电容测量仪设计.ppt

基于单片机的电容测试仪设计

设计任务与要求?〔1〕量程：36.5PF~?〔2〕误差小于10%。2

设计方案本方案是把电容C通过RC振荡转换成频率信号f，然后送入核心进行计数后再对数据进行处理和运算求出被测电容的值，并送显示器显示。首先设计RC振荡电路，接入被测电容后，由555定时器构成振荡器产生方波。然后，把此脉冲信号通过接口传到STC89C52RC单片机上，对此脉冲信号进行计数，通过软件编程，使之转换成电容值，最后由1602液晶屏显示电容值。系统主要由测量电路和控制电路两局部组成。测量电路主要用于产生RC振荡频率f，而控制电路那么用于对所产生的振荡频率进行计数处理控制并送显示等

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系统框图复位电路555晶振电路测量按键LCD1602被测电容AT89C51

硬件设计的任务

1.AT89C51根本工作电路设计：使单片机正常工作；2.时钟电路：为单片机提供时钟信号；3.复位电路：为单片机提供高电平复位信号；4.555芯片电路：把电容的大小转变成输出频率的大小；5.显示电路：显示当前测量电容的大小；6.按键电路：开始测量电容；

基于AT89C51电容测量系统硬件设计详细分析

AT89C51单片机工作电路〔1〕基于AT89C51电容测量系统复位电路〔2〕基于AT89C51电容测量系统时钟电路〔3〕基于AT89C51电容测量系统按键电路〔4〕基于AT89C51电容测量系统555芯片电路〔5〕基于AT89C51电容测量系统显示电路

基于AT89C51电容测量系统复位电路右图兼有上电复位和按钮复位的电路。

基于AT89C51电容测量系统时钟电路MCS-51单片机内部有一个用与构成振荡器的高增益反相放大器，该高增益反相放大器的输入端为芯片引脚XTAL1，输出端为引脚XTAL2。这两个引脚接石英晶体振荡器和微调电容，就构成一个稳定的自激振荡器电路。电路中的电容C1和C2典型值通常选择为30PF左右。

基于AT89C51电容测量系统按键电路右图是一种比较典型的按键电路，在按键没有按下的时候，输出的是高电平，当按键按下去的时候，输出的低电平。

基于AT89C51电容测量系统555芯片电路555芯片电路的应用电路很多，本次设计中应用的电路是直接反响型无稳类电路。555芯片芯片输出的频率为，只要我们改变电阻R，就可以到达改变电阻量程的目的，图中提供了四组电阻，所以说有四组的电容测量量程，每个量程之间的跨度是10倍的关系。

基于AT89C51电容测量系统555芯片电路

基于AT89C51电容测量系统555芯片电路在555芯片输出方波后，由于硬件的原因，输出的方波不理想，为了使波型较为理想本设计中使用了一个两输入与门〔74HC08〕，让信号通过74HC08后会使输出的波形平滑，使单片机的测量结果变得精确。

基于AT89C51电容测量系统555芯片电路没加74HC08输出波形为黄线加了74HC08的输出波形为蓝线

基于AT89C51电容测量系统显示电路LCD以其微功耗、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧的诸多优点，在袖珍式仪表和低功耗应用系统中得到越来越广泛的应用。这里介绍的字符型液晶模块是一种用5x7点阵图形来显示字符的液晶显示器，根据显示的容量可以分为1行16个字、2行16个字、2行20个字等等，这里我们使用的是2行16个字的1602液晶模块。

基于AT89C51电容测量系统显示电路LCD1602与AT89C51连接图

基于单片机电容测量软件设计整个程序设计过程中我们知道：555时基芯片的输出频率跟所使用的电阻R和电容C的关系是：，又因为所以即

基于单片机电容测量软件设计单片机的计数器的值N=0-65535，为了测量的精度，N的取值一般在100~5000，当电阻R越大，电容C的值就越小。我们取不同的电阻值，就得到不同的电容测量的量程。第一档：R1=77.21~50uF第二档：R2=7720.1~5uF第三档:R3=7.72k0.01~0.5uF第四档:R4=77.2k0.001~0.05uF

软件设计流程程序设计流程图2025/3/13

结束谢谢！2025/3/13