一款简单的数字电感电容表设计制作

简易数字电容计的设计

简易数字电容计的设计【摘要】利用89C2051设计了一个数字电容表，其设计思想是利用对被测电容进行冲放电，将脉波输入计数器通过计数，最后送出正确的显示信号给显示电路，可测量容量小于2微法的电容器的容量，采用4位数码管显示。

【关键词】电容测量；充放电法；89C2051；数字在日常的电路工程或者是电路实验中，电容是一个最常见的元器件，实际应用中，对电容的电容值的准确值要求也是很高的。

本文利用89C2051设计了一个数字电容表，能够精确地测量电容值。

１．整体电路设计框图电路由单片机电路、电容充电测量电路和数码显示电路等部分组成。

整体电路设计框图２．测量电路测量电路如图所示。

A为AT89C2051内部构造的电压比较器，AT89C2051的P1.0和P1.1口除了作I/O口外，还有一个功能是作为电压比较器的输入端，P1.0为同相输入端，P1.1为反相输入端，电压比较器的比较结果存入P3.6口对应的寄存器，P3.6口在AT89C2051外部无引脚。

电压比较器的基准电压设定为0.632E+，在CX两端电压从0升到0.632E+的过程中，P3.6口输出为0，当电池电压CX两端电压一旦超过0.632E+时，P3.6口输出变为1。

以P3.6口的输出电平为依据，用AT89C2051内部的定时器T0对充电时间进行计数，再将计数结果显示出来即得出测量结果。

AT89C2051内部的电压比较器和电阻R2-R7等组成测量电路，其中R2-R5为量程电阻，由波段开关S1选择使用，电压比较器的基准电压由5V电源电压经R6、RP1、R7分压后得到，调节RP1可调整基准电压。

当P1.2口在程序的控制下输出高电平时，电容CX即开始充电。

量程电阻R2-R5每档以10倍递减，故每档显示读数以10倍递增。

由于单片机内部P1.2口的上拉电阻经实测约为200K，其输出电平不能作为充电电压用，故用R5兼作其上拉电阻，由于其它三个充电电阻和R5是串联关系，因此R2、R3、R4应由标准值减去1K，分别为999K、99K、9K。

简易数字式电阻、电容和电感测量仪

简易数字式电阻、电容和电感测量仪设计摘要:本系统设计主要有控制模块、正弦信号产生模块、测量模块、显示模块组成。

以MSP430作为主控制器，通过SPWM产生频率可调的正弦波信号,标准正弦信号流经待测电感与标准电阻的串连电路，通过峰值检波得到测量电压值，利用电压比例计算的方法推算出电感值。

电容及电阻测量则是通过MSP430控制IO口电平对RC电路充放电测电阻电容。

通过单片机控制12864液晶显示屏显示测试元件类型以及元件参数，并通过手动拨码选择测量的量程，实现精确读数。

一、方案分析与论证1.系统设计方案分析：方案①：用恒流源测量电阻，NE555谐振测量电容以及用LC三点式震荡测量电感的方法。

方案②：用MSP430控制IO口电平对RC电路充放电测电阻电容，用电压比例法来测量电感。

多档位选择用拨码开关实现。

方案一原理简单，但焊接困难、调试复杂，同时考虑到系统的精度，最后选用方案二。

整体系统框图：2.单元电路分析：电阻测量方案分析:用MSP430的IO口产生不同的电平控制RC充放电，对不同的测量档位选取不同的电阻参考阻值。

具体档位分为：100-300Ω、300-20KΩ、20KΩ-200KΩ、200KΩ-1MΩ档位。

电容测量实现方案分析:用MSP430的IO口产生不同的电平控制RC充放电，对不同的测量档位选取不同的电阻参考阻值。

具体档位分为：100-300Ω、300-20KΩ、20KΩ-200KΩ、200KΩ-1MΩ档位。

电感实现方案分析：本设计采用电压比例法来测量电感。

由于电感属电抗元件 ,因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ω的交流信号的作用下 ,电感获得的电压为：(式中Lx为待测电感)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:根据电压比例法 ,经过计算可得:(式中:、分别是、向量电压的模值)。

