电容数字测量仪设计总结报告
电容电阻电感测量仪设计报告
简易数字式电阻、电感和电容测量仪摘要本系统主控制部分采用TI公司的16位超低功耗单片机MSP430F149。
以自制电源作为LRC测量模块和各个主要控制芯片的输入电源，测量原理是通过测量电阻、电容或者电感和标准电阻各自的引起的频率变化，利用频率与电阻、电容、电感的函数关系推算出电阻值、电容值或者电感值。
测量的原理是LM311组成的LC震荡器的震荡回路的频率由单片机采样，然后再依据震荡频率计算出对应的电容或电感值，以及由NE555多谐振荡电路实现对电阻的测量。
软件设计部分使用C语言编程编写了包括控制测量程、按键处理、电阻电感电容计算、液晶显示程序。
利用MSP430F149单片机控制测量和计算结果，测量结果采用12864液晶模块实时显示。
关键词： MSP430F149、NE555芯片、LRC测量、12864液晶目录1 系统总体方案设计 (1)1.1系统方案选择 (1)1.2系统软硬件总体设计 (1)1.2.1硬件部分 (1)1.2.2软件部分 (2)2系统模块设计 (3)2.1硬件模块设计 (3)2.1.1电感电容测量模块 (3)2.1.2电阻测量模块 (4)2.1.3主控制模块 (5)2.1.4 AD采样模块 (5)2.1.5 液晶显示模块 (5)2.2软件模块设计 (5)2.2.1 控制测量程序模块 (5)2.2.2按键处理程序模块 (6)2.2.3电阻电感电容计算程序 (7)2.2.4液晶显示程序模块 (7)3系统测试 (8)3.1测试原理 (8)3.2测试方法 (8)3.3测试结果 (8)3.4测试分析 (9)4系统总结 (9)参考文献： (10)1 系统总体方案设计1.1系统方案选择方案一.基于模拟电路的测量仪利用模拟电路，电阻可用比例运算器法和积分运算器法，电容可用恒流法和比较法，电感可用时间常数法和同步分离法等，虽然避免了编程的麻烦，但电路复杂，所用器件较多，灵活性差，测量精度低，现在已较少使用。
电阻电感电容测量仪报告
电阻电感电容测试仪的设计与制作论文编号B甲1301参赛题目电阻电感电容测试仪的设计与制作参赛学校山东理工大学学院电气与电子工程指导老师李震梅唐诗参赛队员姓名吴硕刚王鹿鹿张兵联系方式电阻电容电感测试仪的设计与制作摘要：本文设计了一种基于单片机的数字式RCL自动测量仪。
该系统由STC89C52、DDS、自校准电路、分压及R运算电路、频率测量及控制电路、高精度交流/有效值转换电路、DAC、译码控制电路、液晶显示电路等构成，采用AD9850产生高精度的正弦波信号,采用电压比例算法推算出电阻、电容值或者电感值。
测量电路由八级标准电阻、继电器和NEC5532组成，能自动选择相应的标准电阻挡级及标准信号源的频率，完成量程的自动转换。
用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,采用1602液晶模块实时显示数值。
实验测试结果表明,本设计性能稳定,测量精度高，超过设计要求。
关键词: STC89C52,测量，DDS，显示，频率The Design and Manufacture of Resistance Capacitance & InductanceTest InstrumentThis paper presents a Digital Automatic RCL Meter based on MCU. This system consists of STC89C52, DDS, Self-calibration circuit, V oltage divider and RCL operation circuit, Frequency measurement and control circuit, High Precision AC / RMS conversion circuit, DAC, Decoding control circuit, and LCD display circuit. The high-precision sine wave signal was produced by AD9850, The resistance, capacitance and inductance can be calculated by voltage ratio algorithmThe measurement circuit consists of eight standard resistance, relays and NEC5532. It can automatically select the appropriate level of resistance and frequency of signal source, fulfill the automatic switch of measurement range.The measurement and calculation were controlled by chip microcomputer.The self-calibration circuit was used to improve the measurement accuracy. The real-time values were displayed by 1602 LCD module.The experimental results show that the performance of the system is stable with high accuracy; the capacity of the system is over the design requirements.Keywords: S TC89C52, measurement, DDS, dislay, frequency前言电阻、电容、电感精确测量仪是实验室及工程中经常遇到的常用仪器。
