基于51单片机的数字电容测量仪

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基于51单片机的电容测量仪

基于单片机的电容测量仪设计摘要：本设计详细介绍了一种基于单片机的数字式电容测量仪设计方案及实现方法。

设计的主要方法是由LM393组成的LC 振荡器，由单片机测量LC 震荡回路的频率, 根据已知的电容值，通过单片机的运算功能，计算出电容容量，最后，再通过单片机的普通I/O口控制液晶屏显示出电容容量的计算结果。

系统的测量范围为1pF~12000μF, 具有多个量程，可根据用户需要由用户选择，与用户的交互是通过按键实现，不同量程的实现是通过开关的闭合与断开来选择不同的R 值，从而实现不同的量程。

同时，本设计注重设计方法及流程，首先根据原理设计电路，再通过protues仿真，利用keil编程，最后到焊接元器件，调试直至成功。

关键词：电容测量；LM393；LC震荡；单片机；LCD显示Design of capacitance measuring instrumentbased on single chip microcomputerAbstract:This design introduces a design scheme of digital capacitance measuring instrument based on MCU and the realization method. The design method of the LC oscillator is composed by LM393, measured by single chip microcomputer LC oscillating circuit frequency, according to the known capacitance value, through the single-chip computing function, calculate capacity, finally, through the microcontroller I/O port control LCD screen shows the calculation results of the electrical capacitance. The measurement range of 1pF~12000 μF, having a plurality of range, according to user needs can be selected by the user, the interaction with the user is achieved through the key, to achieve different range is through the on-off of the open selection of different R value, so as to achieve different range. At the same time, the design focus on the design method and process, according to the principle of circuit design, through the Protues simulation, using keil programming, and finally to the welding components, debugging until success.Keywords:capacitance measurement; LM393; MCU; LCD display LC shocks;目录1前言 (1)1.1电容测试仪的发展历史及现状 (1)1.2电容测量技术手段 (2)2系统方案设计 (3)2.1设计方案 (3)3 单元电路设计 (6)3.1 测量原理 (6)3.1.1 小电容测量原理 (6)3.1.2 电解电容测量原理 (7)3.2 硬件电路设计 (8)3.2.1 单片机电路设计 (8)3.2.2 LM393芯片电路设计 (9)3.2.3 按键电路设计 (10)3.2.3 显示电路设计 (11)3.3 软件设计 (12)3.4 量程范围设置 (13)3.5 原理图设计及设计结果 (14)3.5.1 原理图设计 (14)3.5.2 设计结果 (15)3 系统测试 (16)3.1 测量小电容 (16)3.2 测量电解电容 (18)3.3 测量结果 (19)3.4 误差分析 (20)4 结论与心得体会 (20)参考文献 (21)附录 (21)致谢 (40)1前言1.1电容测试仪的发展历史及现状当今电子测试领域，电容的测量已经在测量技术和产品研发中应用的十分广泛。

基于51单片机的数字电容测量仪

电子系统设计创新与实习报告设计课题基于单片机的电容测量仪设计学院信息科学与工程学生姓名学号专业班级队友指导教师设计时间 2014.6.4-2014.7.3本设计详细介绍了一种基于单片机的数字式电容测量仪设计方案及实现方法。

设计的主要方法是采用555芯片构成单稳态触发器,将电容容量转换为脉冲宽度。

通过单片机的计时器测量脉宽, 根据已知的R值，通过单片机的运算功能，计算出电容容量,最后，再通过单片机的普通I/O口控制液晶屏显示出电容容量的计算结果。

系统的测量范围为10pF~ 500uF, 具有多个量程，可根据用户需要由用户选择，与用户的交互是通过键盘实现，不同量程的实现是通过单片机的I/O口控制继电器的吸合与断开来选择不同的R值，从而实现不同的量程。

同时，本设计注重设计方法及流程，首先根据原理设计电路，再通过protues仿真，利用keil 编程，进而借助altium designer 制作PCB，最后到焊接元器件，调试直至成功。

1 系统方案设计1.1 设计说明及要求1.1.1 设计说明框图中的外接电容是定时电路中的一部分。

当外接电容的容量不同时，与定时电路所对应的时间也有所不同，即C=f(t)，而时间与脉冲数目成正比，脉冲数目可以通过计数译码获得。

1.1.2 设计要求（1）基本要求①自制稳压电源。

②被测电容的容量在10pF至10000μF范围内③设计四个的测量量程。

④显示测量结果，测量误差小于2.5%。

数字显示：显示分辨率:每档满量程的0.1%；电容测量：电压可选择5V,25V,50V；为实现该设计，达到相应的设计要求，本次设计中考虑了三种设计方案，三种设计方案中主要区别在于硬件电路和软件设计的不同，对于本设计，三种方案均能够实现，最后根据设计要求、可行性和设计成本的考虑选择了基于STC89C52单片机和555芯片构成的单稳态触发电路测量电容的方案。