三、系统测试1、主要测试仪器数字万用表、YB1732B3A型直流稳压电源、精密数字电桥。

基于51单片机的数字电容表的设计

基于51单片机的数字电容表的设计数字电容表,具有准确度和灵敏度高,测量速度快等特点,利用多谐振荡电路的频率计算公式,间接求得所测电容的电容值。

一．硬件系统1.1 单片机硬件设计选用具有低功耗特性的单片机可以大大降低系统功耗。

可以从供电电压、单片机内部结构设计、系统时钟设计和低功耗模式等几方面考察一款单片机的低功耗特性。

1.1.1 选用尽量简单的CPU内核在选择CPU 内核时切忌一味追求性能。

8 位机够用,就没有必要选用16 位机,选择的原则应该是“够用就好”。

现在单片机的运行速度越来越快,但性能的提升往往带来功耗的增加。

一个复杂的CPU集成度高、功能强,但片内晶体管多,总漏电流大,即使进入停止状态,漏电流也变得不可忽视;而简单的CPU 内核不仅功耗低,成本也低。

1.1.2 选择低电压供电的系统降低单片机的供电电压可以有效地降低其功耗。

当前,单片机从与TTL 兼容的5 V 供电降低到3.3 V、3 V2 V 乃至1.8 V 供电。

供电电压降下来,要归功于半导体工艺的发展。

从原来的3 μm 工艺到现在的0.25、0.18、0.13 μm 工艺, CMOS 电路的门限电平阈值不断降低。

低电压供电可以大大降低系统的工作电流,但是由于晶体管的尺寸不断减小,管子的漏电流有增大的趋势,这也是对降低功耗不利的一个方面。

目前,单片机系统的电源电压仍以5 V为主,而过去5 年中,3 V 供电的单片机系统数量增加了1 倍,2V 供电的系统也在不断增加。

再过五年,低电压供电的单片机数量可能会超过5 V 电压供电的单片机。

如此看来,供电电压降低将是未来单片机发展的一个重要趋势。

1.1.3 选择带有低功耗模式的系统低功耗模式指的是系统的等待和停止模式。

处于这类模式下的单片机功耗将大大小于运行模式下的功耗。

过去传统的单片机,在运行模式下有wait和stop两条指令,可以使单片机进入等待或停止状态,以达到省电的目的。

等待模式下,CPU 停止工作,但系统时钟并不停止,单片机的外围I/O 模块也不停止工作;系统功耗一般降低有限,相当于工作模式的50%～70%。

数字电容表(原理图+PCB+源代码+

************************** 说明********************************本电路只供电子爱好者学习和制作使用，如果由于用于其它用途而带来的损失或者影响，本人一概不予负责。

本人保留所有版权和解释权。

*******************************************************************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。

简易数字电容表的设计说明

铁道大学四方学院毕业设计简易数字电容表的设计The Design of Simple Digital CapacitorPublished2013届电气工程系专业电气工程及其自动化学号学生指导老师完成日期 2013年5月27日毕业设计成绩单毕业设计任务书毕业设计开题报告摘要随着电子工业的发展，电子元器件急剧增加，电子元器件的适用围也逐渐广泛起来，正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益更新。

在应用中我们常常要测定电容的大小，本文设计了一种测定电容的数字电容表。

本课题选用STC12C5204AD单片机作为一个核心部件来设计数字电容表，该设计的系统是由：单片机、555芯片电路、显示电路等部分组成。

采用Keil C语言进行编程，通过由555芯片和电容、电阻组成的振荡电路来输出方波，通过单片机软件计数，从而达到测量其频率,对数据进行进一步的计算从而得出被测电容的值，通过LCD1602显示出其测量值。

本次设计的数字电容表通过实际证明，该系统具有硬件设计简单，软件可调整性大，系统稳定可靠等优点，并且在体积方面比较小，方便携带，在生活生产中可以得到更普遍的应用。

关键字：单片机 LCD1602 数字电容表 555芯片AbstractWhile the traditional control test drive the crescent benefit update. With the development of electronic industry, electronic components increases rapidly, the scope of electronic components widely up gradually, in applications we often measured capacitance.The project uses STC12C5204AD MCU to design the digital capacitance meter, the design of the system is composed of MCU, 555: chip circuit, display circuit. Using Keil C programming language, through an oscillation circuit composed of 555 chip and capacitance, resistance to output square wave, measuring the pulse width of the microcontroller timer T0, so as to achieve the measurement of its cycle, and then through the single-chip microcomputer software counting, make further calculation of the data so that the measured capacitance value,the LCD1602 displays the measured value.The design of the digital capacitance meter through practice, this system has simple hardware design, the software can be adjusted, the advantages of the system is stable and reliable, and the volume is small, easy to carry, can be more generally applied in life and production.Key words：Single-chip LCD1602 Digital capacitance meter 555 chips目录第1章绪论 (1)1.1课题研究的目的及意义 (1)1.2国外研究现状 (1)1.3主要研究容 (2)第2章设计方案 (3)2.1设计要求 (3)2.2设计方案选择 (3)第3章硬件设计 (5)3.1硬件设计的任务 (5)3.2电容测量系统硬件设计 (5)3.2.1 STC12C5204AD单片机的使用 (5)3.2.2 电容测量系统555芯片电路 (8)3.2.3 电容测量系统显示电路 (10)第4章基于单片机电容测量软件设计 (13)4.1软件设计 (13)4.2软件设计任务 (13)4.3软件设计的工具 (13)4.4程序设计算法设计 (14)4.5软件设计流程 (15)4.5.1 主程序流程图 (15)4.5.2 中断子程序流程图 (16)4.5.3 显示子程序 (16)4.6编写程序 (17)4.7结果分析 (18)第5章结论 (19)参考文献 (20)致谢 (21)附录 (22)附录A外文资料 (22)附录B总原理图及仿真图 (35)附录C程序清单 (37)第1章绪论1.1 课题研究的目的及意义当今电子测试领域，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。

