數(shù)字電容測量儀設(shè)計畢業(yè)設(shè)計論文-文庫吧資料
2025-07-04 14:35本頁面
【正文】 路。在這次的設(shè)計的各個過程中，遇到了許多的困難。最后通過程序?qū)ν獠恐袛?與定時器控制，計算出電容值得大小并通過LCD1602進(jìn)行顯示。LCD1602一共有16個引腳，其引腳分布如圖9所示：圖9 系統(tǒng)顯示電路1602 采用標(biāo)準(zhǔn)的16腳接口，引腳具體功能如表2所示：表2 LCD1602各引腳功能圖引腳號引腳名電平輸入/輸出作用12345678910111213141516VssVccVeeRSR/WEDB0DB1DB2DB3DB4DB5DB6DB7AK0/10/10,1→00/10/10/10/10/10/10/10/1=Vcc接地輸入輸入輸入輸入/輸出輸入/輸出輸入/輸出輸入/輸出輸入/輸出輸入/輸出輸入/輸出輸入/輸出電源地電源（+5V）對比調(diào)整電壓0=輸入指令，1=輸出數(shù)據(jù)0=寫數(shù)據(jù)，1=讀數(shù)據(jù)使能信號，1時讀信息，0時執(zhí)行指令數(shù)據(jù)總線line0（最低位）數(shù)據(jù)總線line1數(shù)據(jù)總線line2數(shù)據(jù)總線line3數(shù)據(jù)總線line4數(shù)據(jù)總線line5數(shù)據(jù)總線line6數(shù)據(jù)總線line7（最高位）LCD背光電源正極LCD背光電源負(fù)極 5 程序設(shè)計單片機(jī)的使用除了硬件，同樣也要到軟件，該設(shè)計程序設(shè)計使用的是keil軟件，keil是目前最流行開發(fā)MCS51系列單片機(jī)的軟件。 顯示電路由于本設(shè)計需要顯示的數(shù)據(jù)較多，同時LCD1602與同類產(chǎn)品相比擁有功耗小、數(shù)據(jù)顯示豐富、體型輕便，功能強(qiáng)大等諸多優(yōu)點(diǎn)，在很多電子產(chǎn)品和單片機(jī)系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。~。在操作工程中，當(dāng)一個檔位的開關(guān)接通時，其他三個檔位的開關(guān)必須關(guān)閉，這樣才能實(shí)現(xiàn)對檔位的控制。第一檔： 1~50 uf第二檔： ~5 uf第三檔： ~ uf第四檔： ~ uf在圖中，由4個開關(guān)來控制這4個檔位。則： 單片機(jī)的計數(shù)器的值N=065535，為了測量的精度，N的取值一般在100~5000，當(dāng)電阻R越大，電容C的值就越小。電路如圖8所示：圖8 555芯片電路 在555芯片輸出方波后，由于硬件的原因，輸出的方波會有很多毛刺，所以為了去除這些毛刺本設(shè)計中使用了一個兩輸入與門（74HC08），讓信號通過74HC08后會使輸出的波形毛刺減少很多，使單片機(jī)的測量結(jié)果變得精確。在實(shí)際電路應(yīng)用中，除了一些簡單的電路外，555芯片還可以與不同的原件組合出很多功能不同的電路。它的設(shè)計新穎、功能強(qiáng)大、適用面廣泛，深受電子方面工作人員以及電子愛好者的喜愛，因此人們稱555芯片為小IC。當(dāng)按壓式開關(guān)按下時，電容兩端構(gòu)成回路并放電，使RST端重新變?yōu)楦唠娖?，按鍵抬起時電容又充電使RST變回低電平電路。圖7中所示的電解電容在系統(tǒng)內(nèi)可以起到上電復(fù)位的作用，因?yàn)榭紤]到芯片剛剛上電時由于供電不穩(wěn)定而做出錯誤的計算，所以增加一個上電復(fù)位以達(dá)到延時啟動CPU的目的，使芯片能夠正常工作。該復(fù)位電路采用的是按鈕復(fù)位這種方式，還有一種方式是上電自動復(fù)位。單片機(jī)復(fù)位電路主要包括積分復(fù)位、微分復(fù)位、比較器復(fù)位和看門狗復(fù)位這四種類型。