【正文】 11 0 K+ 5 VX1C R Y S T A LC21nFC41nF 圖 23 單片機工作電路 由圖 23 可知， 9 腳外接的是按鍵復位電路， 18,19 腳外接的是晶振電路，這樣，就構(gòu)成了單片機正常工作的必備電路。當 VCX 上升到電源電壓的三分之二后 , 比較器 OP1翻轉(zhuǎn) , 使得 R = 0。復位之后 , G3的輸出為高電平 , 三極管 T 處于飽和狀態(tài) , 待測電容 CX 被短路。測量過程中 , 通過控制單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的充電電阻阻值 , 實現(xiàn)10pF~ 500uF 范圍內(nèi)電容的測量。 為實現(xiàn)該設計，達到相應的設計要求， 本次設計中考慮了 三種設計方案，三種設計方案中主要區(qū)別在于硬件電路和軟件設計的不同，對于本設計 ， 三種方案均能夠?qū)崿F(xiàn)，最后根據(jù)設計要求、可行性和設計成本的考慮選擇了基于 STC89C52單片機和 555芯片構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路 測量電容的 方案。 單片機 。 本設計詳細 介紹了一種基于單片機的數(shù)字式電容測量儀設計方案 及實現(xiàn)方法 。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集 體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。 涉密論文按學校規(guī)定處理。 【 關(guān)鍵詞 】 電容測量 。 ④ 顯示測量結(jié)果，測量誤差小于 20%。在計數(shù)控制時間 Tc等參數(shù)合適的條件下，數(shù)碼管顯示器的數(shù)字 N 與 Cx的大小可符合題中所要求的函數(shù)關(guān)系。 圖 21 系統(tǒng)測量原理圖 由圖 21可知 , NE555 定時器內(nèi)部主要由電阻分壓器、電壓比較器 OP1 ~ OP2 、與非門G1 ~ G輸出緩沖反相器 G 4 和集電極開路的三極管 T 組成。 VTR 電平變低后 , 比較器 OP 2 的輸出為低電平。 圖 22 工作時序圖 根據(jù) RC 暫態(tài)電路理論可知 , TW 的時間寬度計 算公式為： TW = ln3RCX = 1. 1RCX 由該公式可知 ,單穩(wěn)態(tài)的暫態(tài) 1 持續(xù)時間與待測電容 CX 的容量成正比 。而利用中斷，可以直接在中斷函數(shù)中產(chǎn)生一個固定時間的低脈沖 ， 保證了測量條件，避免發(fā)生錯誤 。如圖 29 所示。 總體程序較長，但并不復雜，可根據(jù)需要重點看主函數(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分析。 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 原理圖設計及 PCB 制作 原理圖設計 圖 211 原理圖設計 19 PCB制作 圖 212 PCB 設計 在此并沒有布雙層板，紅色的線僅僅只是為了標志出跳線。 圖 214 100nf 的電容實物 21 圖 215 100nf 電容正常測試 圖 216 量程錯誤情況下的測試 測量 的電容 再以測試 電容為例，測試結(jié)果如圖 218 所示。因此有 : 系統(tǒng)采用的標準計數(shù)脈沖來自單片機內(nèi)核時鐘 , 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。而這種芯片，也是通過查閱很久的資料才查到的，從 CD4052 到繼電器也走了不少彎路，最后權(quán)衡各個方面，選擇了易于控制的內(nèi)阻很低的繼電器。在思想上，更加明白的堅持不懈的重要性，學習探索的重要性，實踐動手的重要性。i++) { 。 //定義端口 sbit RW = P2^1。 void dispchar1(unsigned char *p)。 delay_us(5)。 EN_CLR。 LCD_write_(0x08)。 for(i=0。 while(*p != 39。 } void dispchar2(unsigned char *p) // 第二行顯示需要顯示的提示字符串 { lcd_pos(0x40)。\039。)。 0x01 == 1) { enddat = enddat | 0x01。 sbit con1 = P0^0。 // 量程提示燈 sbit led2 = P2^4。 // 表示不同的檔位 unsigned char flag。 // 數(shù)據(jù)處理函數(shù) void keyscan()。 } void init_INT1 () // 定時器 0 初 始化 { EA = 1。 // 初始化 init_INT1()。 need = 0。 } else if(tw=100 amp。 } 35 } void timer0() interrupt 1 // 定時器 0 中斷 用于超量程提示 { ledclc = 0。 tr = 1。)。 39。 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。 } temp[0] = c / 100000。 if(key1 == 0) // b3 按下 { while(key1==0)。 } } if(key2 == 0) // b4 按下 38 { delay_ms(10)。 