数字显示电容表的制作方法

数字显示电容表的制作方法
本文介绍一种测量范围为10pF～99.9μF的数字显示电容表。

附图是本电容表的电路图。

图中定时电路所用的IC3为NE556，内含两
个555定时器，S1-b所接的5个高精度电阻与要测量的电容器组成定时电路。

这样，所测电容器的容量大小就转换成了定时器的时间长短。

当定时器输出为高电平时，使NE556余下部分组成的振荡电路起振，这
样电容量转换成振荡的脉冲数，然后利用三位计数电路IC1（MC14553），转换成三位十进制数值，用MC14511B进行7段LED显示。

晶体管
Vl～V3（A1015）进行数位转换，这样就可把电容器的容量表示成三位数的值。

若数值在三位（999）以上，把溢出信号送到由两个施密特与非门
（MC14093B）组成的触发电路，使溢出信号LED亮。

在测量控制电路中，R0（15kΩ）电阻和C0（0.0022μF）电容器，使计数器ICl的复位信号稍稍延迟，这样，可以减少电路和布线电容的影响。

电容ESR表（二）电容ESR表的设计、制作、调试

电容ESR表（⼆）电容ESR表的设计、制作、调试3 设计构思及最终完成的电路⼀、⽅案选择在设计制作之前，最重要的决定是动⼿的⽅向。

⼏经考虑和权衡，笔者决定采⽤指针式ESR表的⽅案。

原因有三：⼀是指针式ESR表的测量更便捷。

指针表长于定性测量，数字表长于定量测量，这已是很多电⼦爱好者的共识。

如果不需要确切的测量数值，使⽤指针表更为⽅便。

当我们使⽤ESR表测量⼀只电容时，这只电容“正确”的ESR值往往是未知的，需要做的⼯作是，判断此值是否落在⼀个合理的区间内。

因为有刻度的辅助，指针表的指⽰更直观。

根据笔者多年既使⽤指针式万⽤表，⼜使⽤数字式万⽤表的经验，对于这样的模糊判断，指针表明显更快、更省事（前提是你需习惯指针表的使⽤）。

只要看⼀眼指针摆动的⼤致情况，即可作出判别，不⽤像使⽤数字表那样，需在脑海中进⾏数字的读⼊与⽐较。

⼆是指针式ESR表的量程更宽。

⼀个挡位就可以覆盖从0~∞的范围。

只要适当安排好⾼分辨率指⽰区域，就可以满⾜我们检测电解电容（以及部分⾮电解电容）的需要。

若做成数字表形式，⼀个挡位就只能覆盖某⼀个范围。

⽐如，采⽤万⽤表专⽤A/D芯⽚ICL7106。

因其显⽰数值最⼤为1999，若安排最⼩显⽰ 0.01Ω，其最⼤显⽰将变为19.99Ω，在某些场合下使⽤会受到限制，这样就不能⽤于辅助检测那些容量不⼤的⾮电解电容。

三是指针式ESR表的制作难度更低。

对于数字式ESR表来说，适⽤的显⽰屏难以购买得到，可⾏的⽅法是利⽤现成的数字万⽤表来改制。

但数字万⽤表体积⼩，内部空间狭窄，元件不易安排，还需对准显⽰屏原来安装的位置，给PCB的制作带来较⼤的困难。

对于指针式ESR表来说，则没有这样的限制。

因此，在国外电⼦爱好者的DIY中，数字式ESR表多是以套件形式供应的，个⼈独⽴制作⼤部分采⽤指针式⽅案。

此外，另⼀个促使笔者下决⼼选定指针表制作⽅案的重要因素是，刚好⼿头有⼀块闲置多年的MF500指针式万⽤表。

这⼀型号的指针表曾经在国内风靡，成为⼀代经典。

简易数字电容表设计杨辉

电子技术课程设计题目: 简易数字电容表设计学生姓名杨辉专业自动化（工程方向）学号_ 2227班级2009级1 班指导教师黄华成绩_工程技术学院2011年12月目录摘要 (3)1设计目的 (3)2设计要求 (3)3仪器与器件 (4)4 方案论证 (5)2.1 方案一 (5)2.2 方案二 (8)2.3 最终方案 (10)5 原器件选择 (10)6 单元电路设计 (15)7 仿真调试结果 (17)8 实物系统调试与测试 (20)9 设计总结…………………………………………………………………………‥2110 收获与体会 (21)附录…………………………………………………………………………………‥22 参考文献……………………………………………………………………………‥22简易数字电容表的设计与制作杨辉西南大学工程技术学院，重庆 400715摘要下面所设计的是一种精度较高，操作简便的电容测量仪。

