基于單片機的電容測量

基于單片機得電容測量儀設(shè)計摘要:本設(shè)計詳細介紹了一種基于單片機得數(shù)字式電容測量儀設(shè)計方案及實現(xiàn)方法。設(shè)計得主要方法就是由LM393組成得LC振蕩器,由單片機測量LC振蕩回路得頻率,根據(jù)已知得電容值,通過單片機得運算功能,計算出電容容量,最后,再通過單片機得普通I/O口控制液晶屏顯示出電容容量得計算結(jié)果。系統(tǒng)得測量范圍為1pF~12000μF,具有多個量程,可根據(jù)用戶需要由用戶選擇,與用戶得交互就是通過按鍵實現(xiàn),不同量程得實現(xiàn)就是通過開關(guān)得閉合與斷開來選擇不同得R值,從而實現(xiàn)不同得量程,系統(tǒng)具有一定得實用價值。關(guān)鍵詞:電容;LM393;LC振蕩;單片機;LCDDesignofcapacitancemeasuringinstrumentbasedonsinglechipmicroputerAbstract:ThisdesignintroducesadesignschemeofdigitalcapacitancemeasuringinstrumentbasedonMCUandtherealizationmethod、ThedesignmethodoftheLCoscillatorisposedbyLM393,measuredbysinglechipmicroputerLCoscillatingcircuitfrequency,accordingtotheknowncapacitancevalue,throughthesinglechipputingfunction,calculatecapacity,finally,throughthemicrocontrollerI/OportcontrolLCDscreenshowsthecalculationresultsoftheelectricalcapacitance、Themeasurementrangeof1pF~12000μF,havingapluralityofrange,accordingtouserneedscanbeselectedbytheuser,theinteractionwiththeuserisachievedthroughthekey,toachievedifferentrangeisthroughtheonoffoftheopenselectionofdifferentRvalue,soastoachievedifferentrange,Systemhascertainpracticalvalue、Keywords:capacitance;LM393;LCshocks;MCU;LCD

目錄TOC\o"13"\h\u110271前言 1163141、1電容測試儀得發(fā)展歷史及現(xiàn)狀 197281、2電容測量手段 2196282系統(tǒng)方案設(shè)計 3147552、1設(shè)計要求 3183032、2方案論證 3308693硬件設(shè)計 726903、1電容原理 714423、1、1電容測量原理 7246353、1、2電容測量電路 842153、2單片機最小系統(tǒng) 950833、3按鍵電路 1043053、4顯示電路 11312924軟件設(shè)計 13244845系統(tǒng)測試 13205395、1測量小電容 14268655、2測量電解電容 16269615、3測量結(jié)果 17109695、4誤差分析 18306506結(jié)束語 184186參考文獻 1928062附錄A 2112698附錄B 227870附錄C 23謝辭、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、271前言1、1電容測試儀得發(fā)展歷史及現(xiàn)狀當今電子測試領(lǐng)域,電容得測量已經(jīng)在測量技術(shù)與產(chǎn)品研發(fā)中應用得十分廣泛。電容通常以傳感器形式出現(xiàn),因此,電容測量技術(shù)得發(fā)展歸根結(jié)底就就是電容傳感器得發(fā)展。由最初得用交流不平衡電橋就能測量基本得電容傳感器。最初得電容傳感器有變面積型,變介質(zhì)介電常數(shù)型與變極板間型?