 級別 Q=102uF HZ(143/Q HZ) HZ()Kohm 級別 Q=102由 表 6 可 知 ， 取 R=102KΩ， HZ KHZ 在系統(tǒng)晶振可測量?f范圍內(nèi)。該端與放電管集電極相連，用做定時器時電容的放電。當此端接低電平，則時基電路不工作，此時不論 TR、TH處于何電平，時基電路輸出為“0”，該端不用時應接高電平。3 硬件電路 多諧振蕩器的設計 555 多諧振蕩器電路設計555 定時器是一種模擬和數(shù)字功能相結合的中規(guī)模集成器件，其電源電壓范圍寬，可在 ～16V 工作，輸出驅(qū)動電流約為 200mA，其輸出可與 TTL、CMOS 或者模擬電路電平兼容。寫指令：輸入：RS=L,RW=L, D0D7= 指令碼，E=高脈沖 輸出：無。綜合考慮，本次設計選用 2 行 16 位顯示器 LCD1602 作為顯示屏。液晶層中的液滴都被包含在細小的單元格結構中，一個或多個單元格構成屏幕上的一個像素。其不足主要是色彩表現(xiàn)比 CCFL 差，所以專業(yè)繪圖 LCD 大都仍采用傳統(tǒng)的 CCFL 作為背光光源 [10]。CCFL 指用 CCFL（冷陰極熒光燈管）作為背光光源的液晶顯示器（LCD）。 顯示器選型. LCD 簡介LCD（Liquid Crystal Display）液晶顯示器。5AVCC AVCC是A/D轉換器、端口 C(3..0)及ADC (7..6)的電源。若RSTDISBL熔絲位未編程， PC6 作為復位輸入引腳。GND 地。在更新應用 Flash 存儲區(qū)時引導 Flash 區(qū)(Boot Flash Memory)的程序繼續(xù)運行，實現(xiàn)了 RWW 操作。其引腳圖如圖 2 所示。因此，ATmega16 可以達到接近 1MIPS/MHz 的性能，運行速度比普通 CISC 單片機高出 10 倍。但由于采用了小引腳封裝（為 DIP 40 和 TQFP/MLF32），所以其價格僅與低檔單片機相當，再加上 AVR 單片機的系統(tǒng)內(nèi)可編程特性，使得無需購買昂貴的仿真器和編程器也可進行單片機嵌入式系統(tǒng)的設計和開發(fā) [6]。方案三，此方案時將電容值通過 RC 振蕩，將電容值轉換為穩(wěn)定的頻率值，便于單片機檢測，且測量精度較高，便于實現(xiàn)自動化測量。這個可以用單片機來測，理論上可以從測的值可以為 N 多個，大大超過前面所講述的。方案二：利用放電時間比率來測電容本方案時利用其測量原理是把被測電容和基準電容連接到同一電阻上，構成 RC網(wǎng)絡。2 方案設計 方案選擇方 案 一 ： 利 用 電 容 器 放 電 測 電 容本方案時利用電容器充電后，所帶電量 Q 與兩極板間電壓 U 和電容 C 之間滿足Q＝CU 的關系。 用單片機精確測量電容可以實現(xiàn)自動量程切換，避免操作失誤時卡住指針，損壞儀表，同時在測量時的精度也大有提高，同時可以實現(xiàn)自動記錄跟分析結果，操作十分方便，而且由單片機構成的應用系統(tǒng)有較大的可靠性，系統(tǒng)配置、擴展靈活。新工藝、新材料、新的制造技術催生了新的一代電子元器件,同時也促使電子測量技術和電公務員之家子測量儀器產(chǎn)生了新概念和新發(fā)展趨勢 [5]。在現(xiàn)代實驗室和電子設備維修中，電容是不可缺少的電子元器件，而因電容導致的電路故障也占多數(shù)，電容的檢測和更換維修常常需要工具，直接測量其電容值是判斷電容好壞的重要參數(shù)，一般測量工具無法測量電容容值，不能夠滿足當代測量工具自動化和智能化的要求。 Multivibrator.1 本論文的國內(nèi)外研究動態(tài)目前，隨著電子工業(yè)的發(fā)展，電子元器件急劇增加，在當今的電子測試領域，電容的測量已經(jīng)在測量技術和產(chǎn)品研發(fā)中應用十分廣泛。本 設 計 以 Atmega16 單 片 機 為 核 心 ， 通 過 555 定 時 器 組 成 的 多 諧 振 蕩 器 ， 能 自 動 測 量50pF1000uF 的 電 容 值 ， 測 量 精 度 為 177。隨著模塊化和虛擬技術的發(fā)展，為中國的測試測量儀器行業(yè)帶來了新的契機，加上各級政府日益重視，以及中國自主應用標準研究的快速進展，都在為該產(chǎn)業(yè)提供前所未有的動力和機遇。測試儀器行業(yè)目前已經(jīng)越過低谷階段，重新回到了快速發(fā)展的軌道，尤其最近幾年，中國本土儀器取得了長足的進步，特別是通用電子測量設備研發(fā)方面，與國外先進產(chǎn)品的差距正在快速縮小，對國外電子儀器巨頭的壟斷造成了一定的沖擊。電 容 測 量 儀是 當 前 實 驗 室 較 為 缺 少 的 儀 器 ， 在 某 些 試 驗 過 程 中 ， 常 常 需 要 知 道 電 容 值 ， 而 普 通 萬 用表 不 具 備 此 功 能 。 LCD liquid crystal display。測試儀器行業(yè)目前已經(jīng)越過低谷階段，重新回到了快速發(fā)展的軌道，尤其最近幾年，中國本土儀器取得了長足的進步，特別是通用電子測量設備研發(fā)方面，與國外先進產(chǎn)品的差距正在快速縮小，對國外電子儀器巨頭的壟斷造成了一定的沖擊 [5]。進入 21 世紀以來,科學技術的發(fā)展已難以用日新月異來描述。