现在一一介绍论证如下。

1.3方案Ⅱ根据积分电路原理可得C=Ui*dt/R*Uo，将经过RC充电电路后，输出的与电容对应的电压值输入到ADC0809中，经过处理后，将相应的数值传到单片机里，再通过公式运算，求得相应的电容C值，在LCD上显示。

51单片机做电容测量仪解析

第十三届“长通杯”大学生电子设计竞赛电容测量仪（A题）2016年5月14日摘要电容测量仪装置是一种精度高、测试范围宽、操作简便、功能完善的电容测量仪。

随着科技的不断发展，电容在电路中有着越来越多的应用，其容量大小直接决定着电路的稳定性和准确性。

因此，电容值的的测量在日常使用中不可避免。

为了深入了解和学习52单片机的功能，本设计采用STC89C52和555振荡器为主要元件对电容进行测量。

先将555设计为多谐振荡器产生输入脉冲信号，然后利用单片机对脉冲进行中断计数，再使用公式计算出电容值。

在多谐振荡器终端加一个HD74LS08（二输入与门）稳定输出波形，从而使测量中更精确。

多谐振荡器会因为连接电阻值的不同而产生的方波的频率不同，从而可以变换档位测量容量差距较大的电容。

如果在工程问题中想寻找出符合要求的电容，便可通过矩阵键盘输入相应的电容值的范围，以方便筛选。

当电容测定完以后，其数值通过LCD1602显示出来，以便阅读。

关键词：STC89C52单片机；电容测量；555定时器；LCD1602；目录1系统方案...................................................................................................... 错误！未定义书签。

1.1 电容测量仪的论证与选择.............................................................. 错误！未定义书签。

1.2 控制系统的论证与选择.................................................................. 错误！未定义书签。

2系统理论分析与计算.................................................................................. 错误！未定义书签。

基于51单片机的数字电容测量仪设计毕业设计

电子系统设计创新与实习报告设计课题基于单片机的电容测量仪设计毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。

基于51单片机的电容电感测量仪设计

2019年24期众创空间科技创新与应用Technology Innovation and Application基于51单片机的电容电感测量仪设计*王杰（铜陵学院电气工程学院，安徽铜陵244061）在平常电子电路实验中，我经常会用到一些电容和电感，当我们用它的时候，我们是直接通过其自身的颜色标记或者买来的标签上面来读取它的容量或感量。

如果在某个电路中由一个未知值得电容或电感，或者电路中有个寄生的电容存在，那我们又该如何知道它的大小呢。

本文就介绍了一个用单片机构成的可以测量小容量电容电感的简易测量仪。

1测量仪设计原理该电容电感测量仪的测量原理就是基于测量振荡器频率的方法，测量仪的核心是一个由LM311芯片组成的振荡器，可以测出LC 振荡电路中的电容和电感的值。

不过由于单片机测量频率的范围有限，同时也为了减小测量误差，当单片机在测量LC 振荡回路频率的时候，可以先测量一个标准已知电容的振荡频率，然后再根据此基准电容值计算得出被测的电容量和电感量[1]。

2硬件电路的设计电容电感测量仪的硬件电路主要包括LC 振荡器、51单片机和LED 显示器这三大件。

其中LC 振荡器是由电容、电感，电阻和LM311比较器芯片组成。

在电路组装好之后，要对电路进行检查，看其振荡器是否能正常起振，可以用示波器在LM311的7引脚观察有无振荡波形输出，如果有，则可初步判定振荡器可以正常工作。

3LC 振荡电路设计当电容电感全为未知的时候，我们可以先用RC 振荡器先测量出电容的值，当电容值知道后，再将被测电感和电容组成一个LC 振荡电路，再测出电感的值。

其原理为把被测电容和电阻串联，构成RC 网络，即一个RC 振荡器，该振荡器的周期为T=A 0×RC ，A 0为常数，当R 为已知的时候，测出振荡器的周期即可算出电容的值。