此电容表设计是基于待测脉冲TW与待测电容C成正比用于控制清零和显示，标准脉冲用于计数并送锁存--译码--显示系统就可以得到电容量的数据。

一、设计目的1、运用已基本掌握的具有不同功能的单元电路的设计、安装和调试方法，在单元电路设计的基础上，设计出具有各种不同用途和一定工程意义的电子装置。

2、深化所学理论知识，培养综合运用能力，增强独立分析与解决问题的能力。

3、训练培养严肃认真的工作作风和科学态度，为以后从事电子电路设计和研制电子产品打下初步基础。

二、设计要求（1）利用给定的元器件设计一个能测量并显示电容容值大小的数字电容表；（2）用3位数码管显示；10pF，误差小于10% 。

（3）测量范围100pF—5（4）在计算机上用仿真软件仿真优化。

（5）在万能板(孔孔板)上安装、调试。

（6）写出设计总结报告。

三、仪器与器件1 仪器（1）直流稳压电源 1台（2）示波器 1台（3）万用表 1台（4）计算机 1台2 可选择的器件1)MC14553 (或4518) 计数 1块（或3块）2)CD4511 译码 1块3)LED 3块4)四2输入与非门CD4093 1块5)NE555定时器(或NE556) 2块(或1块)6)二极管、三极管若干7)电位器、电阻器、电容器若干四、方案论证方案一：本方案可分为三大部分：㈠：产生脉冲部分；㈡：计数部分；㈢：显示部分；整体框图：㈠：产生脉冲部分使用两片NE555产生标准脉冲和待测脉冲,根据参考NE555的资料说明设计了如下图的电路：1、标准脉冲产生电路图：相应产生标准脉冲图像：注：电压调档为5V，扫描周期1ms。

简易数字电容表的设计

石家庄铁道大学四方学院毕业设计简易数字电容表的设计The Design of Simple Digital CapacitorPublished2013届电气工程系专业电气工程及其自动化学号学生姓名指导老师完成日期2013年5月27日毕业设计成绩单毕业设计任务书毕业设计开题报告摘要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，正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益更新。

在应用中我们常常要测定电容的大小，本文设计了一种测定电容的数字电容表。

本课题选用STC12C5204AD单片机作为一个核心部件来设计数字电容表，该设计的系统是由：单片机、555芯片电路、显示电路等部分组成。

采用Keil C语言进行编程，通过由555芯片和电容、电阻组成的振荡电路来输出方波，通过单片机软件计数，从而达到测量其频率,对数据进行进一步的计算从而得出被测电容的值，通过LCD1602显示出其测量值。

本次设计的数字电容表通过实际证明，该系统具有硬件设计简单，软件可调整性大，系统稳定可靠等优点，并且在体积方面比较小，方便携带，在生活生产中可以得到更普遍的应用。

关键字：单片机LCD1602 数字电容表555芯片AbstractWhile the traditional control test drive the crescent benefit update. With the development of electronic industry, electronic components increases rapidly, the scope of electronic components widely up gradually, in applications we often measured capacitance.The project uses STC12C5204AD MCU to design the digital capacitance meter, the design of the system is composed of MCU, 555: chip circuit, display circuit. Using Keil C programming language, through an oscillation circuit composed of 555 chip and capacitance, resistance to output square wave, measuring the pulse width of the microcontroller timer T0, so as to achieve the measurement of its cycle, and then through the single-chip microcomputer software counting, make further calculation of the data so that the measured capacitance value,the LCD1602 displays the measured value.The design of the digital capacitance meter through practice, this system has simple hardware design, the software can be adjusted, the advantages of the system is stable and reliable, and the volume is small, easy to carry, can be more generally applied in life and production.Key words：Single-chip LCD1602 Digital capacitance meter 555 chips目录第1章绪论 (1)1.1课题研究的目的及意义 (1)1.2国内外研究现状 (1)1.3主要研究内容 (2)第2章设计方案 (3)2.1设计要求 (3)2.2设计方案选择 (3)第3章硬件设计 (5)3.1硬件设计的任务 (5)3.2电容测量系统硬件设计 (5)3.2.1 STC12C5204AD单片机的使用 (5)3.2.2 电容测量系统555芯片电路 (8)3.2.3 电容测量系统显示电路 (10)第4章基于单片机电容测量软件设计 (13)4.1软件设计 (13)4.2软件设计任务 (13)4.3软件设计的工具 (13)4.4程序设计算法设计 (14)4.5软件设计流程 (15)4.5.1 主程序流程图 (15)4.5.2 中断子程序流程图 (16)4.5.3 显示子程序 (16)4.6编写程序 (17)4.7结果分析 (18)第5章结论 (19)参考文献 (20)致谢 (21)附录 (22)附录A外文资料 (22)附录B总原理图及仿真图 (34)附录C程序清单 (36)第1章绪论1.1 课题研究的目的及意义当今电子测试领域，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。