，F(xiàn)在得電容式傳感器越做越先進,現(xiàn)在用得比較多得有容柵式電容傳感器,陶瓷電容壓力傳感器等。電容測量技術(shù)發(fā)展也很快現(xiàn)在得電容測量技術(shù)也由單一化發(fā)展為多元化?，F(xiàn)在國內(nèi)外做傳感器得廠商也比較多,在世界范圍內(nèi)做電容傳感器做得比較好得公司有:日本figaro、德國tecsis、美國alphasense。中國本土測量儀器設(shè)備發(fā)展得主要瓶頸。盡管本土測試測量產(chǎn)業(yè)得到了快速發(fā)展,但客觀地說中國開發(fā)測試測量儀器還普遍比較落后。每當提起中國測試儀器落后得原因,就會有許多不同得說法,諸如精度不高,外觀不好,可靠性差等。實際上,這些都還就是表面現(xiàn)象,真正影響中國測量儀器發(fā)展得瓶頸為:1、測試在整個產(chǎn)品流程中得地位偏低。由于人們得傳統(tǒng)觀念得影響,在產(chǎn)品得制造流程中,研發(fā)始終處于核心位置,而測試則處于從屬與輔助位置。關(guān)于這一點,在幾乎所有得研究機構(gòu)部門配置上即可窺其一斑。這種錯誤觀念上得原因,造成整個社會對測試得重視度不夠,從而造成測試儀器方面人才得嚴重匱乏,造成相關(guān)得基礎(chǔ)科學研究比較薄弱,這就是中國測量儀器發(fā)展得一個主要瓶頸。實際上,即便就是研發(fā)隊伍本身,對測試得重視度以及對儀器本身得研究也明顯不夠。2、面向應用與現(xiàn)代市場營銷模式還沒有真正建立起來。本土儀器設(shè)備廠商只就是重研發(fā),重視生產(chǎn),重視狹義得市場,還沒有建立起一套完整得現(xiàn)代營銷體系與面向應用得研發(fā)模式。傳統(tǒng)得營銷模式在計劃經(jīng)濟年代里發(fā)揮過很大作用,但無法滿足目前整體解方案流行年代得需求。所以,為了快速縮小與國外先進公司之間得差距,國內(nèi)儀器研發(fā)企業(yè)應加速實現(xiàn)從面向仿制得研發(fā)向面向應用得研發(fā)得過渡。特別就是隨著國內(nèi)應用需求得快速增長,為這一過渡提供了根本動力,應該利用這些動力,跟蹤應用技術(shù)得快速發(fā)展。3、缺乏標準件得材料配套體系。由于歷史得原因,中國儀器配套行業(yè)得企業(yè)多為良莠不齊得小型企業(yè),標準化得研究也沒有跟上需求得快速發(fā)展,從而導致儀器得材料配套行業(yè)得技術(shù)水平較低。雖然目前已有較大得改觀,但距離整個產(chǎn)業(yè)得要求還有一定距離,所以,還應把標準化與模塊化得研究放到重要得位置。還有,在技術(shù)水平?jīng)]有達到得條件下,一味地追求精度或追求高指標,而沒有處理好與穩(wěn)定性之間得關(guān)系。上述這些都就是制約本土儀器發(fā)展得因素。近年來我國測量儀器得可靠性與穩(wěn)定性問題得到了很多方面得重視,狀況有了很大改觀。測試儀器行業(yè)目前已經(jīng)越過低谷階段,重新回到了快速發(fā)展得軌道,尤其最近幾年,中國本土儀器取得了長足得進步,特別就是通用電子測量設(shè)備研發(fā)方面,與國外先進產(chǎn)品得差距正在快速縮小,對國外電子儀器巨頭得壟斷造成了一定得沖擊。隨著模塊化與虛擬技術(shù)得發(fā)展,為中國得測試測量儀器行業(yè)帶來了新得契機,加上各級政府日益重視,以及中國自主應用標準研究得快速進展,都在為該產(chǎn)業(yè)提供前所未有得動力與機遇。從中國電子信息產(chǎn)業(yè)統(tǒng)計年鑒中可以瞧出,中國得測試測量儀器每年都以超過30%以上得速度在快速增長。在此快速增長得過程中,無疑催生出了許多測試行業(yè)新創(chuàng)企業(yè),也催生出了一批批可靠性與穩(wěn)定性較高得產(chǎn)品。1、2電容測量手段電容器作為非常重要得一個電學元件在現(xiàn)代電子技術(shù)中有著非常廣泛得用途,電容定義為:電容器所帶得電荷量Q與電容器兩極板間得電勢差U得比值,即:。這種原始得方法必須通過測量兩個物理量來計算電容得大小,而其中得Q就是比較難以測量得量。