stm32电容测量仪实验报告
stm32电容测量仪实验报告
实验目的：
本实验旨在设计并实现一个基于STM32的电容测量仪，通过测量电容值来评估电容器的性能。
实验原理：
电容是一种存储电荷的元件，它由两个导体板之间的绝缘介质组成。
电容的大小与导体板之间的距离和绝缘介质的介电常数有关。
本实验采用了简单的充放电方法来测量电容值。
实验步骤：
1. 搭建电路：将待测电容器与STM32开发板相连，利用STM32的GPIO 口来控制充放电电路。
2. 设计程序：根据测量电容的原理，设计一个程序来控制充放电过程，并测量充电时间和放电时间。
3. 采集数据：通过程序获取充放电时间，并计算出电容值。
4. 显示结果：将测量得到的电容值通过串口或LCD显示出来，以便用户查看。
实验结果与分析：
经过多次实验，我们成功地测量了不同电容器的电容值。
实验结果表明，测量值与实际值之间存在一定的误差，这可能是由于电路中的电
阻和电感等元件的影响导致的。
因此，在实际应用中，我们需要对测量结果进行修正。
实验总结：
通过本实验，我们深入了解了电容测量的原理与方法，并成功地设计并实现了一个基于STM32的电容测量仪。
我们还发现了测量中可能存在的误差，并提出了对测量结果进行修正的建议。
这将有助于我们在实际应用中更准确地测量电容值，并评估电容器的性能。
展望：
在今后的研究中，我们可以进一步改进电容测量仪的设计，提高测量精度，并尝试应用更复杂的测量方法来提高测量效率。
另外，我们还可以将电容测量仪与其他传感器结合起来，构建一个多功能的电子测量系统，以满足不同应用领域的需求。
数电课程设计电容测试仪报告书
一、摘要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重要的影响，此次我的课程设计就是用数字显示方式对电容进行测量。
数字化测量仪器较模拟仪器具有使用方便，测量精确等优点。
本次课程设计是针对数字式电阻测试仪的设计，介绍了数字式电阻测试仪的设计方案及其基本原理，并着重介绍了数字式电容测试仪各单元电路的设计思路，原理及整体电路的的工作原理，控制器件的工作情况。
大多数电容可以用万用表电阻档测量其充放电情况，以判断其好坏和估测其大小。
但是对于容量较小的电容，其充放电电流很小，万用表表针几乎看不出摆动，所以无法检测。
小容量电容表可以解决这个问题。
电路采用了两个555时基电路，分别构成时钟电路和测量电路，构成级数、锁存、译码、显示电路，显示电容的值。
555构成多谐振荡器和单稳态触发器，由被测电容控制单稳态触发器的高电平时间，进而控制计数时间。
二、设计思路本设计中用555振荡器产生一定周期的矩形脉冲作为计数器的CP脉冲也就是标准频率。
同时把待测电容C转换成宽度为tw的矩形脉冲，转换的原理是单稳态触发器的输出脉宽tw与电容C成正比。
用这个宽度的矩形脉冲作为闸门信号控制计数器计数，合理处理计数系统电路，可以使计数器的计数值即为被测电容值。
或者把此脉冲作为闸门时间和标准频率脉冲相“与”，得到计数脉冲，该计数脉冲送计数—锁存—译码显示系统就可以得到电容量的数据。
外部旋钮控制量程的选择，用计数器控制电路控制总量程。
想要实现待测电容的数字式测量，最主要的是将待测电容相关的模拟信号转换为数字信号。
我们利用的是555单稳态触发器来实现这点。
知道555单稳态触发器能实现数模转换后，最关键的就是将待测电阻容值的模拟信号以何种方式输入到555单稳态触发器中。
根据测量原理的不同，其输入方法有很多，如直接法、电桥法和充放电法。
各种办法都有相应的优缺点，例如充放电法及直接法均需求得被测样两端的电压与通过被测样的电流，利用欧姆定律从而得出被测的电容，电桥法那么是利用电桥两端电位的平衡来得出被测样的电容。
电容数字测量仪设计总结报告
自动化综合设计总结报告题目：电容数字测量仪二级学院电子信息与自动化学院专业自动化专业班级自动化2班、3班指导老师刘晓东组员电容数字测量仪摘要本设计是基于555定时器构成多谐振荡器产生输入脉冲信号，然后通过AT89C51对方波脉冲中断计数而测量电容的。
在多谐振荡器输出端加入一个74HC08对方波消除毛刺产生方波输入到单片机外部中断0，再通过单片机内部C。
计数器对方波进行脉宽计数。
555定时器中所涉及的电容，即是被测量的电容x信号的频率可以根据所选的电阻，电容的参数而调节，这样便可以定量的确定被测电容的容值范围。
最后通过LCD1602显示被测电容数值。
关键词：电容，555定时器，AT89C51，LCD1602目录1、引言当前数字系统的设计正朝着快速以及大容量和便利的方向发展。
现代电子产品几乎几乎应用到各个领域，有力推动了现代社会信息化的进展，这反过来也要求电子产品要以更快的速度节奏升级。