简易数字电容表设计

电子技术课程设计题目: 简易数字电容表设计学生姓名王民雄专业自动化（工程方向）学号222009322072054班级2009级 1 班指导教师黄华成绩工程技术学院2011年12月目录摘要 (2)1实验设计目的 (3)2实验仪器与器件 (3)3实验设计要求 (4)4 实验方案论证 (4)4.1 设计思路 (4)4.2 总体方案 (4)4.3 设计系统 (5)5 实验元器件选择 (5)6 单元电路设计 (10)6.1 系统分析图 (11)6.2标准脉冲产生电路 (11)6.3待测脉冲产生电路 (12)6.4 计数和显示驱动电路 (12)6.5 清零和锁存脉冲产生电路 (13)7 实验仿真调试结果 (13)7.1系统仿真控制脉冲图 (14)7.2 不同待测电容仿真测试与结果分析 (14)8 实验实物焊接、调试与测试 (16)9 实验总结体会 (19)附录…………………………………………………………………………………‥20 参考文献……………………………………………………………………………‥22简易数字电容表的设计与制作王民雄西南大学工程技术学院，重庆 400715摘要下面论证设计的是一种精度较高，操作简便的电容测量仪。

此电容表设计是基于待测脉冲TW与待测电容C成正比用于控制清零和显示，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。

把电容C转换成宽度为tw的矩形脉冲，将其作为闸门信号控制计数器计标准频率脉冲的个数，并送到锁存-译码-数码管显示就可以直接得到电容C。

一、实验设计目的1、运用已基本掌握的具有不同功能的单元电路的设计、安装和调试方法，在单元电路设计的基础上，设计出具有各种不同用途和一定工程意义的电子装置。

2、深化所学理论知识，培养综合运用能力，增强独立分析与解决问题的能力。

3、训练培养严肃认真的工作作风和科学态度，为以后从事电子电路设计和研制电子产品打下初步基础。

二、实验仪器及器件（1）直流稳压电源 1台（2）示波器 1台（3）万用表 1台（4）计算机 1台（5）MC14553 (或4518) 计数 1块（或3块）（6）CD4511 译码 1块（7）LED 3块（8）四2输入与非门CD4093 1块（9）NE555定时器(或NE556) 2块(或1块)（10）二极管、三极管若干（11）电位器、电阻器、电容器若干三、实验设计要求（1）利用给定的元器件设计一个能测量并显示电容容值大小的数字电容表；（2）用3位数码管显示；（3）测量范围100pF—510pF，误差小于10% 。

简易数字微电容表的设计

２软件系统设计
程序由主程序、定时中断服务子程序等模块组成。定时器，ｍ作被测电容器充电时间的计数用。定时器Ｔ１用于定时中断服务。定时时间为５ｍｓ，即５ｍｓ产生一次中断数组磷ｔＴａｂ［４］用来存储位驱动码，
【摘要】本文利用ＡＴ８９Ｃ２０５１单片机设计一款可用于测量２ｕＦ以内微电容的数字电容表，系统采用３位半数字显示，最大显示值为
１９９９，读数单位统一采用ｎｆ，量程分四档，读数分别乘以相应的倍率。
图３整体电路
图１电容测量原理图
电路由单片机电路、电容充电测量电路和数码显示电路等部分组成。ＡＴ８９Ｃ２０５１内部的电压比较器和电阻Ｒ２一Ｒ７等组成测量电路．其中Ｒ２一Ｒ５为量程电阻．由波段开关ｓ１选择使用．电压比较器的基准电
【关键ｉ￣］ＡＴ８９Ｃ２０５１；微电容；数字电容表０引言
Ｐ１．０为同相输入端，Ｐ１．１为反相输入端．电压比较器的比较结果存人Ｐ３．６口对应的寄存器．Ｐ３．６口在ＡＴ８９Ｃ２０５１外部无引脚。电压比较器的基准电压设定为０，６３２Ｅ＋．在ＣＸ两端电压从Ｏ升到０．６３２Ｅ＋的过程中．Ｐ３．６口输出为０．当电池电压ＣＸ两端电压一旦超过０．６３２Ｅ＋时，Ｐ３．６口输出变为１以Ｐ３．６口的输出电平为依据．用ＡＴ８９Ｃ２０５１内部的定时器Ｔ０对充电时间进行计数．再将计数结果显示出来即得出测量结果。

简易数字式电阻电容和电感测量仪设计方案

简易数字式电阻电容和电感测量仪设计方案设计一个简易的数字式电阻、电容和电感测量仪可以分为以下几个步骤：1.设计测量电路：首先，需要设计一个测量电路，电路可以使用基本的电压和电流测量技术。