然后把求得的电容值代入LC 振荡电路中，根据其振荡频率f=1/2π√LC [5]，测出此时振荡器的频率后即能算出电感的量[2]。

基于单片机的高精度电容电感测量仪

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正弦信号ｕ
标准电阻Ｒ待测电感或电容图３电压比例测量电路
控制继电器切换电路和编程来实现。在单片机的运算和控制下，可以实现量程的自动转换。
在电压模值的计算中应该注意的是：测量电容时，电容电压Ｌｋ的相位落后标准电阻上电压Ｕ＿的相位９０。，如图４所示。而测量电感时情况则相反，如图５所示。电流的相位跟标准电阻上电压相位相同。
［４］陈江华．一种实用的电容、电感和电阻自动测量仪［Ｊ］．计量与测试技术，２００２（１）：２１—２２．
度和高稳定度的波形产生芯片ＡＤ９８５０。
２硬件电路
２．１系统组成框图
本设计硬件部分主要由以下几个部分组成：（１）５ｌ单片机作为主控制处理器，其主要任务是控制测量，获取数据和量程转换；（２）ＡＤＣ模数转换器；（３）标准正弦波产生芯片ＡＤ９８５０；（４）斩波自稳零式精密运放ＩＣＬ７６５０；（５）高精度交流／有效值转换芯片ＡＤ６３７；（６）１６０２液晶模块负责显示测量数据。系统框图如图１所示。２．２测量信号产生电路
此不能采用直流来产生测量信号，而只能采用交流信号。
在角频率为∞的交流信号的作用下，电容和电感获得的电
压分别为：
ｒ
Ｄｊ一—Ｌ＿
（２）
‘
Ｊ“凡々
ＵＩ—ｊｊ“ＪＬ。
（３）
式中：ｅ和Ｌ。为待测电容和电感。
标准元件的选择有许多种方法，但为了提高测量精度
和降低成本，本设计采用了标准电阻，它获得的电压为：
Ｄ＿兄一豫。
Ｈｉｇｈ。ｐｒｅｃｉｓｉｏｎｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｆｏｒｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｃａｐａｃｉｔｏｒａｎｄ

基于单片机的电容测量仪

基于单片机的电容测量仪 The latest revision on November 22, 2020基于单片机的电容测量仪设计摘要：本设计详细介绍了一种基于单片机的数字式电容测量仪设计方案及实现方法。

同时，本设计注重设计方法及流程，首先根据原理设计电路，再通过protues仿真，利用keil编程，最后到焊接元器件，调试直至成功。

毕业设计(论文)基于单片机的电容测量仪设计

2基于单片机电容测量硬件设计
2.1设计方案
本次设计中考虑了三种设计方案，三种设计方案中主要区别在于硬件电路和软件设计的不同，对于本设计三种方案均能够实现，最后根据设计要求、可行性和设计成本的考虑选择了基于AT89C51单片机和555芯片构成的多谐振荡电路的测量的方案。现在一一介绍论证如下：
方案一、利用多谐振荡原理测量电容测量原理如下图所示。电容C电阻R和555芯片构成一个多谐振荡电路。在电源刚接通时(K合上)，电容C上的电压为零，多谐振荡器输出为高电平通过R对电容C充电。当C上冲得的电压 = 时，施密特触发器翻转，变为低电平，C又通过R放电，下降。当 = 时施密特触发器又翻转，输出又变为高电平，如此往复产生震荡波形。
内部时钟方式：内部时钟方式电路图如下图所示。
图7内部时钟电路
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。
基于单片机的电容测试仪设计
前言
目前，随着电子工业的发展，电子元器件急剧增加，电子元器件的适用范围也逐渐广泛起来，在应用中我们常常要测定电容的大小。
在电子产品的生产和维修中，电容测量这一环节至关重要，一个好的电子产品应具备一定规格年限的使用寿命。因此在生产这一环节中，对其产品的检测至关重要，而检测电子产品是否符合出产要求的关键在于检测其内部核心的电路，电路的好坏决定了电子产品的好与坏，而电容在基本的电子产品的集成电路部分有着其不可替代的作用。同样，在维修人员在对电子产品的维修中，电路的检测是最基本的，有时需要检测电路中各个部件是否工作正常，电容器是否工作正常。因此，设计可靠，安全，便捷的电容测试仪具有极大的现实必要性。

基于51单片机的rlc测量仪的设计与实现

基于51单片机的RLC测量仪的设计与实现【内容摘要】为实现RLC测量操作简洁化、携带便携化和价格低廉化等性能。

文设计了一款基于51单片机的RLC测量仪系统。

系统由STC89C52单片机、NE555芯片、CD4052开关、LCD1602显示器以及LC震荡电路组成。

经测试结果表明：该系统具有测量电阻，电容以及电感等功能，电阻测量范围100Ω~1M Ω，电容测量范围100pF~10000pF，电感测量范围100uH~1000mH；测量精度：±5%，具有较好的应用价值和参考意义。

【关键字】STC89C52；NE555；CD4052；LCD162；电容三点1前言1.1课题研究背景现如今在电子测试方面，电阻，电容和电感的测量在测试技术和产品研发应用得非常普遍，国内外电阻、电容和电感测试发展历史悠久，方法多如牛毛，本文整理了一些常用的方法，如下：电阻测量按照其产生恒流源的方法分为三种：电位降法、比例运算器法以及积分运算器法。

比例运算器法测量的缺陷为误差稍大，积分运算器法更适合用于高电阻的测量。

经典的电容测试有两种方式，一种是谐振法，另一种是电桥法，尽管谐振测试法电路具备测量简单，速度快的优势，但是精度低；电桥测试法则是具有测量精度高的有点，但是速度慢。

