【正文】 片的Y1~Y5。3 腳則與一個(gè)阻值為 10KV 的可調(diào)電阻相接，用于對(duì)顯示屏的明暗度進(jìn)行調(diào)節(jié)。DB9 接頭在本電路中使用到三條接口，2 腳接 RXD，3 腳接 TXD，5 腳接 VCC。按鍵電路則由兩個(gè)獨(dú)立按鍵組成。接著讀出計(jì)數(shù)器 0 的值，進(jìn)行計(jì)算，適當(dāng)?shù)恼{(diào)整后，輸出到 LCD 上顯示。通過檢測，電容如有剩余電量，則通過單片機(jī)選通放電三極管 Q7，將電容上的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專業(yè)紙 10 電放掉，放電完畢之后。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB 設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺(tái)，其處理器模型支持805HC1PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC3AVR、ARM、8086 和 MSP430 等，2022 年又增加了 Cortex 和 DSP 系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。C51 已被完全集成到 uVision2 的集成開發(fā)環(huán)境中，這個(gè)集成開發(fā)環(huán)境包含：編譯器，匯編器，實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，項(xiàng)目管理器，調(diào)試器。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專業(yè)紙 8 軟件設(shè)計(jì) C 簡介C 語言是一種計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語言，它既具有高級(jí)語言的特點(diǎn)，又具有匯編語言的特點(diǎn)。特點(diǎn)如下：：3V32V：最大 100mA畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專業(yè)紙 7 74LS138 譯碼器芯片圖 24 74LS138 實(shí)物圖74LS138 為 3 線－8 線譯碼器共有 54LS138 和 74LS138 兩種型式，其主要電特性的典型值如下：74LS138 傳播延遲時(shí)間 22ns 功耗 ：當(dāng)一個(gè)選通端（G1）為高電平，另兩個(gè)選通端（/(G2A)和/(G2B)）為低電平時(shí)，可將地址端（A、B、C）的二進(jìn)制編碼在一個(gè)對(duì)應(yīng)的輸出端以低電平譯出。液晶顯示器的分類液晶顯示的分類方法有很多種，通?？砂雌滹@示方式分為段式、字符式、點(diǎn)陣式等。XTAL2（18 引腳）：振蕩器反相放大器的輸入端。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。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。PCB 印制板圖繪制。所以，可以直接對(duì)電容量進(jìn)行測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。 課題選題背景 在設(shè)計(jì)的過程中，往往需要用到很多電容，電阻等器件。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，用它來產(chǎn)生相移；在照相閃光燈中，用它來產(chǎn)生高能量的瞬間放電等等。在實(shí)際操作中，對(duì)電容的測量存在許多麻煩，數(shù)值的表現(xiàn)也不夠直觀。電容在工業(yè)生產(chǎn)中相當(dāng)常見，在電子教學(xué)過程當(dāng)中也很常見。具體實(shí)現(xiàn)了通過按鍵改變系統(tǒng)狀態(tài)對(duì)不同電容測量其電容值及顯示的功能。本設(shè)計(jì)以 STC89C52 單片機(jī)為控制器，通過單片機(jī)測量電容的充電時(shí)間來計(jì)算電容值。因此，設(shè)計(jì)可靠、安全、便捷的電容測試儀具有極大的現(xiàn)實(shí)必要性。在實(shí)際操作中，對(duì)電容的測量也存在許多麻煩，數(shù)值的表現(xiàn)也不夠直觀。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，通過電源給被測電容器充電，充電開始給單片機(jī)一個(gè)信號(hào)使單片機(jī)開始計(jì)數(shù)，充電到基準(zhǔn)電壓值后通過比較器給單片機(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。