在日常的电路工程或者电路试验中，电容为一个最常见的电子元件，在实际电路中对电容的要求也愈加精确，传统的电容测量仪表现的不够直观、精确度不高以及便利。
因此，这次，我们选择一个数字式电容测量仪，只要打开开关就可以直观的观察电容数量值大小。
相比以前的更为方便、高精确度的有点，这也为本次选题带来了意义，同时也提高了我们对设计的兴趣。
2.1 设计要求1、设计电容数字测量仪电路，测量并显示电容大小2、测量电容范围为100p f~50μF3、系统工作满足电容测量一般要求。
2.2 系统整体方案设计本设计是通过一块555芯片来测量电容，让555芯片工作在直接反馈无稳态的状态下，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是：0.772/(*)xf R C=，我们固定R的大小，其公式就可以写为：/xf k C=，只要我们能够测量出555芯片输出的频率，就可以计算出测量的电容。
计算频率的方法可以利用单片机的计数器0T和中断0INT配合使用来测量，这种研究方法相当的简单。
电容电感测量仪课题报告
一、课题的开发背景与需求分析在电子电路实验中经常需要测量电容的容量和电感的电感量，特别对一些小容量和小感量的器件，虽然专业测量仪很好，但不是每人都能配备，所以，如果能够自己动手制作，那么既锻炼了动手能力，又解决了问题。
国外有一个网站上出售使用PIC16C622制作的电容电感测试议套件，可以测量电容量或电感量；后来又有人介绍使用AT89C2051制作的同类测量仪。
这里根据上述仪器的原理模仿制作了一个，经试用效果不错，而且电路简单实用，测量范围较宽，测量结果也较准确，完全可以满足一般电子爱好者的需要自制的电容电感测量仪。
二、调研分析经过开题期间的文献查阅和实际情况调研，了解到电容器的参数很多，通常有：电容量、耐压、漏电、等效电感、损耗、频率特性、温度稳定性、等效串联电阻（超大容量电容器）等；电感器的参数有：电感量、漏感、等效电阻、损耗、频率特性、饱和电流、最大功率等。
在故障诊断以及电器维修中更换元器件时，需要对这些参数予以全面考虑。
但是一般条件下，元器件上只会标明电容量或电感量、电容器的耐压值等，普通仪器也能测量到这些基本参数，其他的参数只能靠选用规定类型、规格的电容器或电感器来保证。
电容器的种类很多，依其中使用的绝缘介质材料不同可分为：纸介电容、金属化纸介电容、云母电容、瓷介电容、涤纶薄膜电容、聚本乙烯薄膜电容、钽电解电容、铝电解电容、双电层电容等。
大多数电容器没有正负极之分，容量一般都在1uf 以下，一般适合在较高频率的场合使用；电解电容器的容量可以做到10^4uf，超大容量的双电层电容器（EDLC）其容量以可做到法拉级，但都有级性，适合低频场合使用，容量测量方法与无极性电容器不同。
电感器一般有空心、磁心、铁心之分，但电感的测量方法一般没有区别。
有以下测量方法：1.经典测量方法经典测量方法利用交流电桥的平衡原理，既可以测电容，也可以测量电感。
交流电桥测量电容的原理图如图1所示。
当电桥平衡时，有Rx+1/(jwCx)=R4(R2+1/(jwC2))/R3由上式可求得Cx=R3C2/R4,Rx=R4R2/R3。
电容电阻测量实验报告
电容、电阻测量实验报告实验目的：1、掌握电容测量的方案，电容测量的技术指标2、学会选择正确的模数转换器3、学会使用常规的开关集成块4、掌握电阻测量的方案，学会怎样达到电阻测量的技术指标实验原理：一、数字电容测试仪的设计电容是一个间接测量量，要根据测出的其他量来进行换算出来。
1）电容可以和电阻通过555构成振荡电路产生脉冲波，通过测出脉宽的时间来测得电容的值T=kR CK和R是可知的，根据测得的T值就可以得出电容的值2）电容也可以和电感构成谐振电路，通过输入一个信号，改变信号的输入频率，使输入信号和LC电路谐振，根据公式W=1/ √LC就可以得到电容的值。
二、多联电位器电阻路间差测试仪的设计电阻是一个间接测试量，他通过测得电压和电流根据公式R=U/I得出电阻的值电阻测量分为恒流测压法和恒压测流法两种方法这两种方法都要考虑到阻抗匹配的问题1）恒流测压法输入一个恒流，通过运放电路输出电压值，根据运放电路的虚断原理得出待测电阻两端的电压值，就可以得出待测电阻的阻值。
2）恒压测流法输入一个恒压，通过运放电路算出电流值，从而得出电阻值方案论证：数字电容测试仪用555组成的单稳电路测脉宽用555构成多谐振荡器产生触发脉冲多谐振荡器产生一个占空比任意的方波信号作为单稳电路的输入信号。
T1=0.7*（R1+R2）*CT2=0.7*R2*C当R2〉〉R1时，占空比为50%单稳电路是由低电平触发，输入的信号的占空比尽量要大触发脉冲产生电路电容测试电路Tw=R*Cx*㏑3R为7脚和8脚间的电阻和待测电容Cx构成了充放电回路，这个电阻可以用一个拨档开关来选择电容的测试挡位。
当待测电容为一大电容时，选择一个小电阻；当电容较小时，选择一个较大的电阻。
使输出的脉宽不至于太大或者太小，用以提高测量的精度和速度。
R*C不能取得太小，R*C*㏑3≥T2，如果R*C取得太小，使得充放电时间太小，当来一个低电平时，电路迅速充电完毕，此时输入信号仍然处于低电平状态，输出电压为高电平，此时的脉宽就与RC无关，得到的C值就不是所要测的电容值。
单片机电容测量仪设计实训报告..