在数字化测量的高速发展下，电容的测量在速度和精度上有很大的提高，然而电容最常用的数字化测量方法则是恒流法与比较法。

电感测量最为常用的是交流电桥法，尽管交流电桥法能够比较准确的测量出电感值，然而该法不仅交流电桥的平衡过程复杂，难以调节，而且由测量Q 的值去确定电感的方法误差较大。

在数字化测量的影响下，相关技术人员又研发出电感的数字化测量的便捷方法，最为常用是时间常数法和同步分离法。

1.2国内外发展现状纵横国内外，有很多测试厂家一直致力于RLC测试仪的研发生产，国际的测试厂家主要产品有美国的安杰伦、惠普和美的福禄克、日本本置等，其中产品做得更为优秀的以安杰伦和惠普福禄克系列为主，其公司生产的测试产品不仅体积小、基本精度可达到0.1%、测试频率的应用范围由十几赫兹扩展到达几十兆赫兹并且用户可选择多种方式测试运行频率，测试速度也非常快。

基于单片机的电容测量仪设计.

C N 106 100
C N 101 106 100
C N 102 106 100
1~50uF 0.1~5uF 0.01~0.5uF
第四档:R4=77.2k C N 103 106 0.001~0.05uF 100
软件设计流程
程序设计流程图
2020/3/2
系统的软件部分是系统实现功能的关键，软件部分是在Keil51的平台上使用是C语言编写程序。本系统通过一个测量按键启动整个测量程序，通过外部中断零INT0来控制计数器T0的开始和停止， INT0 采用边沿触发方式，在第一个脉冲边沿启动T0，使 T0开始计数，在第二个脉冲边沿停止T0计数，然后通过对数据的计算和处理最后将数据显示在LCD1602 上。
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。
结束
2020/3/2
谢谢！
C T 0.772 R
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=77.2 第二档：R2=772 第三档:R3=7.72k
态的状态下，555芯片输出一定频率的方波，
其频率的大小跟被测量的电容之间的关系

基于单片机的电容测量

基于单片机的电容测量随着科技的不断发展，单片机已经成为了现代电子技术中不可或缺的一部分。

它具有高效、集成度高、处理能力强等优点，被广泛应用于各种嵌入式系统中。

而电容测量作为电子测量中的重要组成部分，对于单片机来说具有重要的应用价值。

本文将介绍一种基于单片机的电容测量方法。

一、单片机与电容测量概述单片机是一种集成电路芯片，内部集成了计算机的基本单元，包括中央处理器、存储器、输入输出接口等。

它能够实现各种数字信号处理、控制、通信等功能，具有体积小、功耗低、可靠性高等优点。

而电容测量则是通过测量电容值来实现对被测物体参数的检测，常被应用于各种物理量、化学量、生物量等的测量。

二、基于单片机的电容测量系统设计基于单片机的电容测量系统主要包括单片机、测量电路和显示模块三个部分。

其中，单片机作为核心控制单元，负责处理测量数据并控制整个系统的工作流程；测量电路包括电容传感器和信号处理电路，用于实现电容值的测量；显示模块则将测量结果显示出来。

