【導(dǎo)讀】通過獲取C-F曲線并分段線性化，給出測量頻率導(dǎo)出電容的算法。機(jī)為核心，并由555定時器搭接成R-C振蕩電路，與單片機(jī)相連。針對具體硬件設(shè)計。頻率采集程序和電容計算程序，最終實現(xiàn)了電容測量。具有體積小，自動更換量程且

　　

【正文】 斷停 止 計 數(shù) 器 T 0計 算 電 容 的 大 小顯 示 電 容 值是 否 進(jìn) 入 下 一 個 測 量 循 環(huán)開 始YYYNNNT 0 、 I N T O 初 始 化 圖 程序流程圖 沈陽航空 航天大學(xué) 北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 28 中斷系統(tǒng)程序 中斷系統(tǒng)在單片機(jī)系統(tǒng)中起著十分重要的作用， STC89C51 的中斷系統(tǒng)共有 8 個中斷源， 6 個中斷矢量，兩級中斷優(yōu)先級，可實現(xiàn)兩級嵌套，可通過軟件來屏蔽或允許相應(yīng)的中斷請求。 STC89C51的中斷源 STC89C51 有兩個外部中斷源， INT0 和 INT1 分別對應(yīng)兩個矢量。 INT0:外部中 0 請求中斷輸入引腳（ 引腳），低電平或下降沿有效。 INT0 中斷有效，則置位中斷請求標(biāo)志位 IE0().CPU 在每個機(jī)械周期的 S5P2 狀態(tài)采樣IE0 標(biāo)志位，當(dāng)條件滿足，則響應(yīng)中斷請求。中斷響應(yīng)后，轉(zhuǎn)向?qū)?yīng)的中斷矢量，執(zhí)行中斷服務(wù)程序，并由硬件自動復(fù)位 IE0 標(biāo)志位。 INT1：外部中斷 1請求輸入中斷引腳（ 引腳），低電平下降沿有效。其功能與操作同 INT0。 STC89C51的中斷控制寄存器 及結(jié)構(gòu) 中斷控制寄存器 IE, STC89C51 的中斷均屬可屏蔽中斷，即通過軟件對特殊功能寄存器 IE 的設(shè)置，實現(xiàn)對各中 斷源的中斷請求允許或屏蔽的控制。中斷控制寄存器IE 各位含義如表 表 中斷控制寄存器 IE各位含義表 IE EA ET2 ES ET1 EX1 ET0 EX0 位地址 AFH 9EH ADH ACH ABH AAH A9H A8H (1)EA 是 CPU 中斷總允許位。 EA=1， CPU開放中斷； EA=0， CPU 屏蔽所有的中斷請求。 (2)ES 是串行中斷允許位。 ES=1，允許串行口中斷； ES=0，禁止串行口中斷 。 (3)ET1 是定時器 T1 的溢出中斷允許位。 ET1=1 時允許 T1 溢出中斷；反之依然。 (4)EX1是外部中斷 INT1 中斷允許位。 EX1=1 時，允許外部中斷 1中斷；反之沈陽航空 航天大學(xué) 北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 29 依然。 (5)ET0是定時計數(shù)器 T0 的溢出中斷允許位。 (6)EX0 是外部中斷 INT0 允許位。 方式寄存器 TMOD 是一個逐位定義的 8 位寄存器，但只能使用字節(jié)尋址的寄存器，字節(jié)地址為 89H。 其格式 見表 。 表 定時器 /計數(shù)器方式寄存器 TMOD格式 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M 定時器 1 定數(shù)器 0 其中低四位定義定時器 /計數(shù)器 T0,高四位定義定時器 /計數(shù)器 T1 各位的說明： (1)GATE—— 門控制。 GATE=1 時，由外部中斷引腳 INT0、 INT1 和控制寄存器的 TR0,TR1 來啟動定時器。 當(dāng) INT0 引腳為高電平時 TR0 置位，啟動定時器 T0； 當(dāng) INT1 引腳為高電平時 TR1 置位，啟動定時器 T1。 GATE=0 時，僅由 TR0,TR1 置位分別啟動定時器 T0、 T1。 (2)C/T—— 功能選擇位 置位時選擇計數(shù)功能，清零時選擇 定時功能。 (3)M0、 M1—— 方式選擇功能 由于有 2 位，因此有 4 種工作方式 ： 0 0 方式 0 13 位計數(shù)器 TMOD=0x00 ； 0 1 方式 1 16 位計數(shù)器 TMOD=0x01 ； 1 0 方式 2 自動重裝 8 位計數(shù)器 TMOD=0x02 ； 1 1 方式 3 T0 分為 2 個 8 位獨立計數(shù)器， T1 為無中斷重裝 8 位計數(shù)器 TMOD=0x03。 沈陽航空 航天大學(xué) 北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 30 如圖 STC89C51 單片機(jī)的中斷功能示意圖。外部中斷源 INT0、 INT1對應(yīng)兩個中斷矢量；串行通信接收中斷源和發(fā)送中斷源，經(jīng)過一個活門 ， 共用同一個中斷矢量 ；定時計數(shù)器 0 和定時計數(shù)器 1 的溢出中斷源對應(yīng)兩個中斷矢量；定時 /計數(shù)器 2 有計數(shù)溢出和捕獲兩種中斷源，經(jīng)過一個或門共用一個中斷矢量。 