电阻测量可以使用恒流法或恒压法，电容测量可以使用充放电法或交流法，电感测量可以使用交流法。

根据选择的测量方法设计合适的电路。

2.选取合适的传感器：为了实现数字化测量，需要选择合适的传感器。

电阻可以使用电阻表，电容可以使用电容计，电感可以使用电感表。

根据需要选择合适的传感器并进行调试和校准。

3.连接传感器与微控制器：将选取的传感器与微控制器进行连接，确保传感器的输出信号可以被微控制器读取。

可以使用模拟输入通道或数字接口来连接传感器和微控制器。

4.编写微控制器程序：根据测量电路和传感器的特性，编写微控制器的程序，实现测量功能。

程序中需要包括对传感器信号的处理、测量结果的计算和存储等功能。

5.设计用户界面：为了方便使用，可以设计一个简单的用户界面。

可以使用液晶显示屏、按键或触摸屏等组件来实现用户界面。

用户界面可以用来选择测量类型、显示测量结果等。

6.调试和测试：将硬件和软件部分进行集成，并进行调试和测试。

确保测量准确性和可靠性，对测量仪进行必要的校准和调整。

总结：设计一个简易的数字式电阻、电容和电感测量仪需要选择合适的测量电路和传感器，采集传感器信号并经过微控制器处理、计算和显示。

同时需要设计合适的用户界面，实现用户操作和结果显示。

最后进行调试和测试，确保测量仪的准确性和可靠性。

数电课程设计——简易数显式电容计的设计

图2-6
表2
CD4511具有内部抑制非BCD码输入的电路，当输入为非BCD码时，译码器的七个输出端全为“0”电平，显示器暗。
在MC14511的输入端有四位锁存器，LE为选通端。当“LE”为“0”电平时允许BCD码输入；当“LE”为“1”电平时锁存。
MC14511每段的输出驱动电流可达25mA，因此在驱动LED数码管时要加限流电阻。
5、超量程指示电路的设计
超量程指示电路如图2-9所示。图中由或非门构成的是一个基本的RS触发器。当MC14553在计数到1000个脉冲时，“OF”端会输出一个正脉冲，RS触发器Q置“1”，LED亮，表示被测电容已超过999nF，这时的显示器读数已不再是被测电容的容量。在复位信号的作用下，Q端置“0”，等待下一次测量。
（3）计数电路的连接。
根据C-T转换电路在转换期间的输出是高电平，以及要用来控制计数器计数。可从表1中看出，将C-T转换电路的输出加到“GL”端，计数脉冲从“INH”端引入。
4、显示译码电路的设计
（1）显示译码电路的选用
显示译码电路选用CD4511。CD4511是BCD七段锁存/译码器/驱动器，其引脚排列图和功能表如图2-6和表2所示。
N=
根据设计要求，N 就是被测电容的nF数，则有
T=1.1×91× × ≈ s
也就是说振荡器的振荡频率为10kHz。
根据振荡器周期的计算公式，先驱C=0.01uF，那么 =14.3 k ，取 =6.8 k ，则应为3.75 k 。可以用4.7 k 的电位器作为来调整电容计的测量精度。
3、计数电路的设计
四、安装与调试
1、按照设计好的电路图，在面包板上连接好线路。
2、在调试时，可以借助超量程只是电路，对各部分电路进行检查。

简易数字式电阻、电容和电感测量仪设计方案

简易数字式电阻、电容和电感测量仪设计方案简易数字式电阻、电容和电感测量仪设计报告摘要：本系统利用TI公司的16位超低功耗单片机MSP430F149和ICL8038精密函数发生器实现对电阻、电容和电感参数的测量。

本系统以自制电源作为LRC数字电桥和各个主要控制芯片的输入电源，并采用ICL8038芯片产生高精度的正弦波信号流经待测的电阻、电容或者电感和标准电阻的串联电路，通过测量电阻、电容或者电感和标准电阻各自的电压，利用电压比例计算的方法推算出电阻值、电容值或者电感值。

利用MSP430F149单片机控制测量和计算结果，运用自校准电路提高测量精度，同时用差压法，消除了电源波动对结果的影响。

测量结果采用12864液晶模块实时显示。

实验测试结果表明，本系统性能稳定，测量精度高。

关键词：LRC 数字电桥、电压比例法、液晶模块、MSP430F149、电阻电容电感测量一、设计内容及功能1.1设计内容设计并制作一台简易数字式电阻、电容和电感参数测量仪，由测量对象、测量仪、LCD 显示和自制电源组成，系统模块划分如下图所示：1.2 具体要求1. 测量范围<1）基本测量范围：电阻100Ω～1MΩ；电容100pF～10000pF；电感100μH～10mH。