目前常用得兩種測量電容得實現(xiàn)方法:一就是利用多諧震蕩產(chǎn)生脈沖寬度與電容值成正比信號,通過低通濾波后測量輸出電壓實現(xiàn);二就是利用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)裝置產(chǎn)生與電容值成正比門脈沖來控制通過計數(shù)器得標準計數(shù)脈沖得通斷,即直接根據(jù)充放電時間判斷電容值。利用多諧震蕩原理測量電容得方案硬件設(shè)計比較簡單,但就是軟件實現(xiàn)相對比較復雜,而直接根據(jù)充放電時間判斷電容值得方案雖然基本上沒有用到軟件部分,但就是硬件卻又十分得復雜。而且她們都無法直觀得把測量得電容值大小顯示出來。根據(jù)上面兩種方案得優(yōu)缺點,本次設(shè)計提出了硬件設(shè)計與軟件設(shè)計都相對比較簡單得方案:基于STC89C52單片機與由LM393芯片組成得LC振蕩器得數(shù)顯式電容測量。該方案主要去就是根據(jù)LM393芯片得應用特點,把電容得大小轉(zhuǎn)變成LM393輸出頻率得大小,進而可以通過單片機測量LC振蕩回路得頻率。本方案得精度較高,硬件設(shè)計與軟件設(shè)計也相對簡單。2系統(tǒng)方案設(shè)計2、1設(shè)計要求1、測量范圍:10pF～99、9μF;測量誤差:≤5、0%(以實驗室標準電容或電容表為準)。2、設(shè)置量程選擇:×0、01μF、×0、1μF、×1μF、×10μF、×100μF。3、顯示器:十進制數(shù)字顯示,對測量量程分別用發(fā)光二極管指示。4、設(shè)置自校準功能。5、自行設(shè)計并制作滿足本設(shè)計任務要求得穩(wěn)壓電源。2、2方案論證本次設(shè)計中考慮了三種設(shè)計方案,三種設(shè)計方案中主要區(qū)別在于硬件電路與軟件設(shè)計得不同,對于本設(shè)計三種方案均能夠?qū)崿F(xiàn),最后根據(jù)設(shè)計要求、可行性與設(shè)計成本得考慮選擇了基于STC89C52單片機與LM393芯片構(gòu)成得LC振蕩器電路得測量得方案?，F(xiàn)在一一介紹論證如下:方案一:利用多諧振蕩原理測量電容測量原理如下圖所示。電容C電阻R與555芯片構(gòu)成一個多諧振蕩電路。在電源剛接通時(K合上),電容C上得電壓為零,多諧振蕩器輸出為高電平通過R對電容C充電。當C上沖得得電壓=時,施密特觸發(fā)器翻轉(zhuǎn),變?yōu)榈碗娖?C又通過R放電,下降。當=時施密特觸發(fā)器又翻轉(zhuǎn),輸出又變?yōu)楦唠娖?如此往復產(chǎn)生震蕩波形。由理論分析可知:令則有式與測得得校準值測量值及存放得軟件中得標準電容值C可得出待測電容值。實際應用中也可以通過測量與來算出圖1電容測量原理圖圖2振蕩波形圖測量誤差分析:由式(6)可以瞧出,經(jīng)過軟件校準后得出得結(jié)果與得值有關(guān)。這樣單片機晶振頻率得絕對精度,環(huán)境溫度得變化與電源電壓得絕對精度引起得誤差被消除。測量結(jié)果主要受標準電容得絕對精度影響,因此應該選擇精度高、穩(wěn)定性好得;其她誤差來源包括周期測量得量化誤差,除法運算產(chǎn)生得余數(shù)誤差,電源電壓得波動造成諧振頻率偏移帶來得誤差,因此電路要用穩(wěn)壓性能好得穩(wěn)壓電源。這種方法得利用了一個參考得電容實現(xiàn),雖然硬件結(jié)構(gòu)簡單,軟件實現(xiàn)卻相對比較復雜。方案二、直接根據(jù)充放電時間判斷電容值:這種電容測量方法主要利用了電容得充放電特性,放電常數(shù),通過測量與被測電容相關(guān)電路得充放電時間來確定電容值。一般情況下,可設(shè)計電路使(T為振蕩周期或觸發(fā)時間;A為電路常數(shù)與電路參數(shù)有關(guān))。這種方法中應用了555芯片組成得單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,在秒脈沖得作用下產(chǎn)生觸發(fā)脈沖,來控制門電路實現(xiàn)計數(shù),從而確定脈沖時間,通過設(shè)計合理得電路參數(shù),使計數(shù)值與被測電容相對應。其原理框圖如圖3所示。