1、单片机选型与编程在基于单片机的电容测量系统中，单片机的选型与编程是至关重要的环节。

常见的单片机型号包括STM32、PIC、AVR等，其中STM32系列单片机具有处理速度快、功能丰富、易于开发等优点，因此被广泛应用于各种嵌入式系统中。

在编程方面，一般采用C语言或汇编语言进行编程，其中C语言由于可读性强、易于维护等特点而得到广泛应用。

2、测量电路设计测量电路是实现电容测量的关键部分，主要包括电容传感器和信号处理电路。

电容传感器是将被测物体转换为电容值的变化，而信号处理电路则将这种微小的电容变化转化为可读的电压信号，并传输给单片机进行数据处理。

常用的信号处理电路包括放大器、滤波器、运算放大器等。

3、显示模块设计显示模块用于将测量结果显示出来，一般采用LED或LCD显示屏。

其中，LED显示屏具有亮度高、寿命长、功耗低等优点，而LCD显示屏则具有显示清晰、色彩丰富等优点。

在基于单片机的电容测量系统中，一般采用LED显示屏作为显示模块。

基于51单片机RLC测量仪

#include "51.h"#include "cry12864.C"#include "cry12864.h"#include "key.c"#include "kaishi.c"#define TIMER 32768//引用外部变量的声明extern unsigned int key_val;extern unsigned char key_Flag;unsigned long Cap_Tar=0,cap_first=0,cap_last=0,pulse=0,time=0,Value,Lf,F; double R=0,CZ,L,f;unsigned char flag=0;/***********时钟设置************/void Init_clk(){ unsigned char i;do {IFG1 &= ~OFIFG; // 清除振荡器失效标志for(i = 0Xff;i > 0;i--); // 稳定时间}while((IFG1 & OFIFG) != 0); // 如果振荡器失效标志存在BCSCTL2 |=SELM_2+SELS; // SMCLK ＝LFXT2CLK}/*********捕获设置**********/void Init_cap(){ P1DIR&=~BIT3;//P1.3输入P1SEL|=BIT3;//p1.3复用为TA0TACCTL2=CM_2+SCS+CCIS_0+CAP+CCIE;//下降沿捕获+同步捕获+CCIxA(P1.3)+捕获模式+捕获中断使能CCR0=TIMER;TACTL=TASSEL_1+MC_1+TAIE+TACLR;//时钟源ACLK+增计数模式+TAIFG中断请求使能}//timer_B设置。

void Init_TB(){ P1DIR=0xfe;P1SEL|=BIT0; //闸门法测频输入口为P1.0TBCCTL0 = CCIE; //使能CCR0中断TBCCR0 = 1023; //设定周期0.25STBCTL = TBSSEL_1 + ID_3 + MC_1; //定时器b的时钟源选择ACLK，增计数模式CCTL0=CCIE;TACTL = TASSEL_0+MC_2; //外部引脚TACLK信号+连续计数模式TAR=0;}/****************显示界面********************/const uchar hang1[] = {"R L C 测量："};const uchar hang2[] = {"电阻请按:1"};const uchar hang3[] = {"电容请按:5"};const uchar hang4[] = {"电感请按:9"};/***************测量界面********************/const uchar hang5[] = {" 100~20KΩ请按:2"};const uchar hang6[] = {" 20K~15MΩ请按:3"};const uchar hang7[] = {"R= "};const uchar hang8[] = {"退出测量请按键13"};const uchar hang9[] = {"101p~104pF请按:6"};const uchar hang10[] = {"104pF~47uF请按:7"};const uchar hang11[] = {"C= "};const uchar hang12[] = {"退出测量请按键13"};const uchar hang13[] = {"电感: uH"};const uchar hang15[] = {"返回电阻测量键1:"};const uchar hang16[] = {"返回电容测量键5:"};const uchar hang14[] = {" 退出测量请复位"};const uchar hang17[] = {"电阻KΩ"};/***************************主函数*************************/void main( void ){ P6DIR=0xff;int K;WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; // Stop watchdog timer to prevent time out resetInit_clk(); //初始化时钟Ini_Lcd(); //初始化液晶Init_Keypad(); //初始化键盘端口huanying();Disp_HZ(0x80,hang1,6);Disp_HZ(0x90,hang2,5);Disp_HZ(0x88,hang3,5);Disp_HZ(0x98,hang4,5);while(1){ Key_Event();Check_Key();if(key_Flag==1){key_Flag=0;K=key_val;}/**********电阻计算**********/if(K==1){ P1DIR=0xff; //关闭P1口防止干扰P1OUT=0xff;Init_cap(); //初始化CAPTBCCTL0 =~ CCIE; //关闭CCR0中断double Rc=0,RA=0;Disp_HZ(0x80,hang5,8);Disp_HZ(0x90,hang6,8);Disp_HZ(0x88,hang7,8);Disp_HZ(0x98,hang8,8);_EINT(); //打开中断while(1) {Key_Event();Check_Key();if(key_Flag==1){ key_Flag=0;K=key_val;}if(K==2) //电阻第一档100~20K欧姆显示Ω{P6OUT=0xe6;Rc=1;RA=1000;const uchar hang22[] = {" Ω"};while(flag){ _DINT();flag=0; //清楚捕捉标志f=pulse;R=1.4427/((Rc*1e-6)*f)-RA;R=R*100;R=R/2;if(R<11000){ R=R-R*0.07; }if(R>17000&&R<30000){R=R+R*0.08; }Value=(unsigned long)(R);Disp_ShuZhi(0x89,Value);Disp_HZ(0x8e,hang22,2);Init_cap(); //初始化CAP_EINT();}}else if(K==3) //电阻第二档20K欧姆显示KΩ{P6OUT=0xe7;Rc=10;RA=20;const uchar hang22[] = {" KΩ"};while(flag) { _DINT();flag=0; //清楚捕捉标志f=pulse;R=1.4427/((Rc*1e-6)*f)-RA;R=R*100;R=R/2;if(R>120000){ R=R-R*0.12; }Value=(unsigned long)(R);Disp_ShuZhi(0x89,Value);Disp_HZ(0x8e,hang22,2);Init_cap(); //初始化CAP_EINT();}}if(K==13){_DINT();f=0;pulse=0;Value=0;TAR=0; break;}}}/*************电容计算************/else if(K==5){P1DIR=0xff; //关闭P1口防止干扰P1OUT=0xff;Init_cap(); //初始化CAPTBCCTL0 =~ CCIE; //关闭CCR0中断double R1=0,R2=0;Disp_HZ(0x80,hang9,8);Disp_HZ(0x90,hang10,8);Disp_HZ(0x88,hang11,8);Disp_HZ(0x98,hang12,8);_EINT(); //打开中断while(1){ Key_Event();Check_Key();if(key_Flag==1){ key_Flag=0;K=key_val; }if(K==6)//电容第一档100~10000pF{P6OUT=0xef;R1=1000;R2=1000;const uchar hang23[] = {"pF"};while(flag){_DINT();flag=0; //清楚捕捉标志f=pulse;CZ=1.4427/((R1+2*R2)*f);CZ=CZ*100*1e+9;if(CZ<90000){CZ=CZ-CZ*0.24;}Value=(unsigned long)(CZ);Disp_ShuZhi(0x89,Value);Disp_HZ(0x8f,hang23,1);Init_cap(); //初始化CAP_EINT();}}else if(K==7)//电容第二档0.1~47uF { P6OUT=0x6f;R1=990.4;R2=988.8;const uchar hang23[] = {"nF"}; while(flag){ _DINT();flag=0; //清楚捕捉标志f=pulse;CZ=1.4427/((R1+2*R2)*f);CZ=CZ*100*1e+9;if(CZ>=400000&&CZ<1000000){CZ=CZ-CZ*0.10;}if(CZ>=1000000&&CZ<2500000){CZ=CZ-CZ*0.15;}if(CZ>=4800000){CZ=CZ-CZ*0.17;}if(CZ>=9000000){CZ=CZ-CZ*0.28;}Value=(unsigned long)(CZ);Disp_ShuZhi(0x89,Value);Disp_HZ(0x8f,hang23,1);Init_cap(); //初始化CAP_EINT();}}if(K==13){_DINT();f=0;pulse=0;Value=0;TAR=0; break;}}}/*************电感计算************/ else if(K==9){P1DIR=0xff; //关闭P1口防止干扰P1OUT=0xff;//P6OUT=0xff; //关闭电阻和电容通道Init_TB(); //初始化TBDisp_HZ(0x80,hang13,8);Disp_HZ(0x90,hang14,8);Disp_HZ(0x88,hang15,8);Disp_HZ(0x98,hang16,8);_EINT(); //打开中断while(1) { Key_Event();Check_Key();if(key_Flag==1){ key_Flag=0;K=key_val; }while(flag){_DINT();flag=0; //清楚捕捉标志Init_TB(); //初始化TB_EINT();}if(K==13){_DINT();f=0;Value=0;TAR=0;break;} } } } }#pragma vector=TIMERA1_VECTOR__interrupt void TimerA1_ISR(void){ switch(TAIV){case 2:break;case 4:{Cap_Tar++; } break;case 10: {pulse=Cap_Tar-1;Cap_Tar=0;flag=1; }break; }}#pragma vector = TIMERB0_VECTOR__interrupt void Timer_B (void){ double LC=0.090465;F=TAR;Lf=4*F;f=Lf;L=0.0253/(LC*f*f);L=L*100*1e+12;L=L-L*0.08;Value=(unsigned long)(L);Disp_ShuZhi(0x82,Value); TAR=0;flag=1;}。