江西科技师范大学通信与电子学院《综合设计实训》报告实训题目：单片机智能电容测量仪的设计与制作小组成员：王文博罗寰涛廖京班级：12电信职本（1）班指导老师：尤国平一、实训选题内容、要求1.实训选题内容：电容容量是电学理论分析与电路设计中的重要参数。
电容容量测量的主要方法有电桥平衡法、谐振频率测量法或脉冲宽度测量法等等。
交流电桥虽然测量准确，但存在笨重、操作繁琐、不能自动测量的缺陷。
目前一般的数字万用表测量电容的最大值仅为20u F，且测量精度有限，遇到要测量较大的电容时往往无能为力。
因此设计一款简单方便的数字式电容仪非常必要。
2.设计要求二、要求1、基本要求(1) 自制稳压电源、绿色发光管指示接通电源，正常工作。
(2) 被测电容的容量在0.01μF至200μF范围内(3) 能够根据测量电容的大小自动转换合适量程。
(4) 用4个数码管或液晶显示测量结果，测量误差小于10%。
(5) 当电容值超出上述范围时测量仪溢出报警，黄色发光管LED点亮。
2、扩展要求（1）被测电容的容量扩大到1000PF至1000μF范围内。
（2）测量误差小于5%。
（3）当电容短路时测量仪发出声光报警，红色发光管LED点亮。
二、实训计划和人员安排实训计划：5月20日到5月23日，建立设计思想，并把硬件电路图仿真出来，尽量与实际的焊接想吻合，确定实训用的元器件。
5月24日到5月26日，查找资料，了解硬件与软件指令的匹配方法，把实训的软件部分编写好，与硬件部分大体的结合，实现仿真。
5月27日到6月8日，查找相关元器件的管脚图，进行电路的焊接与调试，使得电路的设计与制作达到实训的相关要求，录制视频。
6月10日到6月20日，制作PPT，完善实训报告，准备答辩的相关事宜，提交实训的相关材料。
具体分工王文博：题目要求分析，方案的讨论，仿真电路图，实训报告，作品的焊接与调试。
罗寰涛：题目要求分析，方案的讨论;收集相关资料。
制作ppt。
廖京 : 录制视频与购买元器件。
简易数字式电容测试仪设计报告
简易数字式电容测试仪设计报告一、设计要求1、要求能够测试电容的容量在100PF到100uF范围内；2、至少能设计制作两个以上的测量量程；3、用三位数码管显示测量结果。
二、设计的作用、目的很多电子产品中，电容器都是必不可少的电子元件，它在电子设备中充当整流器的平滑滤波、电源的退耦、交流信号的旁路、交直流电路的交流耦合等。
固定电容的容量可直接从标称容量上读出，而可调电容的容量则不确定，因此，设计一个简易电容测试仪作为测量工具是有必要的。
三、设计的具体实现1系统概述利用单稳态触发器或电容器充放电规律，可以把被测电容的大小转换成输出脉冲的宽度，即控制脉冲宽度Tx与Cx成正比。
只要将此脉冲作为计数器的控制信号，便可得到计数脉冲，把计数脉冲送给计数器计数，然后再经译码器送至数码管显示。
时钟脉冲可由555构成的多谐振荡器提供。
如果时钟脉冲的频率等参数合适，数码管显示的数字N便是Cx的大小。
该方案的原理框图如图1所示。
图1 电容测试仪原理框图2 单元电路设计与分析2.1计数译码显示电路(BCD译码器4511)图6 显示器外引线排列图及接法2.2时钟脉冲产生电路多谐振荡器是一种自激振荡器，在接通电源后，不需要外加触发信号，便能自动产生矩形脉冲。
先将555定时器构成施密特触发器，再将施密特触发器的输出端经RC积分电路接回到它的输入端即可构成多谐振荡器，且其电容C的电压Vc将在和之间反复振荡。
其输出的脉冲作为计数器的CP。
555构成的多谐振荡器电路图和工作波形分别如图7和图8所示。
图7 多谐振荡器电路图图8 多谐振荡器工作波形555构成的时钟脉冲发生器的最高输出频率为200KHz，电路的振荡周期仅与外接元件R1、R2和C有关，不受电源电压变化的影响。
多谐振荡器的主要参数：充电时间：放电时间：振荡周期：占空系数：本单元电路中选取的元件参数为R1=3.3K，R2=1K，C=0.068uF，则T=0.252ms，符合电路工作的要求。
数字电容测试仪课程设计报告
课程设计任务书学生姓杨坚专业班级：电信1006名：指导教师：工作单位：信息工程学院题目：电容测试仪初始条件：具备电子电路的基础知识和设计能力；具备查阅资料的基本方法；熟悉常用的电子器件；熟悉电子设计常用软件的使用；要求完成的主要任务：（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、设计电容数字测试电路；2、测量电容范围：100pf ～1μ f；3、数码管显示电容值；4、掌握数字电路的设计及调试方法；5、撰写符合学校要求的课程设计说明书。
