基于51單片機(jī)的電容測(cè)量?jī)x(編輯修改稿)
2025-07-25 00:21 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 一般這個(gè)值會(huì)比較大，必須校準(zhǔn)后才能測(cè)小電容。電解電容測(cè)量檔不需要校準(zhǔn)，校準(zhǔn)僅僅針對(duì)小電容。圖16 未校準(zhǔn)界面校準(zhǔn)只需在小電容檔（圖中界面），不接入測(cè)量電容時(shí)，按一下校準(zhǔn)（清零）按鈕（原理圖Btn2）即可， 會(huì)自動(dòng)清零（圖17所示）。圖17 校準(zhǔn)后界面在此以200PF電容測(cè)試為例，演示整個(gè)測(cè)試過(guò)程。校準(zhǔn)后，直接將小電容接在與GND 之間即可，圖18所示。第一行顯示測(cè)得的電容值，第二行顯示的是當(dāng)前LC振蕩電路的頻率。圖18 200PF測(cè)試結(jié)果 測(cè)量電解電容按一次功能切換按鈕(原理圖中Btn3)都會(huì)切換到測(cè)電解電容的狀態(tài)，然后根據(jù)S3彈起還是按下的狀態(tài)自動(dòng)識(shí)別測(cè)大電解還是測(cè)小電解電容。再次按下功能切換按鈕(原理圖中Btn3)會(huì)返回到測(cè)小電容的狀態(tài)。這就是功能切換按鈕的作用。除此之外，其它測(cè)量檔位單片機(jī)能根據(jù)SSS3按下還是彈起自動(dòng)識(shí)別，無(wú)需人為干預(yù)。S3 彈起時(shí)為測(cè)小電解檔，第一行顯示測(cè)量范圍，第二行顯示測(cè)得的電容值。圖19 圖20 220μF測(cè)試結(jié)果圖21 470μF測(cè)試結(jié)果 測(cè)量結(jié)果將測(cè)量的一系列電容的電容值與標(biāo)準(zhǔn)值比較。 測(cè)量值與標(biāo)準(zhǔn)值比較標(biāo)準(zhǔn)值測(cè)量值誤差200PF%%220μF%，平均誤差是7%,測(cè)量范圍是1PF~12000μF，滿足設(shè)計(jì)要求的10PF~。測(cè)量結(jié)果由液晶直觀顯示。綜合以上分析，該設(shè)計(jì)滿足整體設(shè)計(jì)要求。 誤差分析電容器 的容量的精確程度，基本上決定了整個(gè)測(cè)量過(guò)程的精度。應(yīng)該選用穩(wěn)定性好精度高的電容器，一般推薦使用云母電容器，買不到的話，獨(dú)石或CBB 的也都可以將就用。非線性誤差是由器件的非線性特性產(chǎn)生的, 可通過(guò)硬件參數(shù)修正和軟件算法補(bǔ)償來(lái)減小。4 結(jié)論與心得體會(huì)總之，通過(guò)一系列仿真和設(shè)計(jì)，數(shù)字式電容測(cè)量?jī)x還是比較成功的做出來(lái)了。一路下來(lái)還是比較坎坷，從原理到實(shí)物，從調(diào)試到調(diào)試成功，遇到了很多問(wèn)題，比如開關(guān)的選擇、電源濾波、三極管驅(qū)動(dòng)等等，其次，軟件設(shè)計(jì)也遇到了很多問(wèn)題，通過(guò)很長(zhǎng)的時(shí)間才調(diào)試成功。通過(guò)這次設(shè)計(jì)也收獲了很多，知識(shí)層面上，學(xué)得了很多新知識(shí)，解決問(wèn)題的新方法。實(shí)踐方面，提高了動(dòng)手能力，提高了解決實(shí)際問(wèn)題的能力等等。在思想上，更加明白的堅(jiān)持不懈的重要性，學(xué)習(xí)探索的重要性，實(shí)踐動(dòng)手的重要性。[參考文獻(xiàn)][1] 數(shù)字部分(第四版)[M].北京:[2] 模擬部分(第四版)[M].北京:[3] 楊剛. 電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐[M].北京：電子工業(yè)出版社，2004[4] 趙文博. 新型集成電路速查手冊(cè)[M].北京：人民郵電出版社，2006[5] （第3版）[M]. 北京：電子工業(yè)出版社，2008[6] [J].上海計(jì)量測(cè)試，2004[7] 劉軍,李智. 基于單片機(jī)的高精度電容電感測(cè)量?jī)x[J]. 研究與開發(fā), 2007附 錄程序清單： ， ，(a) ：include include .\Head\include .\Head\include .\Head\sbit correctbtn = P3^7。 //按鈕Btn2，用于校準(zhǔn)sbit setbtn = P3^6。 //按鈕Btn3，用于功能選擇sbit F_LC = P1^3。 //選擇測(cè)量頻率還是LC標(biāo)志 按下：=1（測(cè)頻率）sbit L_C = P1^4。 //選擇測(cè)量L還是C標(biāo)志 按下：=1（測(cè)電感）sbit Eb_Es = P1^6。 //選擇測(cè)量電解大電容還是小電容標(biāo)志 按下：=1（測(cè)大電解）sbit dischg = P1^5。 //電容放電端 放電=0，充電=1//Measure_Flag 測(cè)小電容=1測(cè)電感=2測(cè)頻率=3測(cè)小電解=4測(cè)大電解=5unsigned char Measure_Flag。 unsigned int T0_times。 //T0計(jì)時(shí)50ms的個(gè)數(shù)，測(cè)頻率=20（1s）,測(cè)LC=10（） unsigned int Timer0_Num。 unsigned int Timer1_Num。unsigned long Frequency0。unsigned long Frequency1。unsigned long Cx。unsigned long Lx。unsigned long EHx。 //大電解unsigned long ELx。bit M_E_FLC。 //功能切換按鈕，M_E_FLC=0：測(cè)FLC。 M_E_FLC=1：測(cè)電解電容void Main(void){ unsigned char loge。unsigned char clear。 //清屏標(biāo)志位，如果功能轉(zhuǎn)換則需要清屏Measure_Flag = 0。 M_E_FLC = 0。 //開機(jī)默認(rèn)測(cè)FLCT0_times = 10。Timer0_Num = 0。Timer1_Num = 0。Frequency0 = 169500。 //基準(zhǔn)頻率的一半Frequency1 = 0。LCD1602_Init()。LCD_Write_String(0,0, biyesheji )。LCD_Write_String(1,0, huangrenwei )。for(loge=0。loge15。loge++){Delay_ms(200)。 }MeasureFLC_init()。while(1){Get_btn()。 //按鍵掃描Delay_ms(70)。 //該延時(shí)使按鍵切換穩(wěn)定clear = Measure_Flag。 //讀測(cè)量類型標(biāo)志及清屏Get_Measure_Flag()。if(clear != Measure_Flag){LCD_Clear()。}switch(Measure_Flag) //計(jì)算及顯示{case 1: //測(cè)小電容{LC_Calculate()。LCD_Write_String(0,0,Cx= )。LCD_Write_LongPoint(0,4,8,1,Cx)。LCD_Write_String(0,13, pF)。 LCD_Write_String(1,0,freq= )。LCD_Write_Long(1,6,6,Frequency1*2)。LCD_Write_String(1,13, Hz)。break。 }case 2: //測(cè)小電感{LC_Calculate()。LCD_Write_String(0,0,Lx= )。LCD_Write_LongPoint(0,4,8,2,Lx)。LCD_Write_String(0,13, uH)。LCD_Write_String(1,0,freq= )。LCD_Write_Long(1,6,6,Frequency1*2)。LCD_Write_String(1,13, Hz)。break。 }case 3: //測(cè)頻率{LCD_Write_String(0,0, Meas_Freq )。LCD_Write_String(1,0,Freq= )。if(Frequency140) //頻率測(cè)試40Hz以上{Frequency1=0。 }LCD_Write_Long(1,6,6,Frequency1)。LCD_Write_String(1,13, Hz)。 break。}case 4: //測(cè)小電解{LCD_Write_String(0,0,CEx600uF)。LCD_Write_String(1,0,CEx= )。LCD_Write_String(1,14,uF)。LCD_Write_LongPoint(1,6,5,2,ELx)。MeasureElec_init()。 break。 }case 5: //測(cè)大電解{LCD_Write_String(0,0,220uF CEx 12mF)。LCD_Write_String(1,0,CEx= )。LCD_Write_String(1,14,uF)。LCD_Write_LongPoint(1,6,6,1,EHx)。MeasureElec_init()。 break。 }default:break。 }}}(b) ：include include include .\Head\include .\Head\include .\Head\//**************************************************************define Cref 2200 //在此標(biāo)定基準(zhǔn)電容值,單位pF//**************************************************************sbit correctbtn = P3^7。 //按鈕2，用于校準(zhǔn)sbit setbtn = P3^6。 //按鈕3，用于功能選擇sbit F_LC = P1^3。 //
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