基于单片机的数字电容测量仪

电子技术实验报告设计课题基于单片机的数字式电容仪设计学院信科院姓名陈见峰学号 10专业班级电信10-1 指导教师蒋存波设计时间【摘要】随着科技的不断发展，人类的不断进步，在电子技术领域的发展可谓突飞猛进，然而电容器在电子线路中得到广泛的应用，它的容量大小对电路的性能有着重要的作用。

因此，电容量的测量在日常使用中就不可避免。

本设计详细介绍了一种基于单片机的数字式电容测量仪设计方案及实现方法。

设计的主要方法是采用555芯片构成单稳态触发器,将电容容量转换为脉冲宽度。

【关键词】电容测量; 脉冲宽度; 单稳态触发器; 单片机; lcd显示目录1 系统方案设计设计说明及要求设计说明框图中的外接电容是定时电路中的一部分。

当外接电容的容量不同时，与定时电路所对应的时间也有所不同，即C=f(t)，而时间与脉冲数目成正比，脉冲数目可以通过计数译码获得。

设计要求（1）基本要求 ① 自制稳压电源。

② 被测电容的容量在10pF 至10000μF 范围内 ③ 设计四个的测量量程。

④ 显示测量结果，测量误差小于%。

数字显示：显示分辨率:每档满量程的%；电容测量：电压可选择5V ,25V ,50V ；为实现该设计，达到相应的设计要求，本次设计中考虑了三种设计方案，三种设计方案中主要区别在于硬件电路和软件设计的不同，对于本设计，三种方案均能够实现，最后根据设计要求、可行性和设计成本的考虑选择了基于STC89C52单片机和555芯片构成的单稳态触发电路测量电容的方案。