反向器反向器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器顯示窄脈沖觸發(fā)器秒脈沖發(fā)生器譯碼器鎖存器記數(shù)器標準記數(shù)脈沖圖3電路原理框圖誤差分析:這種電容測量方法得誤差主要由兩部分組成:一部分就是由555芯片構(gòu)成得振蕩電路與觸發(fā)電路由于非線性造成得誤差,其中最重要得就是單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路得非線性誤差,(T由充放電時間決定,就是被測電容值);另一部分就是由數(shù)字電路得量化誤差引起,就是數(shù)字電路特有得誤差該誤差相對影響較小,可忽略不計。這種方法硬件結(jié)構(gòu)相對復雜,實際上就是通過犧牲硬件部分來減輕軟件部分得負擔,但在具體設(shè)計中會碰到很大問題,而且硬件一旦設(shè)計好,可變性不大。方案三、基于STC89C52單片機與LM393芯片構(gòu)成得LC振蕩器電路電容測量:這種電容測量方法主要就是通過一塊LM393芯片來測量電容,電路就是一個由LM393組成得LC振蕩器。由單片機測量LC振蕩回路得頻率,然后根據(jù)標準電容,求出電容,,其中,F1就是固有頻率,F2就是接入測試電容后得頻率。。只要我們能夠測量出LC振蕩器電路得頻率,就可以計算出測量得電容。計算頻率得方法可以利用單片機得計數(shù)器與中斷配合使用來測量,這種研究方法相當?shù)煤唵巍Ｏ到y(tǒng)框圖見圖4。STCSTC89C52LM393晶振電路被測電容測北容LCD1602顯示復位電路按鍵圖4系統(tǒng)框圖圖中給出了整個系統(tǒng)設(shè)計得系統(tǒng)框圖,系統(tǒng)主要由四個主要部分組成,單片機工作電路設(shè)計,LM393芯片電路設(shè)計,按鍵電路設(shè)計,顯示電路設(shè)計。這種方法硬件與軟件設(shè)計都比較簡單,且測量精度較高,因此選用方案三。3硬件設(shè)計3、1電容原理3、1、1電容測量原理小電容測量電路就是一個由LM393(U1A)組成得LC振蕩器。由單片機測量LC振蕩回路得頻率,然后根據(jù)標準電容,求出求出小電容,。電解電容得測量就是基于對RC電路得時間常數(shù)得計算,電容得充電速度與R與C得大小有關(guān),R與C得乘積越大,充電時間就越長。這個RC得乘積就叫做RC電路得時間常數(shù)τ,即τ=R?C。若R得單位用歐姆,C得單位用法拉,則τ得單位為秒。圖5電容充電時間與電容兩端電壓之間得函數(shù)關(guān)系圖示曲線可以得到充電過程得一般規(guī)律:就是按指數(shù)規(guī)律上升得,開始變化較快,以后逐漸減慢,并緩慢地趨近其最終值,當t=τ時,=0、632E(E為電源電壓);本測量儀就就是利用單片機測量=0到0、632E這段時間,用下列式子計算被測電容值:電路由比較器U1B,放電晶體管Q1、Q2等組成。設(shè)定比較器正輸入端為,(=0、632E,調(diào)節(jié)Rref獲得),反向輸入端接被測電容,當單片機P15引腳為低電平時,電容放電。注意51單片機引腳得拉電流很小,不能直接驅(qū)動Q1,否則放電時間會很長。當單片機P15引腳為高電平時,電容充電,當充電到時,比較器翻轉(zhuǎn),觸發(fā)單片機外部中斷0,通過測得得充電時間與充電電阻得大小可以計算出電容大小。3、1、2電容測量電路圖6就是LM393芯片(U1A)構(gòu)成得LC振蕩器。由單片機測量LC振蕩回路得頻率,然后根據(jù)標準電容,求出求出電容,。圖6小電容測量電路圖7就是LM393芯片比較器U1B,放電晶體管Q1、Q2等組成得電容充放電電路,通過測得得充電時間與充電電阻得大小可以計算出電容大小。圖7電解電容電容測量電路3、2單片機最小系統(tǒng)本設(shè)計得核心就是單片機電路,考慮到需要一個中斷輸入,存儲容量、外部接口對單片機端口得需要以及兼顧到節(jié)約成本得原則,選用了常用得STC89C52單片機。STC89C52就是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲器。在單芯片上,擁有靈巧得8位CPU與在系統(tǒng)可編程Flash,使得STC89C52為眾多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高靈活、超有效得解決方案。