时间安排：时间一周，其中2 天原理设计，3 天电路调试指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录1 绪论......................................................................... 错误! 未定义书签。
选题背景................................................................. 错误!未定义书签。
设计要求................................................................. 错误!未定义书签。
2 系统概述..................................................................... 错误! 未定义书签。
方案的选择及可行性分析 ................................................... 错误!未定义书签。
方案论证................................................................. 错误!未定义书签。
设计思路 ............................................................ 错误!未定义书签。
简易数字电容测量仪设计
简易数字电容测量仪设计引言电容是电子电路中常见的元件之一，用于存储电荷和调节电路的频率响应。
因此，对电容进行准确测量是电子工程师和爱好者常常面临的挑战之一。
本文将介绍一种简易数字电容测量仪的设计，该仪器可以实现对电容的快速、准确测量。
一、设计原理数字电容测量仪的设计基于计时电路的原理。
当一个已知电容通过一个已知电阻充电或放电时，可以测量所需的时间来计算电容的值。
具体而言，我们需要设计一个计时电路，通过测量电容充电或放电所需的时间，然后使用公式 C = t / (R * ln(2)) 来计算电容的值。
二、硬件设计1. 电路图我们的数字电容测量仪的电路图如下所示：2. 元件选择为了简化设计，我们选择了一些常用的元件。
电阻选用1kΩ的标准电阻，电容选用10μF的陶瓷电容。
此外，我们还需要一个微控制器来处理计时和计算电容值。
3. 电路实现根据电路图，我们可以使用常见的电子元件将电路实现。
首先，将电容和电阻按照图中的连接方式进行连接。
然后，将微控制器与电路连接，以便进行计时和计算。
最后，将电路供电，即可完成硬件的设计。
三、软件设计1. 计时和计算我们需要编写一个程序来实现计时和计算电容值。
首先，我们需要初始化计时器，并设置为充电或放电模式。
然后，我们可以使用计时器来测量所需的时间，并存储在一个变量中。
最后，我们使用上述公式来计算电容的值。
2. 显示结果为了方便使用者查看测量结果，我们可以在液晶显示屏上显示电容的值。
我们需要编写一个程序来将计算得到的电容值转换为适当的格式，并将其显示在液晶屏上。
四、实验结果与讨论我们通过使用实际的电容进行测试，验证了我们设计的数字电容测量仪的准确性和可靠性。
实验结果表明，我们的测量仪可以精确地测量电容的值，并将其显示在液晶屏上。
五、总结本文介绍了一种简易数字电容测量仪的设计。
通过使用计时电路和微控制器，我们可以实现对电容的快速、准确测量。
该仪器的设计原理简单，硬件和软件设计也相对简单，适合初学者和爱好者使用。
课程设计报告简易数字式电容测试仪
《电子技术》课程设计报告题目简易数字式电容测试仪学院（部）电子与控制工程学院专业电气工程及其自动化班级01学生姓名阿不都热扎克·阿不都拉学号01376 月24 日至7 月 4 日共2 周指导教师（签字）简易数字电容测试仪摘要本设计是基于555定时器，连接构成多谐振荡器以及单稳态触发器而测量电C。
其输出信号输入容的。
单稳态触发器中所涉及的电容，即是被测量的电容x到555定时器构成的多谐振荡器的是能端。
555定时器构成的多谐振荡器产生的信号的频率是1kHZ固定不变的。
通过改变单稳态触发器中与cx串联的电阻的大小可以定量的确定被测电容的容值范围。
因为单稳态触发器的输出脉宽是根据电C值的不同而不同的，所以脉宽即是对应的电容值。
最终多谐振荡器的振荡容x次数与被测量的电容值呈线性关系。
最后是多谐振荡器次数的数字化，将f*t输入到4543译码器中翻译成BCD码，输入到LED数码管中显示出来。
关键词：:电容，555定时器，单稳态触发器，计数器，译码器，LED数码管设计内容要求1 测量电容容量范围为100pF~100μF。