怎样设计一个基于AT89S51单片机的电容测试仪？

怎样设计一个基于AT89S51单片机的电容测试仪？
1 引言
随着电子工业的发展，电子元器件急剧增加，电子元器件的适用范围也逐渐广泛起来，在应用中我们常常要测定电容的大小［1］。

因此，一种简单、实用的电容测试工具在实际中具有一定的实用价值。

一般元件参数的数字化测量是把被测参数转换成频率后再进行测量［2］，本设计采用555为核心的振荡电路，将被测电容值转化为频率，并利用AT89S51处理器测量出频率，再通过该频率值计算出电容参数值。

2 系统的原理框图
系统主要采用了555定时器构成的RC振荡电路和单片机技术。

设计思路：被测电容C通过RC振荡转换成频率信号f，送入单片机测频，对该频率进行运算处理求出被测电容的值，并送显示器显示。

系统框图如图1所示，其主要由测量电路和控制电路两部分组成。

当接入被测电容后，由555定时器构成RC振荡器产生方波信号，把此信号通过接口传到AT89C51单片机
I/O口上，对此方波信号进行测频，通过软件编程，计算出得到被测电容值，由LCD1602液晶显示。

图1 系统框图。

基于51单片机的数字电容测量仪

. .电子系统设计创新与实习报告设计课题基于单片机的电容测量仪设计学院信息科学与工程学生学号专业班级队友指导教师设计时间2014.6.4-2014.7.3本设计详细介绍了一种基于单片机的数字式电容测量仪设计方案及实现方法。

设计的主要方法是采用555芯片构成单稳态触发器,将电容容量转换为脉冲宽度。

系统的测量围为10pF~ 500uF, 具有多个量程，可根据用户需要由用户选择，与用户的交互是通过键盘实现，不同量程的实现是通过单片机的I/O口控制继电器的吸合与断开来选择不同的R值，从而实现不同的量程。

1系统方案设计1.1 设计说明及要求1.1.1 设计说明框图中的外接电容是定时电路中的一部分。

当外接电容的容量不同时，与定时电路所对应的时间也有所不同，即C=f(t)，而时间与脉冲数目成正比，脉冲数目可以通过计数译码获得。

1.1.2 设计要求（1）基本要求①自制稳压电源。

②被测电容的容量在10pF至10000μF围③设计四个的测量量程。

④显示测量结果，测量误差小于2.5%。

现在一一介绍论证如下。

基于51单片机的电阻_电容_电感测试仪_郝鹏

2011年第20期●0.引言随着电子工业的发展，电子元器件急剧增加，电子元器件的适用范围也逐渐广泛起来，在应用中我们常常要测定电阻，电容，电感的大小。

因此，设计可靠，安全，便捷的电阻，电容，电感测试仪具有极大的现实必要性。

由于测量电阻，电容，电感方法多并具有一定的复杂性，所以本次设计以单片机MCS-51为核心，在参考555振荡器基础上拟定的一套自己的设计方案。

是尝试用555振荡器将被测参数转化为频率，这里我们将RLC 的测量电路产生的频率送入AT89C52的计数端，通过定时并且计数可以计算出被测频率，再通过该频率计算出各个参数。

1.系统原理框图本设计中，考虑到单片机具有物美价廉、功能强、使用方便灵活、可靠性高等特点，拟采用MCS-51单片机为核心来实现电阻、电容、电感测试仪的控制。

系统分四大部分：测量电路、控制电路、通道选择和显示电路。

系统设计框图如图1如下所示。

图1系统原理框图2.电阻、电容、电感测试仪系统硬件设计该测试仪的核心部分是实现各种功能的电路板，该系统主要包括MCS-51单片机电路、LED 数码管电路与键盘电路、测量电感电路、多路选择开关电路和测量电阻、电容电路。