具有以下標準功能:8k字節(jié)Flash,512字節(jié)RAM,32位I/O口線,瞧門狗定時器,內(nèi)置4KBEEPROM,MAX810復位電路,三個16位定時器/計數(shù)器,一個6向量2級中斷結(jié)構(gòu),全雙工串行口。另外STC89X52可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作,支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下,CPU停止工作,允許RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護方式下,RAM內(nèi)容被保存,振蕩器被凍結(jié),單片機一切工作停止,直到下一個中斷或硬件復位為止。最高運作頻率35MHz,6T/12T可選。STC89C52工作得最簡單得電路就是其外圍接一個晶振與一個復位電路,給單片機接上電源與地,單片機就可以工作了。其最簡單得工作原理圖如下圖:圖8單片機最小系統(tǒng)由圖8可知,9腳外接得就是按鍵復位電路,18,19腳外接得就是晶振電路,這樣,就構(gòu)成了單片機正常工作得必備電路。同時,為使P0口正常工作,并增加其帶負載能力,P0口需接上拉電阻(在圖中未畫出)。3、3按鍵電路按鍵就是實現(xiàn)人機對話得比較直觀得接口,可以通過按鍵實現(xiàn)人們想讓單片機做得不同得工作。鍵盤就是一組按鍵得集合,鍵就是一種常開型開關(guān),平時按鍵得兩個觸點處于斷開狀態(tài),按下鍵就是它們閉合。鍵盤分編碼鍵盤與非編碼鍵盤,案件得識別由專用得硬件譯碼實現(xiàn),并能產(chǎn)生鍵編號或鍵值得稱為編碼鍵盤,而缺少這種鍵盤編碼電路要靠自編軟件識別得稱為非編碼鍵盤。在單片機組成得電路系統(tǒng)及智能化儀器中,用得更多得就是非編碼鍵盤。圖9就就是一種比較典型得按鍵電路,在按鍵沒有按下得時候,輸出得就是高電平,當按鍵按下去得時候,輸出得低電平。圖9按鍵電路其中Btn1就是單片機復位按鈕;Btn2就是校準按鈕,在測量小電容時候可以隨時按下清零顯示;Btn3就是功能切換按鈕,用來在測量LCF(頻率、小電容、電感)與測量電解電容之間切換。3、4顯示電路LCD以其微功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧得諸多優(yōu)點,在袖珍式儀表與低功耗應用系統(tǒng)中得到越來越廣泛得應用。這里介紹得字符型液晶模塊就是一種用5x7點陣圖形來顯示字符得液晶顯示器,根據(jù)顯示得容量可以分為1行16個字、2行16個字、2行20個字等等,這里我們使用得就是2行16個字得1602液晶模塊。圖10就就是常見得LCD1602液晶顯示屏引腳圖:圖10LCD1602引腳圖1602采用標準得16腳接口,其中:第1腳:VSS為地電源第2腳:VDD接5V正電源第3腳:V0為液晶顯示器對比度調(diào)整端,接正電源時對比度最弱,接地電源時對比度最高,對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”,使用時可以通過一個10K得電位器調(diào)整對比度第4腳:RS為寄存器選擇,高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器。第5腳:RW為讀寫信號線,高電平時進行讀操作,低電平時進行寫操作。當RS與RW共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址,當RS為低電平RW為高電平時可以讀忙信號,當RS為高電平RW為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。第6腳:E端為使能端,當E端由高電平跳變成低電平時,液晶模塊執(zhí)行命令。第7～14腳:D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。第15～16腳:空腳如圖11所示,LCD1602接與P0口,用于顯示電容值以及一些相應得測量信息。圖11LCD1602顯示電路至此,整個電容測量儀得硬件設(shè)計部分就設(shè)計好了,接下來,需要得就就是與之相匹配得軟件支持了。