2 应设计3个以上的测量量程。
3 用四位数码管显示测量结果。
4 用红、绿色发光二极管表示单位。
一 、系统概述此简易数字电容测试仪是基于555定时器，连接构成多谐振荡器以及单稳态触发器而测量电容的。
单稳态触发器中所涉及的电容，即是被测量的电容x C 。
当按下“开始”按钮时cx 开始充电，单稳态触发器的输出为“1”，单稳态触发器的输出信号输入到555定时器构成的多谐振荡器的是能端。
555定时器构成的多谐振荡器产生的信号的频率是1kHZ 固定不变的。
当单稳态触发器的输出为“1”时多谐振荡器开始振动74160开始计数。
当cx 充电冲到2/3Vcc 时单稳态触发器的输出为“0”，多谐振荡器停止工作，74160也停止计数。
通过改变单稳态触发器中与cx 串联的电阻的大小可以定量的确定被测电容的容值范围。
电子技术课程设计报告--数字式电容测量仪
电子技术课程设计报告课程名称：数字式电容测量仪系部：专业班级：学生姓名：指导教师：完成时间数字式电容测量仪设计报告一内容提要:电容元件广泛应用于各种电子产品和电路中，具有十分广泛的应用。
电容的容值参数是设计中应考虑的重要参数。
常见的电容分为有极电容和无极电容。
电容的容值与电容的直对面积、形状、电解质等有关系。
目前的电容体积小，用常规方法难以精确测出。
为解决该问题。
我们设计了简易数字式电容测试仪。
该设计将电容的测量转化为频带宽度的测量，具有便携、易操作、高精度等特点。
本文粗略讲述了我在本次实习中的整个设计过程及收获。
讲述了数字电容测量仪的工作原理以及其各个组成部分，记述了我在整个设计过程中对各个部分的设计思路、对各部分电路设计方案的选择、元器件的筛选、以及对它们的调试、对调试结果的分析，到最后得到比较满意的实验结果的方方面面。
二设计内容及要求:1.被测电容的容量在0.01μF至100μF范围内。
2.设计两个的测量量程。
3.用3为数码管显示测量结果。
4.显示小数点和单位。
三设计思路及原理:1. 系统概述（1）将待测电容构成单稳态电路，在一定条件下，则单稳态电路的暂稳态时间与电容值成正比。
（1）用这个暂稳态时间作为一个时间窗（Tc），在这个时间窗内，对标准脉冲信号进行计数，从而测出时间窗的宽度，进而得到电容值。
Tc=K·Cf&en计数脉冲个数——N时间窗中脉冲个数：N=Tc×f=K’f×Cnum选择电阻R使K’f=1，则N=Cnum例如：C=0.11μF，Cnum=11C=11 μF，Cnum=11Tc=K·C=K·Cnum× 10-8F(秒)Tc=K·C=K·Cnum×10-6F(秒)时间窗中脉冲个数：N=Tc×f=K·10-8·f×Cnum=Cnum N=Tc×f=K·10-6·f×Cnum=Cnum 即K·10-8·f=1即K·10-6·f=1所以改变量程时，要改变K(R)或f就可以，我们选择的是改变R。
电容数字测量仪设计总结报告(doc 26页)
电容数字测量仪设计总结报告(doc26页)部门： xxx时间： xxx整理范文，仅供参考，可下载自行编辑自动化综合设计总结报告题目：电容数字测量仪二级学院电子信息与自动化学院专业自动化专业班级自动化2班、3班指导老师刘晓东组员电容数字测量仪摘要本设计是基于555定时器构成多谐振荡器产生输入脉冲信号，然后通过AT89C51对方波脉冲中断计数而测量电容的。
在多谐振荡器输出端加入一个74HC08对方波消除毛刺产生方波输入到单片机外部中断0，再通过单片机内部计数器对方波进行脉宽计数。
555定时器中所涉及的电容，即是被测量的电容C。
信号的频率可以根据所选的电阻，电容的参数而调节，这样便可以定量的x确定被测电容的容值范围。
最后通过LCD1602显示被测电容数值。
关键词：电容，555定时器，AT89C51，LCD1602目录1、引言当前数字系统的设计正朝着快速以及大容量和便利的方向发展。
现代电子产品几乎几乎应用到各个领域，有力推动了现代社会信息化的进展，这反过来也要求电子产品要以更快的速度节奏升级。
在日常的电路工程或者电路试验中，电容为一个最常见的电子元件，在实际电路中对电容的要求也愈加精确，传统的电容测量仪表现的不够直观、精确度不高以及便利。
因此，这次，我们选择一个数字式电容测量仪，只要打开开关就可以直观的观察电容数量值大小。
相比以前的更为方便、高精确度的有点，这也为本次选题带来了意义，同时也提高了我们对设计的兴趣。
2.1 设计要求1、设计电容数字测量仪电路，测量并显示电容大小2、测量电容范围为100p f~50μF3、系统工作满足电容测量一般要求。
