【正文】 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(yùn)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(yùn)，鄭貴賓，秦勇 . 微弱電容測量電路 [J]. 電測與儀表，2020 [9] 王雷 . 新型傳感器 微弱電容測量電路 [J]. 傳感技術(shù)學(xué)報， 2020 [10] 李海清，黃志遙，王寶涼 . 電容傳感器新型微弱電容測量電路 [J]. 傳感技術(shù)學(xué)報， 2020 [11] 余生能，孫志平 . 基于 V/T 變換的電容傳感器新型電容測量電路 [J]. 現(xiàn)代測量與實驗室管理 ， 2020, (1) 37~39 [12] 金孟樹 . 數(shù)顯式測量電路自動定位方法的探討及實現(xiàn) [J]. 電器時代， 2020 [14] 江冰，顧明 . 基于沖放電原理實現(xiàn)的微電容測量電路 [J]. 電氣電子教學(xué)學(xué)報，2020 [15] 趙霞 . 電容層析成像系統(tǒng)微小 電容測量電路的設(shè)計 [D]. 哈爾濱：哈爾濱理工大學(xué)， 2020 [16] 宜軒 ,楊澤富 .基于虛擬儀器技術(shù)的大容量電容測量 [J]. 船電技術(shù) ， 2020 [17] 石云波 ,王玲 ,劉俊 .微機(jī)械電容式加速度計檢測電路設(shè)計 [J] 傳感器與微系統(tǒng) , 2020 [18] Lotters JC, olthuis W and veltink PH, et, A sensitive differential capacitance to voltage converter for sensor applications[J]. 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 inclu。 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。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。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 。 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)。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。 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。 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。 其流程圖如圖 。 設(shè)置圖形(字符 )起始地址 I， 設(shè)置地址指針 I。 Nm： 0內(nèi)部字符發(fā)生器 I Nm： l外部字符發(fā)生器 。 (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 。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。 (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)。 } 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。//賦值的時間為 125MS f。 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。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。 (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。 GATE=0 時，僅由 TR0,TR1 置位分別啟動定時器 T0、 T1。 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。 其格式 見表 。 (6)EX0 是外部中斷 INT0 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。 ET1=1 時允許 T1 溢出中斷；反之依然。 ES=1，允許串行口中斷； ES=0，禁止串行口中斷 。 EA=1， CPU開放中斷； EA=0， CPU 屏蔽所有的中斷請求。 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。 INT1：外部中斷 1請求輸入中斷引腳（ 引腳），低電平下降沿有效。 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。 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。圖 為整個程序設(shè)計的流程圖。由于它簡單直觀，所以應(yīng)用廣泛，特別是在早期語言階段，只有通過流程圖才能簡明地表述算法，流程圖成為程序員們交流的重要手 段 。 沈陽航空 航天大學(xué) 北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 27 4 程序設(shè)計 目 有了前面的對 整個系統(tǒng)的分析后畫出的流程圖，下面的工作就是根據(jù)流程圖編寫程序，程序設(shè)計要解決選擇頻率段，計算電容和顯示三個主要問題。 所以 555 定時器輸出的頻率經(jīng)過 32 分頻之后單片機(jī)以 1/8 秒讀取記錄， 得到的頻率再乘回 32，看看屬于哪個量程段，再用 c=k/f 算電容 。取 T=，則有kHzfkHz x 5500 1 ?? ，取其中任意一點都可滿足。