圖 STC89C51單片機(jī)的中斷功能示意圖 當(dāng) CPU 查詢到中斷請求時，由硬件自動產(chǎn)生一條跳轉(zhuǎn)指令，指令執(zhí)行時，首先將 PC 內(nèi)容壓入堆棧進(jìn)行斷電保護(hù)， 再把中斷入口地址裝入 PC，使程序轉(zhuǎn)向相應(yīng)的中斷區(qū)域入口地址。 入口地址已由系統(tǒng)設(shè)定，如表 表 中斷入口地址表 中斷源 入口地址 0INT 0003H 0T 000BH 1INT 0013H 1T 001BH 沈陽航空 航天大學(xué) 北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 31 S 0023H 中斷程序 void T0_1(void) interrupt 1 { TL0=0xBD。//中斷程序執(zhí)行完后自動清零，再次進(jìn)入中斷服務(wù)函數(shù)后需要給計數(shù)變量賦值 TH0=0xCH。//賦值的時間為 125MS f。 } void INT0_interrupt(void) interrupt 0 { CS++。 } 通過 MCS51 定時中斷時間初值計算這個小軟件，就可以很方便的算出 1/8 秒既125 毫秒的賦值，當(dāng)單片機(jī)計時 125 毫秒后便會將測得頻率送去選擇量程段，符合要求就會進(jìn)行計算。 LCD 顯示 程序 關(guān)于 LCD 顯示 方式 LCD 顯示器內(nèi)藏的 T6963C 控制芯片是微機(jī)外圍電路 ，能與 CPU 異步操作，可尋址外部 64KRAM，可讀寫、拷貝顯示屏上數(shù)據(jù)，可用幾種語言編程，其程序指令如下： (1)指令，數(shù)據(jù)輸入、輸出 沈陽航空 航天大學(xué) 北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 32 讀 狀 態(tài) 字S T A 0 = 1 ?S T A 1 = 1 ?寫 指 令 代 碼YN (2)顯示方式設(shè)置 1 0 0 1 N3 N2 N1 N0 NO： 1/0 光標(biāo)閃爍 開 /關(guān)； N1： 1/0 光標(biāo) ； N2： 1/0 字符 光標(biāo)； N3： 1/0 圖形 開 /關(guān) 。 (3)光標(biāo)形式 1 0 1 0 0 N2 N1 N0 前三位 N2 N1 N0 按二進(jìn)制編碼分別表示不同的線光標(biāo)。 (4)內(nèi)部 RAM 寫入 0 1 0 0 0 0 N1 N0 N1 N0： 00/01/10/11，設(shè)置：字符起始地址 /字符列數(shù) /圖形起始地址 /圖形列數(shù)。與之對應(yīng) D1 D2 為低位地址高位地址／ 14H 00H／低位地址高位地址／ 14R 00H。 (5)內(nèi)部寄存器寫入 0 0 1 0 0 N2 N1 N0 NO 光標(biāo)指針 ； N1偏置寄存器 ； N2 地址指針 。 (6)自動方式 1 0 1 1 0 0 N1 N0 Nl 數(shù)據(jù)自動寫 ； NO 數(shù)據(jù)自動讀 ； l*自動復(fù)位 。 (7)方式 1 0 0 0 Nm N2 N1 N0 N2 N1 NO,00 0/00 1/0l l/10 0，設(shè)置 :圖形或字符 /圖形異或字符 /圖形與字符 /字符屬性 。 Nm： 0內(nèi)部字符發(fā)生器 I Nm： l外部字符發(fā)生器 。 沈陽航空 航天大學(xué) 北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 33 關(guān)于 LCD 編程 流程 初始化 ，設(shè)置顯示方式； 選擇圖形或字符，設(shè)置光標(biāo)形式和光標(biāo)地址 。 設(shè)置圖形(字符 )起始地址 I， 設(shè)置地址指針 I。 自動寫入數(shù)據(jù)，關(guān)閉自動寫 。 其流程圖如圖 。 顯 示 方 式 設(shè) 置合 成 方 式 設(shè) 置設(shè) 置 圖 形 （ 字 符 ） 首 地 址設(shè) 置 地 址 指 針自 動 寫 入 數(shù) 據(jù)關(guān) 閉 自 動 寫 入結(jié) 束 圖 LCD顯示流程 編寫程序 袖珍式智能化電容表的 主程序，中斷程序，顯示程序等均在附錄Ⅰ中 。 沈陽航空 航天大學(xué) 北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 34 5 結(jié)論 傳統(tǒng)的電容表體積大攜帶不方便， 測量時需要手動更換量程，而袖珍式智能化電容表體積小，能自動更換量程測量，使得效率更高，且成本較傳統(tǒng)電容表要低很多。通過本次畢業(yè)設(shè)計能更深入的學(xué)習(xí)單片機(jī)。 單片機(jī)作為微計算機(jī)一個很重要的分支，應(yīng)用廣泛，發(fā)展迅速，已經(jīng)對人類社會產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。