2.2 系统整体方案设计本设计是通过一块555芯片来测量电容，让555芯片工作在直接反馈无稳态的状态下，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是：0.772/(*)x f R C =，我们固定R 的大小，其公式就可以写为：/x f k C =，只要我们能够测量出555芯片输出的频率，就可以计算出测量的电容。
数字电路课程设计报告简易数字电容测试仪
数电课程设计报告题目简易数字式电容测试仪简易数字电容C测量仪前言电子制作中需要用到各种各样的电容器，它们在电路中分别起着不同的作用。
与电阻器相似，通常简称其为电容，用字母C表示。
顾名思义，电容器就是“储存电荷的容器”。
尽管电容器品种繁多，但它们的基本结构和原理是相同的。
两片相距很近的金属中间被某物质（固体、气体或液体）所隔开，就构成了电容器。
两片金属称为的极板，中间的物质叫做介质。
电容器也分为容量固定的与容量可变的。
但常见的是固定容量的电容，最多见的是电解电容和瓷片电容。
不同的电容器储存电荷的能力也不相同。
规定把电容器外加1伏特直流电压时所储存的电荷量称为该电容器的电容量。
电容的基本单位为法拉（F）。
但实际上，法拉是一个很不常用的单位，因为电容器的容量往往比1法拉小得多，常用微法（μF）、纳法（nF）、皮法（pF）（皮法又称微微法）等，它们的关系是：1法拉（F）= 1000000微法（μF）1微法（μF）= 1000纳法（nF）= 1000000皮法（pF）。
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重要的影响，本课题就是用数字显示方式对电容进行测量。
本设计报告共分三章。
第一章介绍系统设计；第二章介绍主要电路及其分析；第三章为总结部分。
摘要：由于单稳态触发器的输出脉宽t W与电容C成正比，把电容C转换成宽度为t W的矩形脉冲，然后将其作为闸门信号控制计数器计标准频率脉冲的个数，并送锁存--译码--显示系统就可以得到电容量的数据。
关键词：闸门信号标准频率脉冲目录第一章系统设计 (2)一、设计目的 (2)二、设计内容要求 (2)三、设计技术指标 (2)四、方案比较 (2)五、方案论证 (3)1、总体思路 (3)2、设计方案 (3)第二章主要电路设计与说明 (4)一、芯片简介 (4)1、555定时器 (4)2、单稳态触发器74121 (4)3、4位二进制加法计数器47161 (5)4、4位集成寄存器74 LSl75芯片 (6)5、七段译码器74LS47-BCD 芯片 (7)二、总电路图及分析 (7)1、总图 (7)2、参数选择及仪表调试 (9)3、产品使用说明 (9)4、以测待测电容Cx的电容量为例说明电路工作过程及测容原理 (9)三、各单元电路的设计与分析 (9)1、基准脉冲发生器 (9)2、启动脉冲发生器 (10)3、Cx转化为Tw宽度的矩形脉冲 (10)4、计数器 (10)5、寄存—译码—显示系统 (10)第三章总结 (11)参考文献 (11)附录 (11)附录1 元器件清单 (11)附录2 用集成元件代分立元件电路 (12)评语 (13)第一章 系统设计一、设计目的1 掌握电容数字测量仪的设计、组装与调试方法。
stm32电容测量仪实验报告
stm32电容测量仪实验报告一、引言电容是一种重要的电子元件，广泛应用于电路中的滤波、耦合、调谐等功能。
为了准确测量电路中的电容值，我们设计并制作了一款基于STM32微控制器的电容测量仪。
本实验报告将详细介绍实验的背景、设计原理、实验步骤和结果分析。
二、实验背景在电子电路实验中，常常需要测量电容的数值。
传统的测量方法主要依赖于万用表或LCR表，但它们的使用方法相对复杂且不够灵活。
为了解决这一问题，我们选择使用STM32微控制器来设计一款简单易用的电容测量仪。
三、设计原理本实验采用的是简单的RC模型，通过测量电容充放电的时间来计算电容值。
具体的工作原理如下：1. 首先，我们通过一个位于STM32开发板上的定时器来产生一个固定频率的方波信号。
2. 然后，将方波信号经过一个电阻与待测电容相连，形成一个RC电路。
3. 当方波信号上升沿来临时，开始充电，测量时间直至电压达到一定阈值（例如1/2的工作电压）。
4. 当方波信号下降沿来临时，开始放电，测量时间直至电压降至一定阈值（例如1/2的工作电压）。
5. 根据充电和放电的时间，可以计算出电容值。
四、实验步骤1. 连接电路：将STM32开发板上的定时器输出端口与电阻和待测电容相连。
2. 程序设计：使用STM32开发板上的开发环境编写程序，配置定时器的工作模式和频率，并编写计算电容的算法。
3. 烧录程序：将程序烧录到STM32开发板上。