<2）发挥测量范围：电阻10Ω～10MΩ；电容50pF～10μF；电感50μH～1H。

2. 测量精度<1）基本测量精度：电阻±5% ；电容±10% ；电感±5% 。

<2）发挥测量精度：电阻±2% ；电容±8% ；电感±8% 。

3. 利用128*64液晶显示器，显示测量数值、类型和单位。

4. 自制电源5. 使用按键来设置测量的种类和单位1.3系统功能1. 基本完成以上具体要求2. 使用三个按键分别控制R、C、L的测试3. 采用液晶显示器显示测量结果二、系统方案设计与选择电阻、电容、电感测试仪的设计目前有多种方案可以实现，例如、使用可编程逻辑控制器(PLC>、振荡电路与单片机结合或CPLD与EDA相结合等等来实现。

用M8制作电感电容表

用M8制作电感、电容、电解电容测量仪表这个电路不同国家和地区很多人制作过，测量精度高，测量范围大，有用不同语言写的程序，我作了一个BASCOM-AVR版本的，并增加了对电解电容器测量。

电感测量范围：0.1μH~2H电容测量范围：1pF~2.5μF电解电容测量范围：0.1μF~30000μF一、电容、电感测量原理：电路是一个由LM393（U3A）组成的LC振荡器。

由单片机测量LC震荡回路的频率F1，然后控制继电器K2将标准电容C2与C1并联，测出振荡器频率F2，再用下列式子计算出电容C1电感L1的值。

这里电容器C2的容量的精确程度，基本上决定了整个测量过程的精度。

应该选用稳定性好精度高的电容器，这个制作选用了1800pF的云母电容器。

上述过程可称作为一个校准过程，由M8控制每次开机时自动完成。

开机后延时1500ms，测量由U1A、L1、C1组成振荡器频率F1；Portd.3 = 0，K2吸合，C2接入延时1500ms，测量振荡器频率F2，Portd.3 = 1，K2断开。

M8计算C1、L1完成后按S1进入电容Cx的测量状态。

电容Cx、电感Lx的值，分别用下列式子计算：二、电解电容测量原理：电解电容的测量是基于对RC电路的时间常数的计算，由脉冲电路原理可知，电容的充电速度与R和C的大小有关，R与C的乘积越大，过渡时间就越长。

这个RC 的乘积就叫做RC电路的时间常数τ，即τ=R∙C。

若R的单位用欧姆，C的单位用法拉，则τ的单位为秒。

图示曲线可以得到充电过程的一般规律：Uc是按指数规律上升的，Uc开始变化较快，以后逐渐减慢，并缓慢地趋近其最终值，当t=τ时，Uc=0.632E；本测量仪就是利用单片机测量Uc=0到0.632E这段时间，用下列式子计算计算被测电容值：电路由比较器U3B,放电晶体管Q等组成。

设定比较器正输入端为Uc，（Uc=0.632E=0.632⋅5=3.16V，调节RP1获得），反向输入端接被测电容CEx，当D 端为高电平时,Q导通电路处于放电状态,这时CEx被放电，比较器U3B输出高电平。

巧用AT89C2051制作的数字电容表

AT89C2051作為AT89C51的簡化版雖然去掉了P0、P2等埠，使I/O口減少了，但是卻增加了一個電壓比較器，因此其功能在某些方面反而有所增強，如能用來處理模擬量、進行簡單的模數轉換等。

本文利用這一功能設計了一個數位電容表，可測量容量小於2微法的電容器的容量，採用3位元半數字顯示，最大顯示值為1999，讀數單位統一採用毫微法（nf），量程分四檔，讀數分別乘以相應的倍率。

電路工作原理本數位電容表以電容器的充電規律作為測量依據，測試原理見圖1。

圖1電源電壓E+經電阻R給被測電容CX充電，CX兩端原電壓隨充電時間的增加而上升。

當充電時間t等於RC時間常數τ時，CX兩端電壓約為電源電壓的63.2%，即0.632E+。

數位電容表就是以該電壓作為測試基準電壓，測量電容器充電達到該電壓的時間，便能知道電容器的容量。

例如，設電阻R的阻值為1千歐，CX兩端電壓上升到0.632E+所需的時間為1毫秒，那麼由公式τ=RC可知CX的容量為1微法。

測量電路如圖2所示。

圖2A為AT89C2051內部構造的電壓比較器，AT89C2051的P1.0和P1.1口除了作I/O口外，還有一個功能是作為電壓比較器的輸入端，P1.0為同相輸入端，P1.1為反相輸入端，電壓比較器的比較結果存入P3.6口對應的寄存器，P3.6口在AT89C2051外部無引腳。

電壓比較器的基準電壓設定為0.632E+，在CX兩端電壓從0升到0.632E+的過程中，P3.6口輸出為0，當電池電壓CX兩端電壓一旦超過0.632E+時，P3.6口輸出變為1。

