自制电容表

自制电容表(转)

2008年03月17日星期一 09:27

自制电容表

很多贴片电容都没有标明电容值，而我又舍不得扔了它们；自己做电路玩时，经常看到一些废电路板上有很多贴片电容，可以拆下来用，但是却看不到容量，很郁闷。所以我决定做一个电容表来测试它们的容量。

我用单片机8952和电压比较器339做了一个简单的电容容量测量表，参数大

致如下：

电容测量范围为1pF-9999.99uF，最小分辨力为1pF。分为5个量程，可以自

动切换量程，也可手动切换。

另外，有简单的频率计功能，能测量0-60MHz的数字信号频率（TTL电平）；还可以产生几个单点频率的方波信号（比如1KHz）。

采用1602LCD作为显示器；4个按键控制；使用24C01保存当前设置值，不用

每次开机重新设置。可单5V供电，也可9V交流供电。

电容测试原理简介：根据电容的充电公式，可以计算出电容在充电到

1/nVcc(其中n>1，Vcc为充电电源电压)电压时充电时间跟电容的容量和电阻成正比，跟充电电源电压无关。(通过一个微分方程即可求得，具体的计算步骤这里省略，一般的电路教材上都有讲解)。

工作过程如下：首先，通过单片机选通放电三极管Q9，将电容上的电放掉，放电完毕之后，选通Q1-Q5中的一个三极管，经过一定的电阻，对电容进行充电；同时，打开单片机的计数器0，开始计数。然后单片机等待外部中断0的发生。当

电容充电达到参考电压值时，比较器翻转，发出充电完成信号到中断0端口，单片机响应中断，停止计数器0，并关闭充电电路，接通放电电路。接着读出计数器0的值，进行计算，适当的调整后，输出到LCD上显示。然后又开始一次新的测试，如此循环。

本电路通过一个电压比较器(LM339)来检测电容充电的终止。由电阻R31，R32及RW1构成一个分压器，产生一个基准电压。当电容两端电压超过比较电压时，

比较器翻转，产生一个低电平到单片机的中断0(INT0)引脚，通知单片机电容充电

完成。

RW1是精密可调电阻，用来调整电压比较器的参考电压。调整RW1，使P点

电压

为电源电压的0.632倍(理论值，实际值可能有点不一样，见调试部分)。

C0是并联在测量端的一个小电容(30pF)，用来减少电路分布电容的影响。因为

在单片机内部做了软件调零，所以有一个固定的偏移量，对结果的显示不会造成影响。

Q8和Q10是用来平衡电路和温度补偿。作用不是很大，如果觉得麻烦，可以

省掉这个两个三极管，把集电极和发射极直接连接起来，基极那个位置悬空就行了。

U4是一个计数器，测量频率时，先做一个预分频。因为52的计数器频率不够高。

调试：

先把HEX文件烧入到单片机中，然后将全部零件装好，检查确认无误后，

接通电源。调整RW1，使P点电压约为电源电压的0.632倍。然后进入主菜单，选择

校准0点，确定，等待校准完成。然后退回到主菜单，选择电容测量，自动模式。用几个质量比较好的电容(或者用另一块电容表先测量出来)，检查电容值是否显示

正确。如果不正确，可适当微调RW1，使其正确。然后依次检查其它量程，是否正确。

如果各个量程不能同时调准，则需要适当微调一下R11、R13、R15、R18、R20

等

量程电阻的阻值(可以通过采用并联电阻等方式，不过一般要求不严格的情况下，这些电阻都是可以满足要求的)。当调试完成后，可用热熔胶将RW1固定下来，避免

使用时不小心改变了它的阻值。

使用方法：

板上总共有四个按键：MENU键，UP键，DOWN键和ENTER键。可以使用MENU键，

退回到主菜单或者上一级菜单。使用ENTER键，来确认选用的功能。UP和DOWN 键用来

移动菜单和切换量程用。

主菜单包括以下几项：1. Capacity 电容测量；2. Frequency 频率测量；

3. Square Wave 方波发生；

4. Settings 设置。1.0版本的Settings里边只有一个

选项——调整电容测试0点。5. Help 帮助选项。

在电容测量的手动模式下，按动MENU键，将返回到主菜单；按动UP键，将增大

量程；按动DOWN键，将减少量程；按动ENTER键，将保存当前量程状态，下次进入电容

测试时，将会自动选择该量程。

在频率测量模式下，按下MENU键，返回主菜单。其它按键无效。

在方波发生模式下，按下MENU键，返回主菜单；UP键，升高输出频率；DOWN键，

降低输出频率；ENTER键，保存当前频率值，下次再进入方波发生模式时，会自动选则

该频率值。

注意：上边的按动，指的均为短按键。短按键——按键时间大于20ms，小于1S。

长按键——按住按键大于1S。

在1.0版本中，未使用长按键功能。如果您长按键，系统则会忽略本次按键。

下边是我测试的几个电容的值，供参考：

电容编号 1 2 3 4 5 标称值 3.3pF 30pF 250pF 2200pF 47000pF

量程1 000004pF 000029pF 000249pF 00222*pF 0405**pF

量程2 -------- -------- -------- 0002.22nF 0048.8*nF 实测值量程3 -------- -------- -------- 00002.2nF 00049.1nF 量程4 -------- -------- -------- 000.002uF 000.048uF

量程5 -------- -------- -------- --------- 0000.04uF 电容编号 6 7 8 9 10 标称值 0.1uF 0.47uF 1uF 22uF 47uF

量程1 0926**pF -------- -------- --------- --------

量程2 0110.**nF 0458.1*nF 1014.**nF --------- -------- 实测值量程3 00114.4nF 00491.0nF 01080.*nF 2224*.*nF 6451*.*nF 量程4 000.112uF 000.482uF 001.057uF 021.886uF 056.6**uF

量程5 0000.10uF 0000.43uF 0000.96uF 0021.31uF 0048.52uF 电容编号 11 12 13 14 15 标称值 100uF 220uF 470uF 1000uF 1500uF