形成最終的 PCB 圖。空閑模式下，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。 RST（9 引腳）：復(fù)位輸入。 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，它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的點(diǎn)陣型液晶模塊。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專業(yè)紙 6 其工作特性如下： 或 5V 工作電壓，對(duì)比度可調(diào) 內(nèi)含復(fù)位電路 提供各種控制命令,如：清屏、字符閃爍、光標(biāo)閃爍、顯示移位等多種功能 有 80 字節(jié)顯示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 DDRAM 內(nèi)建有 192 個(gè) 5X7 點(diǎn)陣的字型的字符發(fā)生器 CGROM 8 個(gè)可由用戶自定義的 5X7 的字符發(fā)生器 CGRAM LM324 運(yùn)算放大器芯片圖 23 LM324 實(shí)物圖LM324 由四個(gè)獨(dú)立的，高增益，內(nèi)部頻率補(bǔ)償運(yùn)算放大器構(gòu)成，其中專為從單電源供電的電壓范圍經(jīng)營。其工作原理如下：①當(dāng)一個(gè)選通端（E1）為高電平，另兩個(gè)選通端（(/E2))和/(E3)）為低電平時(shí)，可將地址端（A0、AA2）的二進(jìn)制編碼在 Y0 至 Y7 對(duì)應(yīng)的輸出端以低電平譯出。由于沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn), 使得這些 C 語言之間出現(xiàn)了一些不一致的地方。在開發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級(jí)語言的優(yōu)勢。它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。然后單片機(jī)等待外部中斷 0 的發(fā)生。本系統(tǒng)的電路板總體結(jié)構(gòu)框圖。電容測量電路則由 LM324 芯片和電容測量電路構(gòu)成。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專業(yè)紙 13 液晶顯示電路模塊分析圖 34 液晶顯示電路原理圖該電路使用 LCD1602 液晶顯示屏用作顯示輸出。當(dāng)所測電容中存有剩余電量時(shí)，74LS138 芯片 Y0 口輸出一個(gè)低電平，電路將接通放電電路。在本電路中，其工作原理：測量開始由單片機(jī)控制譯碼電路給被測電容放電，放電完成后再有單片機(jī)控制譯碼電路選擇充電電阻來完成量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換。測量電路以電容的充電規(guī)律作為測量依據(jù)，電源電壓 E 給被測電容 Cx 充電，Cx兩端電壓隨充電時(shí)間的增加而上升。工作過程如下：首先，通過單片機(jī)使 74LS138 芯片選通放電三極管 Q７，將電容上的電放掉，單片機(jī)控制 74LS138 芯片選通 Q1Q5 中的一個(gè)三極管，經(jīng)過一定的電阻，對(duì)電容進(jìn)行充電，同時(shí)，打開單片機(jī)的計(jì)數(shù)器 0，開始計(jì)數(shù)。在電路對(duì)電容進(jìn)行充電時(shí)，LM324 用來將所充的電量和額定的電壓做比較。系統(tǒng)簡化規(guī)范了發(fā)布設(shè)計(jì)項(xiàng)目的流程，或者更具體地說，是那些項(xiàng)目中定義的配置， 直觀，簡潔而且穩(wěn)定。對(duì)我在原理圖的設(shè)計(jì)過程中，提供了很大的方便。使用作圖軟件 Altium Designe 自己繪制相關(guān)元器件及器件庫，具體的操作步驟如下：畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專業(yè)紙 21 圖 42 原理圖庫創(chuàng)建創(chuàng)建原理圖庫后，可以對(duì)本設(shè)計(jì)所需的元器件進(jìn)行制作和編輯。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專業(yè)紙 24 圖 47 元器件清單截圖 仿真及萬能板電路焊接、調(diào)試 Proteus 的仿真在本系統(tǒng)設(shè)計(jì)初期，通過 Proteus 軟件對(duì)電路進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。