以P3.6口的輸出電平為依據，用AT89C2051內部的計時器T0對充電時間進行計數，再將計數結果顯示出來即得出測量結果。

整機電路見圖3。

電路由單片機電路、電容充電測量電路和數碼顯示電路等部分組成。

圖3AT89C2051內部的電壓比較器和電阻R2-R7等組成測量電路，其中R2-R5為量程電阻，由波段開關S1選擇使用，電壓比較器的基準電壓由5V電源電壓經R6、RP1、R7分壓後得到，調節RP1可調整基準電壓。

简易数字电容表设计稿

2007级电子信息工程数字电路课程设计报告书设计题目简易数字电容表姓名梁国锋（查找资料，设计报告）孙丽（PCB板的制作，设计报告）张洋（PCB板的制作，设计报告）学号梁国锋070孙丽029张洋043学院物理与电子信息工程学院专业电子信息工程班级2007级3班指导教师薛世华2020年12 月15 日课程设计目录1设计题目及要求 (6)设计题目 (6)大体要求 (6)提高要求 (6)2设计方案的比较与选定 (6)概念式制作法 (6)采纳LC振荡测电容 (7)标准电容电桥式制作法 (7)RC振荡器制作法 (8)单片机制作法 (9)3 系统方框图 (9)4电路工作原理 (10)5 单元电路设计参数计算与元器件选择 (10)标准脉冲发生器 (10)转换电路的设计 (11)计数电路 (13)译码器和七段LED显示器 (14)6 电路板的制作及电路焊接与调试 (15)电路板的制作 (15)电路的安装 (15)电路的调试 (15)7 心得体会 (17)8 鸣谢 (18)附录 (18)完整电路图 (18)参考文献 (22)电子信息工程专业数字电路课程设计1设计题目及要求设计题目简易数字电容表的设计大体要求①测量范围：1pF ～999pF 、1nF ～999nF 、1uF ～999uF ；（量程能够自定） ②显示方式：三位LED 十进制数； ③测试精度：≤5%（或±2字）；④测量电容类型：瓷介电容、涤纶电容、电解电容等； ⑤当被测容量超出测量范围时，报警。

提高要求①测试精度：≤1%（或±1字）； ②自制符合要求电源。

2设计方案的比较与选定通过试探，咱们总结出制作简易数字电容表要紧有5种方式：概念式制作法即依照欧姆定律中电流(I)、电压(U)、阻抗(R)，三者之间关系求解（I=U/R ）。

当一个电路中存在电容时，由电容生成的阻抗为c /1ω，由cU cUI ωω==/1可知电流I 与电容C 成线性关系，只需要明白U 和ω可求得电容值，其中采纳一振荡器可产生一标准ω的波形。

自制数字电感表

自制数字电感表本电感表共分20uH 、200 M H. 2mH 、20mH 、200mH> 2H 、20H7个量程，分辨力为O.OluH,所以可测量长卜2cm 导线的电感。

校准后的精度不低于3%,且电路简洁，体积小巧。

既可做成独立的测量仪表，也可附加在普通的数字万用表上，电路见附图。

1.工作原理该电感测量的基本原理是恒流源法。

由于运放及外弗I 元件组成一左频率的交流恒流源，然后测疑串联在这一恒流源电路中电感两端的电压.从而得出电感的感抗，即问接测出电感的电感量。

该电路由TL074和OP-37组成。

TL074的IC1-1组成文氏电桥正弦波振荡器。

该振荡器有两个振荡频率，通过开关K1同步切换电路中的两个电容来选择频率。

两个频率分别是4OOHz 和40kHz （理论值应为398Hz 和398kHz ）,以适应测量大小不同电感的需要。

文氏电桥振荡器频率的计算公式为f 二1/2刃RC,这是理论公式。

笔者实测其频率随电源电压而变化，在本电路的条件下，若电源电压为±5v,则f 二0. 955/2 n RC 若电源电压为+3V 、-6V （普通电池供电数字万用表工作电压）, 则f 二0. 946/2兀RC 。

电阻R3和R4为增益调整及稳幅元件。

按图中元件输出振幅约7Vp —P.折合正弦波有效值约为2.48V,波形的底部略有削波，但对测量精度没有影响。

若电桥元件Rl 、R2选用金属膜电阻，Cl 、C2选用聚丙烯或涤纶电容。

在电源电压不变的前提下，该振荡器的频率及振幅均相当稳左。

所以电感表的正负电源均应采用稳左度髙的电源，以保证电感表的精度。

Icl —1输出经IC1—2跟随器隔离后，作为电感表的信号源。

IC1-2的输岀经R5〜R9等5个恒流电阻(均应用金属膜电阻)转化为五挡交流恒流源，然后将Lx 串入恒流电路中，I 26 0C20WM 30■爾 6R2由于电感感抗与电感量成正比，因而，测岀了电感两端交流电压就测出了电感量。