2.1MCS-51单片机电路的设计在本设计中，考虑到单片机构成的应用系统有较大的可靠性，容易构成各种规模的应用系统，且应用系统有较高的软、硬件利用系数。

还具有可编程性，硬件的功能描述可完全在软件上实现。

另外，本设计还需要利用单片机的定时计数器、中断系统、串行接口等等，所以，选择以单片机为核心进行设计具有极大的必要性。

在硬件设计中，选用MCS-51系列单片机，其各个I/O 口分别接有按键、LED 灯、七位数码管等，通过软件进行控制。

2.2测量电阻、电容电路设计2.2.1测量电阻电路设计定时器555是一种用途很广的集成电路，只需外接少量R 、C 元件，就可以构成多谐、单稳及施密特触发器。

电阻测量采用脉冲计数法，由555电路构成的多谐振荡电路，通过计算振荡输出的频率来计算被测电阻的大小。

基于51单片机的LCR测量仪设计

Rx Lx C测量仪摘要：把R、L、C转换成频率信号f,转换的原理分别是RC振荡电路和LC电容三点式振荡电路。

单片机计数得出被测频率，由该频率计算出各个参数值，数据处理后，送显示。

关键词：RC振荡电路LC电容三点式R、L、C measure instrumentLiu zaile Zhou qunwei Lv xiaojuan(Nanhua University Heng Yang Hunan 421001)Teacher： Wang YanAbstract：The resistance N the inductance and the capacitance are translated into frequency on account of RC surging circuit and LC surging circuito Single chip was measured frequency and computed each parameter value from this frequency, showing the parameteroKey words: RC surging circuit LC surging circuit.第一章系统设计 (3)1.1设计要求 (3)1. 1. 1设计任务 (3)1. 1. 2技术要求 (3)1.2方案比较 (3)1.3方案论证 (4)1. 3. 1总体思路 (4)1. 3. 2设计方案 (4)第二章主要电路设计与说明 (5)2. 1 TS556芯片简介 (5)2. 1. 1芯片的顶视图及各引脚的功能 (5)2. 1. 2芯片的等效功能方框图及工作原理 (5)2. 2 CD4066芯片的简介 (7)2.3测Kt的RC振荡电路 (7)2. 3. 1用556时基电路构成多谐振荡器 (7)2. 3. 2测量电阻的电路模块 (9)2. 4测的RC振荡电路 (10)2. 5测厶v的电容三点式振荡电路 (11)第三章软件设计 (11)第四章系统测试 (12)4. 1测试仪器 (12)4. 2指标测试及误差分析 (12)4. 2. 1电阻的测量 (12)4. 2. 2电容的测量 (13)4. 2. 3电感的测量 (13)第五章总结 (13)参考文献 (13)附录 (14)附录1元器件淸单 (14)附录2程序淸单 (15)附录3总体电路图 (17)附录4印制板图 (18)附录5系统使用说明 (19)第一章系统设计「1设计要求1. 1. 1设计任务设计并制作一台数字显示的电阻、电容和电感参数测试仪，示意框图如下:1. 1- 2技术要求基本要求（1）测量范围电阻100 Q〜1MQ电容100 pF〜10000 pF电感100 PH〜10 mH（2）测量精度±5%（3）制作4位数码管显示器，显示测量数值，并用发光二极管分别指示所测元件的类别和单位发挥部分（1）扩大测量范用（2）提髙测量精度（3）测量量程自动转换1- 2方案比较目前，测量电子元件集中参数R. L、C的仪表种类较多，方法也各不相同，这些方法都有其优缺点。

基于单片机的电容电阻测量仪的设计

基于单片机的电阻电容测量仪的设计摘要电阻和电容作为电路设备中的两个最重要的电子元件，也是物理学中两个个最基本的物理参数，它们的测量在工业、军事、电力以及日常生活的家电维修等领域都十分普遍，通过对它们的测量我们能够检测设备的运行并进行故障检测。

随着电子工业的发展，电子元器件增加，电子元器件的适用范围也渐渐广泛起来，在实验应用中我们时常要测定电阻，电容的大小。

所以，设计可靠、安全、便捷的电阻、电容测量仪具有非常大的现实必要性。

在系统硬件设计中，以51单片机为核心的电阻、电容测量仪，将电阻，电容，使用对应的振荡电路转化为频率实现各个参数的测量，通过按键可以对被测量类型进行选择。

其中电阻和电容是采用555多谐振荡电路产生的。

在系统的软件设计是以Keil为平台，使用C语言编程编写了系统应用软件；包括主程序模块、显示模块、电阻测试模块、电容测试模块。

仿真实验过后，确定方案的可行性吗。

最后，在实验室里做出了一个实物，并且在利用一定数量的电阻、电容元器件进行了测试，结果表明该样机的功能和指标达到了设计的要求。

关键词：单片机；电容电阻；振荡电路第1章绪论1.1电阻电容测量仪的意义和目的单片机是一种以计算机为基础的微型控制元件。

在控制器械中有着不可替代的优势.他可以实现编程控制，有较多的输入输出接口，体积小，运算速度快。

把单片机用于测量仪表中，可以实现仪表的自动化、智能化.便携化。

而且，因为其运算速度快可靠性高，可以提高仪表的测量速度、精确度、和可靠性。

通常情况下，电路参数的数字化测量是把被测参数传换成直流电压或频率后进行测量。

电阻测量依据产生恒流源的方法分为电位降法、比例运算法和积分运算法。

比例运算法测量误差较大、积分运算法可以用来测量大电阻。

为了实现数字化测量本此设计用振荡电路。

电容的测量方法较多比如电桥法、阻抗法、谐振法、恒流法和比较法等。

电桥法可以实现高精度，但是电路过于复杂且无法实现自动化控制.阻抗法对低失真的正弦波和高精度的A/D有较高要求，且计算复杂。