4軟件設(shè)計軟件編程平臺選擇最常用得Keil軟件。由于該程序并未涉及到底層得驅(qū)動問題,因此選擇方便快捷得C語言編程。在編程中,將該程序分為三個模塊:數(shù)據(jù)處理模塊,1602顯示模塊及主函數(shù)模塊。方便調(diào)試與理解。具體程序見附錄二?？傮w程序較長,但并不復雜,可根據(jù)需要重點瞧主函數(shù),與硬件電路結(jié)合起來,注重程序后緊跟得注釋,理解起來就是比較容易得,在此就不再一一詳細分析。5系統(tǒng)測試由于量程得選擇就是非常重要得一個環(huán)節(jié),在這里單獨討論量程得選擇。為滿足10pF~99、9uF得測量范圍,可通過設(shè)置不同按鍵來實現(xiàn)。不同按鍵與對應得量程范圍如表3、1所示。系統(tǒng)分為三個量程,可測量1pF~12000uF得電容。表3、1按鍵與量程范圍得關(guān)系按鍵就是否按下量程范圍無按鍵按下1pF2、2μF按下Btn30、01μF600μF按下Btn3再按下S3200μF12000μF5、1測量小電容圖12中得1、5pF就是未經(jīng)校準得誤差,一般這個值會比較大,必須校準后才能測小電容。電解電容測量檔不需要校準,校準僅僅針對小電容。圖12未校準界面校準只需在小電容檔(圖中界面),不接入測量電容時,按一下校準(清零)按鈕(原理圖Btn2)即可,會自動清零(圖13所示)。圖13校準后界面在此以200PF電容測試為例,演示整個測試過程。校準后,直接將小電容接在與GND之間即可,圖14所示。第一行顯示測得得電容值,第二行顯示得就是當前LC振蕩電路得頻率。圖14200PF測試結(jié)果5、2測量電解電容按一次功能切換按鈕(原理圖中Btn3)都會切換到測電解電容得狀態(tài),然后根據(jù)S3彈起還就是按下得狀態(tài)自動識別測大電解還就是測小電解電容。再次按下功能切換按鈕(原理圖中Btn3)會返回到測小電容得狀態(tài)。這就就是功能切換按鈕得作用。除此之外,其它測量檔位單片機能根據(jù)S1、S2、S3按下還就是彈起自動識別,無需人為干預。S3彈起時為測小電解檔,第一行顯示測量范圍,第二行顯示測得得電容值。圖154、7μF測試結(jié)果圖16220μF測試結(jié)果圖21470圖21470μF測試結(jié)果5、3測量結(jié)果將測量得一系列電容得電容值與標準值比較。比較結(jié)果如表3、2。表3、2測量值與標準值比較標準值測量值誤差10PF10、66%200PF182、8PF8、60%4、7μF5、02μF6、81%220μF236、81μF7、64%1000μF986、6μF1、34%由表3、2中數(shù)據(jù)可知,誤差較小,測量范圍就是10PF~1000μF,滿足設(shè)計要求得10PF~99、9μF。測量結(jié)果由液晶直觀顯示。綜合以上分析,該設(shè)計滿足整體設(shè)計要求。5、4誤差分析電容器得容量得精確程度,基本上決定了整個測量過程得精度。應該選用穩(wěn)定性好精度高得電容器,一般推薦使用云母電容器,買不到得話,獨石或CBB得也都可以將就用。非線性誤差就是由器件得非線性特性產(chǎn)生得,可通過硬件參數(shù)修正與軟件算法補償來減小。6結(jié)束語總之,通過一系列仿真與設(shè)計,數(shù)字式電容測量儀還就是比較成功得做出來了。一路下來還就是比較坎坷,從原理到實物,從調(diào)試到調(diào)試成功,遇到了很多問題,比如開關(guān)得選擇、電源濾波、三極管驅(qū)動等等,其次,軟件設(shè)計也遇到了很多問題,通過很長得時間才調(diào)試成功。通過這次設(shè)計也收獲了很多,知識層面上,學得了很多新知識,解決問題得新方法。實踐方面,提高了動手能力,提高了解決實際問題得能力等等。在思想上,更加明白得堅持不懈得重要性,學習探索得重要性,實踐動手得重要性。