單片機(jī)在生產(chǎn)過程控制、自動檢測、數(shù)據(jù)采集及處理、科技計算、商業(yè)管理及辦公室自動化等方面獲得了廣泛的應(yīng)用。單片機(jī)具有體積小、重量輕、耗能省、價格低可靠性和通用靈活性等特點，尤其是美國 Intel公司生產(chǎn)的 MCS—51系列單片機(jī)，由于其具有集 成度高、處理功能強(qiáng)、可靠性好、結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、易于使用等優(yōu)點，在我國已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。由于 MCS—51單片機(jī)易于學(xué)習(xí)、掌握、性能價格比高，另外以 MCS—51單片機(jī)的基本內(nèi)核為核心的各種擴(kuò)展型、增強(qiáng)型的單片機(jī)不斷推出，所以在今后若干年內(nèi)， MCS—51系列單片機(jī)仍是我國在單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域中首選機(jī)型。 對于我們專業(yè)的學(xué)生而言，目前面臨的單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)時使單片機(jī)和可邏輯編程器件相結(jié)合構(gòu)成新一代電子應(yīng)用技術(shù)，我們應(yīng)該學(xué)會和掌握這門技術(shù)。 此次畢業(yè)設(shè)計著重提高我的單片機(jī)應(yīng)用方面的實踐技能，樹立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)，培養(yǎng)我 綜合運用理論知識解決實際問題的能力。我通過電路設(shè)計、編程、仿真、調(diào)試、整理資料等環(huán)節(jié)，初步掌握工程設(shè)計方法和組織實踐的基本技能，逐步熟悉開展科學(xué)實踐的程序和方法 。 沈陽航空 航天大學(xué) 北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 35 致 謝 此次設(shè)計實踐是本科四年來對自己所學(xué)知識的一個總結(jié)，其難度、復(fù)雜性、對設(shè)計的要求都是以前所不能比擬的。所要用到的知識及相關(guān)的資料有相當(dāng)部分超出我們四年的所學(xué)，需要通過其他途徑獲取信息。 在此特別感謝我的指導(dǎo)老師 趙文成 ，在此次設(shè)計中給予我很多幫助，并對我 要 求嚴(yán)格，在各方面對我進(jìn)行細(xì)心指導(dǎo)， 不僅讓我學(xué)到了很多畢設(shè)相關(guān)的知識，也懂得了很多 人 生 的道理，對我今后的學(xué)習(xí)生活和工作將會有很大的幫助， 在此表示誠摯的致意和衷心的感謝。 在這四年中，還要感謝信息院的全體老師，是他們在教學(xué)上的認(rèn)真負(fù)責(zé)，為廣大學(xué)生創(chuàng)造了良好的學(xué)習(xí)環(huán)境。 還要特別感謝我的同學(xué)，正是與他們在許多問題上的交流、討論，在他們的幫助之下，我的論文才得以順利完成。 最后向所有關(guān)心和幫助過 我 的人表示真心的感謝 ！ 沈陽航空 航天大學(xué) 北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 36 參考文獻(xiàn) [1] 黃斷昌 . 數(shù)字集成電路應(yīng)用 300 例 [M]. 北京：人民郵電出版社， 2020 [2] 吳黎明 . 單片機(jī)原理及其應(yīng)用技術(shù) [M]. 北京：科學(xué)出版社， 2020 [3] 李裕能，夏長征 . 電路 [M]. 武漢：武漢大學(xué)出版社， 2020 [4] 羅民昌 . 集成電路系統(tǒng) [M]. 北京：中國鐵道出版社， 1998 [5] 吳運昌 . 模擬集成電路原理與應(yīng)用 [M]. 廣州：華南理工大學(xué)出版社， 1997 [6] 王毓銀 . 數(shù)字電路邏輯設(shè)計 [M]. 北京：高等教育出版社， 1999 [7] 丁英麗 . 交流型微小電容測量電路的設(shè)計 [J].電工技術(shù)雜志， 2020 [8] 趙霞，于小洋，陳德運，鄭貴賓，秦勇 . 微弱電容測量電路 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IEEE Trans Instrum Meas, 1999 沈陽航空 航天大學(xué) 北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 37 附錄Ⅰ //======================================== 頭 文 件 包 含=================================================== include include inc