當然，這些測量也可以用單片機來實現(xiàn)，并獲得許多輔助功能如自動量程切換、自動記錄和分析測試結果、于上位電腦接口實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送、自動平衡。不僅測量精度高、便于使儀表實現(xiàn)自動化。由 C＝Q／U 可求出電容器的電容值。方案三：利用單片機測脈沖來測時間常數(shù) RC 再計算電容本方案時利用其測量原理是把被測電容和電阻串聯(lián)，構成 RC 網(wǎng)絡，然后可利用這個時間常數(shù)去弄個振蕩器，調(diào)好振蕩信號的波形然后開始計數(shù)脈沖值，可能的周期為 T=A0RC，A0為一個常數(shù)，可通過周期可以計算出 C 的值。超出此范圍時，誤差較大，且此測量方法范圍太小。電容信號調(diào)理電路A t m e g a 1 6單片機L C D 顯示器圖 1 系統(tǒng)整體組成 芯片選型 單片機選型本設計選用 ATmega16 單片機，它的芯片內(nèi)部集成了較大容量的存儲器和豐富強大的硬件接口電路，具備 AVR 高檔單片機 Mega 系列的全部性能和特點。這種結構提高了代碼效率，使得大部分指令的執(zhí)行時間僅為一個時鐘周期。512 字節(jié) EEPROM，1K 字節(jié) SRAM，32 個通用 I/O 口線，32 個通用工作寄存器，三個具有比較模式的靈活的定時器/計數(shù)器(T/C), 片內(nèi) /外中斷，可編程串行 USART，面向字節(jié)的兩線串行接口，10 位 6 路(8 路為 TQFP 與 MLF 封裝)ADC，具有片內(nèi)振蕩器的可編程看門狗定時器，一個 SPI 串行端口，及五種可以通過軟件進行選擇的省電模式 [6]。片內(nèi) ISPFlash 允許程序存儲器通過 ISP 串行接口，或者通用編程器進行編程，也可以通過運行于 AVR 內(nèi)核之中的引導程序進行編程。PB0(XCK/T0)1 PB1(T1 )2PB23 PB34PB45 PB56PB67 PB78RESET9 VCC10GND11 XTAL212XTAL113 PD014PD115 PD216PD317 PD418PD519 PD620 PD7 21PC0 22PC123PC2 24PC3 25PC426PC5 27PC6 28PC729AVCC 30GND 31AREF32PA7 33PA6 34PA535PA4 36PA3 37PA238PA1 39PA0 40圖 2 Atmega16 引腳圖 引腳說明：表 1 單片機引腳VCC 數(shù)字電路電源。PC6/RESET若RSTDISBL熔絲位編程，PC6作為I/O 引腳使用。持續(xù)時間超過最小門限時間的低電平將引起復位。為模擬電源 且作為10位ADC通道。 LCD 的類型按照背光源的不同，LCD 可以分為 CCFL 和 LED 兩種。LED 的優(yōu)勢是體積小、功耗低，因此用 LED 作為背光源，可以在兼顧輕薄的同時達到較高的亮度。背光板發(fā)出的光線在穿過第一層偏振過濾層之后進入包含成千上萬液晶液滴的液晶層。當 LCD 中的電極產(chǎn)生電場時，液晶分子就會產(chǎn)生扭曲，從而將穿越其中的光線進行有規(guī)則的折射，然后經(jīng)過第二層過濾層的過濾在屏幕上顯示出來 [11]。VSS1VCC2VEE3RS4R/W5E6DB07DB18DB29DB310DB411DB512DB613DB714A15K16圖 3 LCD1602 引腳圖LCD1602 的引腳定義如表 1：表 2 LCD1602 引腳定義表編號 符號 引腳說明 編號 符號 引腳說明1 VSS 電源地 9 D2 Data I/O2 VDD 電源正極 10 D3 Data I/O3 VL 液晶顯示偏壓信號 11 D4 Data I/O4 RS數(shù)據(jù)/命令選擇端（H/L ）12 D5 Data I/O5 R/W 讀/ 寫選擇端（H/L） 13 D6 Data I/O6 E 使能信號 14 D7 Data I/O7 D0 Data I/O 15 BLA 背光源正極8 D1 Data I/O 16 BLK 背光源負極1602 主要參數(shù)：表 3 LCD1602 主要參數(shù)顯示容量： 162 字符芯片工作電壓： —.5V工作電流： （ ）7最佳模塊工作電壓： 字符尺寸： （WXH）mm基本操作時序：讀狀態(tài)：輸入：RS=L,RW=H,E=H 輸出：D0―D7=狀態(tài)字。RS=H,RW=L,D0D7=指令碼，E= 高脈沖 輸出：無。3 OUT（輸出） 輸出高電平（+VCC）或低電平4 RESET(復位)是直接清零端。6 THR（閥值） TH 高觸發(fā)端7 DIS(放電) 放電端。電容 在 1/3VCC 和 2/3VCC 之間充放電（占空比為 ），其波形X如圖 6，輸出信號的時間參數(shù)為 : 式 30PLHT?? 式 式 32L69 式 33)]65(/[)]65([1)( RCRCTf XX?????根據(jù)設計要求 為 50pF10uF 的 電 容 值XC圖 6 多諧振蕩產(chǎn)生的波形由式 33 所示，設計要求能夠測量 50pf10uF 的值，下面按 pF、nF、uF 將