【正文】 ................ 25 6 1 系統(tǒng)方案設(shè)計 設(shè)計說明及要求 設(shè)計說明 框圖中的外接電容是 定時電路中的一部分。 設(shè)計的主要方法是 采用 555芯片構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 ,將電容容量轉(zhuǎn)換為脈沖寬度 。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。同時，本設(shè)計注重設(shè)計方法及流程，首先根據(jù)原理設(shè)計電路，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。 ② 被測電容的容量在 F 至 100μ F 范圍內(nèi) ③ 設(shè)計兩個的測量量程。圖中壓控振蕩器輸出矩形波，它的頻率 fx與 Ux 成正比，而 Ux與被測電容 Cx成正比，因而 fx與 Cx成正比。 NE555 定時器芯片的 6 腳與 7 腳相連 , 與電阻 R 和待測電容 CX 組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路。工作時序圖如圖 22 所示。因此 , 要保證 T1 11 TW 。 13 I NT 0P 3 . 7THR4DC7Q3GND1VCC8TR2TH6CV5U2NE 5 5 5C21nF+ 5 VCXR22kC44 .7 u fR81 0 0 圖 24 555 芯片與單片機的連接 低脈沖產(chǎn)生電路 如圖 25 所示，按鍵接于 口，即外部中斷 1接口，因此低脈沖是利用中斷實現(xiàn)的， 口產(chǎn)生低脈沖，可在軟件中的外部中斷 1 函數(shù)中實現(xiàn)，整個過程為，需要測量時，按鍵，產(chǎn)生外部中斷，利用外部中斷，用軟件再在 口產(chǎn) 生一個低脈沖，之所以利用中斷實現(xiàn)該功能，是為了增加產(chǎn)品的可靠性，因為按鍵的時間是比較長的，直接用按鍵產(chǎn)生低脈沖可能導(dǎo)致 T1 Tw ， 導(dǎo)致測量錯誤。當(dāng)然，也可以利用典型的三極管驅(qū)動來實現(xiàn)，雖然選擇的是芯片實現(xiàn)驅(qū)動，在這里也將典型的三極管驅(qū)動電路列于此。 具體程序見附錄二 。系統(tǒng)分為四個量程 , 可測量 10pF ~ 500uF 的電容。若量程選擇錯誤，測試結(jié)果如圖 216 所示。 電容測量的誤差主要由 NE555 定時器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路的非線性誤差 T 、計數(shù)器的量化誤差 ? N 和標(biāo)準(zhǔn)計數(shù)脈沖的頻率偏移 TC 產(chǎn)生 [2] [ 3] 。于是想到可以由用戶按鍵通知單片機選擇量程，用單片機控制某種芯片來選擇不同的路徑，從而引入不同的電阻。實踐方面，提高了動手能力，提高了解決實際問題的能力等等。i12。 } } } (c) 程序清單： ifndef __1602_h__ define __1602_h__ include sbit RS = P2^2。 27 void disp(unsigned char *p)。 P1 = 。 delay_us(5)。 LCD_write_(0x38)。 lcd_pos(0x43)。 } } void dispchar1(unsigned char *p) // 第一行顯示需要顯示的提示字符串 { lcd_pos(0x00)。)。 30 while(*p != 39。 39。 if(mda amp。 // 產(chǎn)生一個低電平脈沖 // 超量程提示燈 sbit ledclc = P2^7。 sbit led1 = P2^3。 // 需要測量時置 1，一次測量結(jié)束置 0 unsigned char R。 void process(unsigned long int c)。 TR0 = 1。 init_timer0()。 // 一次結(jié)束，計時器清零 TL0 = 0x00。 // 量程太高 ledclc = 0。 } keyscan()。 while(a)。 39。 LCD_write_Data(39。 LCD_write_Data(39。)。 // 擴大了一百倍 單位 c = tw/500 uf lcd_pos(0x4a)。f39。 } if(R == 4) //100 歐姆 的電阻 量程 50uf ~ 500uf { c = c /100。 37 LCD_write_Data(39。)。 } void keyscan() { if(key1 == 0) { delay_ms(10)。 dispchar2(zimu4)。 dispchar1(zimu3)。 ledclc = 1。 con3 = 0。 led4 = 0。 led4 = 1。