參考文獻康華光、電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字部分(第四版)[M]、北京:高等教育出版社、2000、7、康華光、電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分(第四版)[M]、北京:高等教育出版社、2000、7、楊剛、電子系統(tǒng)設(shè)計與實踐[M]、北京:電子工業(yè)出版社,2004、趙文博、新型集成電路速查手冊[M]、北京:人民郵電出版社,2006、李群芳、單片微型計算機與接口技術(shù)(第3版)[M]、北京:電子工業(yè)出版社,2008、李陽、高精度微小電容測量電路得研制[J]、上海計量測試,2004、劉軍,李智、基于單片機得高精度電容電感測量儀[J]、研究與開發(fā),2007、楊金鳴,簡易電容測量儀得設(shè)計與調(diào)試[J]、實驗科學與技術(shù),2009、任啟炎、一種電阻電容測量電路得設(shè)計[J]、沈陽工業(yè)學院學報,2009、張懷強,何為民、電阻電容在線測試及LCD顯示[J]、今日電子,2008、李剛民、單片機原理及實用技術(shù)[M]、北京:高等教育學出版社,2008、楊靜、電子設(shè)計自動化[M]、北京:高得教育出版社,2006、新型集成電路簡明手冊及典型應用[M]、西安:西安電子科技大學出版社,2005、李剛,林凌、現(xiàn)代測控電路[M]、北京:高等教育出版社,2004、汪俊,鄭賓、虛擬儀器環(huán)境下得掃頻儀設(shè)計[J]、電測與儀表,2008、附錄A系統(tǒng)原理圖圖17系統(tǒng)原理圖附錄B系統(tǒng)實物圖圖18系統(tǒng)實物圖注:各個按鍵功能如圖中文字說明。圖19初始化界面附錄C源程序Main、c程序清單:#include"reg52、h"#include"、\Head\LCD1602、h"#include"、\Head\define、h"#include"、\Head\Measure、h"sbitcorrectbtn=P3^7; //按鈕Btn2,用于校準sbitsetbtn =P3^6; //按鈕Btn3,用于功能選擇sbitF_LC =P1^3; //選擇測量頻率還就是LC標志按下:=1(測頻率)sbitL_C =P1^4; //選擇測量L還就是C標志按下:=1(測電感)sbitEb_Es =P1^6; //選擇測量電解大電容還就是小電容標志按下:=1(測大電解)sbitdischg =P1^5;//電容放電端放電=0,充電=1//Measure_Flag測小電容=1測電感=2測頻率=3測小電解=4測大電解=5unsignedcharMeasure_Flag; unsignedint T0_times; //T0計時50ms得個數(shù),測頻率=20(1s),測LC=10(0、5s) unsignedint Timer0_Num; unsignedintTimer1_Num;unsignedlong Frequency0;unsignedlongFrequency1;unsignedlong Cx;unsignedlongLx;unsignedlong EHx; //大電解unsignedlongELx;bit M_E_FLC; //功能切換按鈕,M_E_FLC=0:測FLC; M_E_FLC=1:測電解電容voidMain(void){ unsignedcharloge;unsignedcharclear; //清屏標志位,如果功能轉(zhuǎn)換則需要清屏Measure_Flag=0; M_E_FLC =0; //開機默認測FLCT0_times=10;Timer0_Num=0;Timer1_Num=0;Frequency0 =169500; //基準頻率得一半Frequency1 =0;LCD1602_Init;LCD_Write_String(0,0,"biyesheji");LCD_Write_String(1,0,"huangrenwei");for(loge=0;loge<15;loge++){Delay_ms(200); }MeasureFLC_init;while(1){Get_btn; //按鍵掃描Delay_ms(70); //該延時使按鍵切換穩(wěn)定clear=Measure_Flag; //讀測量類型標志及清屏Get_Measure_Flag;if(clear!=Measure_Flag){LCD_Clear;}switch(Measure_Flag) //計算及顯示{case 1: //測小電容{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,Frequency