dispchar2(zimu4)。 dispchar1(zimu3)。 ledclc = 1。 } if(2 == R) { led1 = 1。 } if(4 == R) { led1 = 0。 學位論文作者（本人簽名）： 年 月 日 學位論文出版授權(quán)書 本 人及導師完全同意《中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫出版章程》、《中國優(yōu)秀 碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫出版章程》 (以下簡稱“章程” )，愿意將本人的學位論文提交“中國學術(shù)期刊（光盤版）電子雜志社”在《中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫》、《中國優(yōu)秀碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫》中全文發(fā)表和以電子、網(wǎng)絡形式公開出版，并同意編入 CNKI《中國知識資源總庫》，在《中國博碩士學位論文評價數(shù)據(jù)庫》中使用和在互聯(lián)網(wǎng)上傳播，同意按“章程”規(guī)定享受相關(guān)權(quán)益。 首先非常感謝學校開設這個課題，為本人日后從事計算機方面的工作提供了經(jīng)驗，奠定了基礎。從他身上，我學到了許多能受益終生的東西。感謝老師四年來對我孜孜不倦的教誨，對我成長的關(guān)心和愛護。在論文的撰寫過程中老師們給予我很大的幫助，幫助解決了不少的難點，使得論文能夠及時完成，這里一并表示真誠的感謝。四年的風風雨雨，我們一同走過，充滿著關(guān)愛，給我 44 留下了值得珍藏的最美好的記憶。 其次，我要感謝大學四年中所有的任課老師和輔導員在學習期間對我的嚴格要求，感謝他們對我學習上和生活上的幫助，使我了解了許多 專業(yè)知識和為人的道理，能夠在今后的生活道路上有繼續(xù)奮斗的力量。本次畢業(yè)設計是對我大學四年學習下來最好的檢驗。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本設計（論文）不含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。 led3 = 1。 40 led3 = 0。 dispchar2(zimu4)。 } } 39 if(key4 == 0) // b6 按下 { delay_ms(10)。 if(key3 == 0) { while(key3==0)。 R = 2。 // 10M 的電阻 量程 10pf~ 5000pf(5nf) con1 = 1。 // 百位 temp[2] = c / 1000 % 10。 LCD_write_Data(39。 39。 39。)。)。 LCD_write_Data(39。 LCD_write_Data(39。p39。 // 表示需要測量 ledclc = 1。 tr = 1。 ledclc == 1) //量程太低 { dispchar3(zimu5)。 // 開外部中斷 1 } else // 反之，證明沒有計數(shù)，無電容，默認值 tw 置 0 { tw = 0。 dispchar1(zimu3)。 // 下降沿觸發(fā) EX1 = 1。 // 量程指示燈 函數(shù) void init_timer0() // 定時器 0 初始化 { TMOD = 0x09。 // 存放電容值的各個位 unsigned char zimu1[] = range is higher。 sbit led4 = P2^6。 sbit con3 = P0^2。 } mda = mda 1。 unsigned char i。 p++。\039。) { LCD_write_Data(*p)。i++) { if(4==i) { LCD_write_Data(0x2e)。 // 顯示清屏 LCD_write_(0x06)。 // 顯示模式設置 delay_ms(5)。 } void LCD_write_Data(unsigned char Data) { RS_SET。 void dispchar3(unsigned char *p)。 define RS_CLR RS=0 define RS_SET RS=1 define RW_CLR RW=0 define RW_SET RW=1 define EN_CLR EN=0 define EN_SET EN=1 unsigned char pro_data(unsigned char mda)。 26 for(。 void delay_ms(uint t)。 可是，在后續(xù)的設計中，沒有意識 到繼電器的驅(qū)動問題，就直接將他接于單片機的 P0口，板子做出來之后，才發(fā)現(xiàn) 24 無法驅(qū)動繼電器，使繼電器吸合。如采用 12M 的晶振 , 可獲得 1MHz 的標準計數(shù)脈沖 , 量化產(chǎn)生的最 大誤差為 1 微秒。比較結(jié)果如表 31。 20 3 系統(tǒng)測試 由于該作品需實現(xiàn)的功能僅為 測電容，在此不列出其他的測試。 系統(tǒng)采用單片機片內(nèi) 16 位的定時器測量 TW 的寬度 , 標準計數(shù)脈沖的周期為 1 微秒時 , 18 為確保計數(shù)器不發(fā)生溢出 , 要求 TW 65 毫秒。 P1.7P1.6P1.5P1.4P1.3P1.2P1.1P1.0P2.2P2.1P2.0D714D