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。 （保密論文在解密后遵守此規(guī)定 ） 作者簽名 : 二〇 一 〇年 九 月 二十 日 43 致 謝 時間飛逝，大學(xué)的學(xué)習(xí)生活很快就要過去，在這四年的學(xué)習(xí)生活中，收獲了很多，而這些成績的取得是和一直關(guān)心幫助我的人分不開的。郭謙功老師淵博的知識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)和誨人不倦的態(tài)度給我留下了深刻的印象。 回首四年，取得了些許 成績，生活中有快樂也有艱辛。他無論在理論上還是在實踐中，都給與我很大的幫助，使我得到不少的提高這對于我以后的工作和學(xué)習(xí)都有一種巨大的幫助，感謝他耐心的輔導(dǎo)。 在我的十幾年求學(xué)歷程里，離不開父母的鼓勵和支持，是他們辛勤的勞作，無私的付出，為我創(chuàng)造良好的學(xué)習(xí)條件，我才能順利完成完成學(xué)業(yè)，感激他們一直以來對我的撫養(yǎng)與培育。 另外，我還要感謝大學(xué)四年和我一起走過的同學(xué)朋友對我的關(guān)心與支持，與他們一起學(xué)習(xí)、生活，讓我在大學(xué)期間生活的很充實，給我留下了很多難忘的回憶。經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計，我的能力有了很大的提高，比如操作能力、分析問題的能力、合作精神、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)等方方面面都有很大的進(jìn)步。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和 集體均已在文中以明確方式標(biāo)明。 led4 = 1。 led4 = 1。 } } ledlight(R)。 if(key4 == 0) { while(key4==0)。 R = 3。 // 100k 的電阻 量程 5nf~ 500nf con1 = 0。 con3 = 1。 // 十位 temp[3] = c / 100 %10。 39。)。)。 LCD_write_Data(39。 LCD_write_Data(39。n39。 39。)。 // 關(guān)閉先前的超量程提示 EX1 = 0。 // tr 端一個負(fù)脈沖 a = 1。 ledclc = 0。 } 34 } ftemp = tw / 。 dispchar2(zimu4)。 } void main() 33 { ledclc = 1。 // gate 置 1，方式 1,16 位計時，定時器由 控制開斷 TH0 = 0x00。 //量程太高 unsigned char zimu2[] = The value of Cap。 unsigned int tw。 sbit key1 = P0^3。 } return enddat。 enddat = 0。 } lcd_pos(0x40)。) { LCD_write_Data(*p)。 p++。 29 } LCD_write_Data(39。 // 顯示光標(biāo)移動設(shè)置 delay_ms(5)。 LCD_write_(0x38)。 RW_CLR。 endif (d) 程序清單： include include void LCD_write_(unsigned char ) { RS_CLR。 void LCD_write_(unsigned char )。t0。 endif (b) 程序清單： include void delay_us(uint t) { uchar i。就這樣，一步一步，最后又選擇以 ULN2020 作為驅(qū)動。通過設(shè)置充電電阻 R 的阻值 , 使 TW 達(dá)到毫秒級時 , 量化誤差的影響非常小 , 可以忽略。 表 31 測量值與標(biāo)準(zhǔn)值比較 標(biāo)準(zhǔn)值 測量值 誤差 300pf 320pf % 100nf % % 100uf % 由表 31 中數(shù)據(jù)可知，平均誤差是 6%,低于設(shè)計擴展要求的 10%，測量范圍是10pf~500uf，滿足設(shè)計要求的 100pf~100uf。 測量 100nf 的電容 在此以 100nf 電容測試為例，演示整個測試過程。同時 , 為減小量化誤差對結(jié)果的影響 , 要求TW 1 微秒。 軟件設(shè)計 軟件編程平臺選擇最常用的 keil軟件。 P0.3P0.4P0.5P0.6 圖 26 鍵盤 電路 15 指示燈電路 如圖 27 所示，指示燈主要用于給用戶以提示，如當(dāng)前量程提示，超量程提示等等。具體電路如下： 12 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 FR