當(dāng)仿真進(jìn)行時(shí)，電路各個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓都產(chǎn)生了不同。下圖為驗(yàn)證 LM324 供電的實(shí)物圖：圖 412 檢測電路實(shí)物截圖本系統(tǒng)設(shè)計(jì)當(dāng)中，通過萬能板的焊接做成了初期的硬件，用于對(duì)程序的調(diào)試。（5） Paste mask layer(防護(hù)層) 它和阻焊層的作用相似,不同的是在機(jī)器焊接時(shí)對(duì)應(yīng)的表面粘貼式元件的焊盤。布局結(jié)果的好壞將直接影響布線的效果，因此可以這樣認(rèn)為，合理的布局是 PCB 設(shè)計(jì)成功的第一步。地線應(yīng)盡量寬，最好使用大面積覆銅，這對(duì)接地點(diǎn)問題有相當(dāng)大的改善。所以我們得先進(jìn)行規(guī)則和約束的設(shè)置。這是衡量一塊電路板是否合格的標(biāo)準(zhǔn)。覆銅需要處理好幾個(gè)問題：一是不同地的單點(diǎn)連接，做法是通過 0 歐電阻連接；二是晶振附近的覆銅，電路中的晶振為一高頻發(fā)射源，做法是在環(huán)繞晶振敷銅，然后將晶振的外殼另行畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專業(yè)紙 34 接地。 加焊錫 焊錫加焊盤上（而不是僅僅加在元件引腳上），待焊盤溫度上升到使焊錫絲熔化的溫度，焊錫就自動(dòng)熔化。電容量的測量是電子測量中最基本的參數(shù)測量，要求有一定的精確度，同時(shí)要求測量的量程要寬，測量的速度要快。通過一段時(shí)間的硬件選型，設(shè)計(jì)，軟件編寫及調(diào)試取得了滿意的結(jié)果。最后，衷心地感謝在百忙之中評(píng)閱論文和參加答辯的各位老師?？讖酱笮≡O(shè)置的不合理也給后期的焊接添加了不小的麻煩?；趩纹瑱C(jī)的電容測試儀的實(shí)現(xiàn)和研究過程。 冷卻 在冷卻過程中不要移動(dòng)插件元件畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專業(yè)紙 36 在外觀檢查結(jié)束以后認(rèn)為連線無誤，在通過使用萬用表對(duì)電路進(jìn)行精確的檢查后，才可進(jìn)行通電檢查，這是檢驗(yàn)電路性能的關(guān)鍵。吸錫器：吸錫器實(shí)際是一個(gè)小型手動(dòng)空氣泵，壓下吸錫器的壓桿，就排出了吸錫器腔內(nèi)的空氣；釋放吸錫器壓桿的鎖鈕，彈簧推動(dòng)壓桿迅速回到原位，在吸錫器腔內(nèi)形成空氣的負(fù)壓力，就能夠把熔融的焊料吸走。這些都要在保證電器性能和滿足其他要求的情況下得以實(shí)現(xiàn)。在 PCB 的設(shè)計(jì)過程中，布線一般有三種層次的劃分：首先是布通。所以，線密度應(yīng)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專業(yè)紙 32 視焊接工藝的水平來確定。 ：小小的接點(diǎn)不知有多少工程技術(shù)人員對(duì)它做過多少論述，足見其重要性。圖 415 層堆棧管理器窗口如果查看 PCB 工作區(qū)的地步，會(huì)看見一系列的標(biāo)簽。圖 413 萬能板實(shí)物截圖 PCB 印制板設(shè)計(jì)與制作 設(shè)置 PCB 設(shè)計(jì)環(huán)境在從原理圖編輯器轉(zhuǎn)換到 PCB 編輯器之前，需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)有最基本輪廓的空白 PCB 文件。圖 411 Multisim 仿真截圖 焊接萬能板在萬能板焊接的初期，對(duì)電源的 5V 輸入能否滿足其正常工作所需的電壓做了一些實(shí)驗(yàn)對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證。它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語言輸入方式，具有豐富的仿真分析能力。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專業(yè)紙 22 圖 44 原理圖庫參數(shù)設(shè)置對(duì)編輯器進(jìn)行參數(shù)的設(shè)置，其中包括界面的大小，顏色以及網(wǎng)格的應(yīng)用等等。6. 原理圖錯(cuò)誤檢查及修改對(duì)所構(gòu)成的原理圖進(jìn)行連線的檢查，檢查是否有連接錯(cuò)誤或者沒連接成功的情況，還有對(duì)元器件的管腳是否有接錯(cuò)的情況。3. 