如果要求 0E =1/1000， n=10 MHzfc 12? 則頻率轉(zhuǎn)換點 xf 應(yīng)滿足 12/)(/1 010 cx fnEfTE ?? 。 給定 n次測量的時間上限 T，對測頻率法有 n TT?1 ，即 n/ Tfs ?1 ，故0011 /1/24/ TEnEfff sxc ??? 。 因而 ， 在寬帶 、 高速的頻率測量中可采用軟件切換的方法來提高測 量精度和測量速度 。 從上面的分析可以看出 ， 測頻法的頻率覆蓋范圍寬 ， 在高頻端的測量精度較高 ，在低頻端的測量精度較低 ， 且測量時間較長 ； 測周法的頻率覆蓋范圍窄 ， 在高頻端的測量精度低 ， 在低頻端口的測量精度高 ， 測量時間短 ， 故測頻法適用于進(jìn)行高頻信號的測量 ， 測周法適用于進(jìn)行較低頻率的信號測量。 1誤差 0E ， 則要求 E≤ 0E ， 對測頻法要 1xf ≥ 01/nEfs ， 測周法要求 2xf ≤ 20 sfnE 。 1誤差會減小 n倍 。對于測頻率法有：11111111 /)/(1/1/ xsxs fffNNNNE ???????? ， 對 于 測 周 期 法 有 ：22222222 /)/(1/1/ xsxs fffNNNNE ???????? 。 無論用哪種方法進(jìn)行頻率測量 , 主要誤差源都是由于計數(shù)器只能進(jìn)行整數(shù)計數(shù)而引起的 177。 頻率測量一般有兩種方法 ， 一種是測頻法 ， 即將被 測信號加到計數(shù)器的計數(shù)輸入端上 ,計數(shù)器在標(biāo)準(zhǔn)時間 1ST 內(nèi)進(jìn)行計數(shù) ， 所得的計數(shù)值 1N 與被測信號的頻率 1xf 有如下關(guān)系 ： 1111 / xsx fNTNf ?? 。 MCS 51 系列單片機(jī)內(nèi)部均含有兩個 16 位定時器 /計數(shù)器 , 可直接用來進(jìn)行頻率測量。 分段線性化后，就要看看頻率是否能被單片機(jī)所記錄。 表 電容與頻率對應(yīng)值 C(電容 ) F（頻率） C(電容 ) F（頻率） 7251300Hz 2064400Hz 6904000Hz 1806000Hz 6589000Hz 1605100Hz 6301300Hz 1444400Hz 6037600Hz 1313000Hz 5795200Hz 1203500Hz 5571400Hz 1110800Hz 5364300Hz 1031400Hz 5172020Hz 962640Hz 4993100Hz 902430Hz 4826100Hz 849320Hz 3616500Hz 802110Hz 2891800Hz 759870Hz 2409000Hz 721860Hz 沈陽航空 航天大學(xué) 北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 22 199pf 到 1999pf 對應(yīng)的頻率值見表 。 555簡單時序圖如圖 。 算法設(shè)計 整個程序設(shè)計過程中遇到的最大的問題的如 何根據(jù)測量到的方波的頻率來計算所測量的電容的大小。 (1)使用產(chǎn)生代碼命令，項目管理器會自動判別文件是否需要重新編譯 /匯編，提高調(diào)試效率。 第六步：產(chǎn)生代碼并裝入仿真器 命令： [項目管理 |產(chǎn)生代碼 ] 命令： [項目管理 |產(chǎn)生代碼并裝人 ] 命令： [項目管理 |重新產(chǎn)生全部代碼 ] 產(chǎn)生代碼或產(chǎn)生代碼并裝人命令，對經(jīng)過編譯 /匯編無誤后產(chǎn)生的 OBJ 文件進(jìn)行連接， 產(chǎn)生用于下載的代碼。在消息窗口中錯誤之處雙擊鼠標(biāo)左鍵或鍵人回車，即可將錯誤與文件關(guān)聯(lián) ： (1)如果沒有錯誤，進(jìn)人第六步操作。 (2)如果當(dāng)前文件的擴(kuò)展名為 C 或系統(tǒng)定義的擴(kuò)展名，編譯 /匯編命令調(diào)用外部 C編譯命令對當(dāng)前文件編譯，文件編譯 /匯編的命令行參數(shù)由 [項目管理 |文件屬性 ]確定。 第三步：打開項目文件 命令： [項目管理 |打開項目文件 ] 對于已經(jīng)存在的項目文件，可以打開項目文件進(jìn)人第四步操作。 (2)如果文件不存在，必須輸人文件名 (包含擴(kuò)展名 )，建立新文件。 第二步：添加文件 命令： [項目管理 |添加文件項 ] 添加文件命令用于將各類文件添加至項目管理器，新建項目文件后集成環(huán)境會自動打開添加文件對話框，提供選擇。更多的文件屬性關(guān)于編譯 /匯編程序的更多的文件屬性，可在 [項目管理 |文件屬性 ]中設(shè)置。通常用戶需要設(shè)置項目定義的頭文件和庫文件路徑，只有在高級應(yīng)用時才需設(shè)置。 項目頭文件路徑為該項目所定義的頭文件所處的路徑。系統(tǒng)默認(rèn)標(biāo)準(zhǔn) 80C51 匯編選項，此選項為匯編器所需的控制項。 RAM 尺寸： 128/256，此屬性為連接器所需的控制項。 添加文件 選擇添加文件選項，表示在項目建立后會自動打開文件檢取框，供用戶選擇文件添加到項目管理器中。如果源程序文件不在當(dāng)前工作目錄時，用戶必須選擇高級設(shè)置，將項目文件存放到用源程序所處的目錄。在項目名稱輸人欄內(nèi)，用戶必須輸人項目名稱，并且項目名不得超過 8個字符，不可以使用漢字以及 “，？， *， /”等 DOS 文件名所不可以使用的字符，也不可以輸人盤符和路徑 ! 高級設(shè)置 高級設(shè)置是用戶程序所處路徑與當(dāng)前工作目錄不同時，選擇存放項目文件路徑的過程。 使用項目管理方式開發(fā)應(yīng)用程序 使用 MedWin 集成開發(fā)環(huán)境項目管理方式開發(fā)程序，適用于各種方式下的單