圖6就是一種比較典型的按鍵電路，在按鍵沒有按下的時候，輸出的是高電平，當(dāng)按鍵按下去的時候，輸出的是低電平。鍵盤分為編碼鍵盤及非編碼鍵盤這2種，按鍵的識別是由專門的硬件通過譯碼來實(shí)現(xiàn)的，能產(chǎn)生鍵編號或者是鍵值的鍵盤被稱為編碼鍵盤，而缺少這種的要靠自編軟件識別的鍵盤則被稱為非編碼鍵盤。其電路圖如圖5所示：圖5 系統(tǒng)時鐘電路 按鍵電路按鍵電路可以實(shí)現(xiàn)人機(jī)對話，人們可以通過按鍵來實(shí)現(xiàn)讓單片機(jī)自動的做不同的工作。STC89C52內(nèi)部有一個用于構(gòu)成振蕩器的高增益反向放大器，它的輸入端為芯片引腳XTAL1，輸出端為XTAL2。因此最終選擇方案二作為本次設(shè)計的最終方案。 該方案對比方案一硬件方面要簡單一點(diǎn)，軟件方面要復(fù)雜一點(diǎn)。計算頻率的方法可以利用單片機(jī)的計數(shù)器T0和中斷INT0配合使用來測量，這種研究方法相當(dāng)?shù)暮唵?。但是使用這種方法在具體設(shè)計中會碰到很大的問題，而且硬件一旦設(shè)計好，可變性不大，一旦功能不能完全實(shí)現(xiàn)，硬件修改起來就會非常麻煩。這種方法可以使用于由555振蕩器組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，在秒脈沖的作用下產(chǎn)生觸發(fā)脈沖，來控制門電路實(shí)現(xiàn)計數(shù)，從而確定脈沖時間，通過設(shè)計合理的電路參數(shù)，使計數(shù)值與被測電容相對應(yīng)。本次設(shè)計共使用2個方案，具體可見下面的方案一和方案二：（1） 方案一：根據(jù)電容充放電時間確定電容容值 這種電容測量方法主要利用電容的充放電特性：同時放電常數(shù)r=RC，通過測量電容被測電容的充放電時間來確定被測電容的容值大小。圖2 STC89C52的最小化配置 3 系統(tǒng)設(shè)計 設(shè)計要求 實(shí)現(xiàn)電容容量的基本測量功能； 實(shí)現(xiàn)電容容量的數(shù)字顯示； 要求測量范圍1pF100uF； 方便、快捷且成本低廉。該設(shè)計的時鐘電路由12M的晶振及兩個30P的電瓷電容組成，它們共同決定了單片機(jī)的機(jī)器周期為1us。 STC89C52應(yīng)用說明 STC89C52主要性能如表1所示:表 1 STC89C52主要性能STC89C52各引腳性能STC89C52各引腳性能與MCS51單片機(jī)產(chǎn)品兼容1000次擦寫周期三級加密程序存儲器三個16位定時器/計數(shù)器全雙工UART串行通道掉電后中斷可喚醒 雙數(shù)據(jù)指針8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程Flash存儲器全靜態(tài)操作：0Hz～33Hz32個可編程I/O口線八個中斷源低功耗空閑和掉電模式看門狗定時器掉電標(biāo)識符 單片機(jī)工作的最小化配置單片機(jī)的最小化系統(tǒng)簡稱單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)，通俗的講就是單片機(jī)工作所用的最少元件。TO:計數(shù)器/定時器T0計數(shù)溢出發(fā)出的中斷請求，中斷請求標(biāo)志為TF0。INT0：外部中斷請求0，中斷請求信號由INT0引腳輸入，中斷請求標(biāo)志為IE0。 XTAL2：片內(nèi)振蕩器反相放大器的輸出端。XTAL1：片內(nèi)振蕩器反相放大器和時鐘發(fā)生器電路的輸入端。EA/VPP：EA為該引腳的異地功能，即外部程序存儲器訪問允許控制端。PR
環(huán)評公示相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1