元器庫構(gòu)建及裝載畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專業(yè)紙 20 根據(jù)電路原理圖內(nèi)容的需要，自己制作元器件庫以及加入了其他可使用的器件庫。 Altium Designer 包含所有設(shè)計(jì)任務(wù)所需的工具：原理圖和 HDL 設(shè)計(jì)輸入、電路仿真、信號(hào)完整性分析、PCB 設(shè)計(jì)、基于 FPGA 的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開發(fā)。本電路通過一個(gè)電壓比較器來檢測電容充電的終止。例如，設(shè)電阻 R 的阻值為 1 k。通過每次充電的所需的時(shí)間，從中選取一個(gè)最為合適的作為最終選定量程。量程轉(zhuǎn)換電路有 5 個(gè)三極管與若干不同阻值的電阻構(gòu)成。NCU要寫入指令時(shí)，使 RS 為低電平；MCU 要寫入數(shù)據(jù)時(shí)，使 MCU 為高電平。1 腳接 VCC， 腳接 ：I/PAC：100240V,AC:5060Hz. 串口通信電路模塊分析圖 33 串口通信電路原理圖該電路由 DB9 接頭和 MAX232 芯片構(gòu)成。串口通信電路則包括了 Max232 芯片，DB9 接頭。 發(fā)出充電完成信號(hào)到中斷 0 端口，單片機(jī)響應(yīng)中斷，停止計(jì)數(shù)器 0，并關(guān)閉充電電路，接通放電電路。 系統(tǒng)工作原理 圖 25 系統(tǒng)工作原理圖本電路在加入待測電容后，系統(tǒng)將對(duì)加入的電容檢測是否存有剩余電量。 PROTEUS 簡介Proteus 是世界上著名的 EDA 工具(仿真軟件)，從原理圖布圖、代碼調(diào)試畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專業(yè)紙 9 到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到 PCB 設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。C51 編譯器的功能不斷增強(qiáng)，使你可以更加貼近 CPU 本身，及其它的衍生產(chǎn)品。④可用在 8086 的譯碼電路中，擴(kuò)展內(nèi)存。15V 電源標(biāo)準(zhǔn)的 5V 電源電壓。液晶顯示器具有厚度薄、適用于大規(guī)模集成電路直接驅(qū)動(dòng)、易于實(shí)現(xiàn)全彩色顯示的特點(diǎn)，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在便攜式電腦、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、PDA 移動(dòng)通信工具等眾多領(lǐng)域。對(duì)端口寫入 1 時(shí)，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，這時(shí)可用作輸入口。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。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。其中所應(yīng)用到的創(chuàng)建項(xiàng)目、建立庫文件、設(shè)置電路圖紙尺寸以及版面、添加元件庫、放置元器件、元器件布線、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。所以回收利用不僅是一種節(jié)約也是一種環(huán)保?？梢韵胂笠窃谏a(chǎn)生活中沒有了電容，生產(chǎn)無法繼續(xù)生活將缺少太多的色彩。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)的開發(fā)和研究中也是一個(gè)非常普遍和常用的測量參數(shù)。 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）專業(yè)紙 III Key words: Single chip microputer，Capacitance test，LCD1602畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專業(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。電容量的測量是電子測量中最基本的參數(shù)測量，要求有一定的精確度，同時(shí)要求測量的量程要寬，測量的速度要快。論文論述了該課題的硬件設(shè)計(jì)部分，其中重點(diǎn)論述了結(jié)合系統(tǒng)各功能及系統(tǒng)原理，初步構(gòu)想原理圖，電路原理論證之后，通過 Alt