4. 进行测量：将待测电容连接到电路上，启动测量程序，观察测量结果。
五、实验结果与分析我们使用了几个不同值的电容进行了实验测量，并将测量结果与实际值进行了比较。
实验结果表明，我们设计的电容测量仪能够准确测量电容的数值，并且测量误差较小。
然而，由于电阻的存在，测量结果可能会受到电阻的影响，所以在实际应用中需要进行一定的修正。
六、结论本实验成功设计并制作了一款基于STM32微控制器的电容测量仪。
实验结果表明，该测量仪能够准确测量电容的数值，并具有较低的测量误差。
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自动化综合设计总结报告题目：电容数字测量仪二级学院电子信息与自动化学院专业自动化专业班级自动化2班、3班指导老师刘晓东组员电容数字测量仪摘要本设计是基于555定时器构成多谐振荡器产生输入脉冲信号，然后通过AT89C51对方波脉冲中断计数而测量电容的。
在多谐振荡器输出端加入一个74HC08对方波消除毛刺产生方波输入到单片机外部中断0，再通过单片机内部C。
计数器对方波进行脉宽计数。
555定时器中所涉及的电容，即是被测量的电容x信号的频率可以根据所选的电阻，电容的参数而调节，这样便可以定量的确定被测电容的容值范围。
最后通过LCD1602显示被测电容数值。
关键词：电容，555定时器，AT89C51，LCD1602目录1、引言当前数字系统的设计正朝着快速以及大容量和便利的方向发展。
现代电子产品几乎几乎应用到各个领域，有力推动了现代社会信息化的进展，这反过来也要求电子产品要以更快的速度节奏升级。
在日常的电路工程或者电路试验中，电容为一个最常见的电子元件，在实际电路中对电容的要求也愈加精确，传统的电容测量仪表现的不够直观、精确度不高以及便利。
因此，这次，我们选择一个数字式电容测量仪，只要打开开关就可以直观的观察电容数量值大小。
相比以前的更为方便、高精确度的有点，这也为本次选题带来了意义，同时也提高了我们对设计的兴趣。
2.1 设计要求1、设计电容数字测量仪电路，测量并显示电容大小2、测量电容范围为100p f~50μF3、系统工作满足电容测量一般要求。
2.2 系统整体方案设计本设计是通过一块555芯片来测量电容，让555芯片工作在直接反馈无稳态的状态下，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是：0.772/(*)xf R C=，我们固定R的大小，其公式就可以写为：/xf k C=，只要我们能够测量出555芯片输出的频率，就可以计算出测量的电容。
计算频率的方法可以利用单片机的计数器0T和中断0INT配合使用来测量，这种研究方法相当的简单。
系统框图见下图。
系统框图图中给出了整个系统设计的系统框图，系统主要由四个主要部分组成，单片机和晶振电路设计，555芯片电路设计，LCD1602显示电路，复位电路设计。
3、硬件电路设计3.1单片机AT89C51简介MCS-51单片机是美国INTE公司于1980年推出的产品，与MCS-48单片机相比，它的结构更先进，功能更强，在原来的基础上增加了更多的电路单元和指令，指令数达111条，MCS-51单片机可以算是相当成功的产品，一直到现在，MCS-51系列或其兼容的单片机仍是应用的主流产品，各高校及专业学校的培训教材仍与MCS-51单片机作为代表进行理论基础学习。
AT89C51是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和128 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，内置功能强大的微型计算机的AT89C51提供了高性价比的解决方案。
AT89C51是一个低功耗高性能单片机，40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，AT89C51可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。
其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。
3.2.2单片机最小系统复位电路与1、从原理上，一般采用上电复位电路。
这种复位电路的工作原理是：通电时，电容两端相当于短路，于是RST引脚上为高电平，然后电源通过电阻对电容充电，RST端电压慢慢下降到一定程序，即为低电平，单片机开始正常工作。
该设计中复位电路采用按键复位方式。
电路选用22uF的电容、200k欧姆的电阻、1000欧姆电阻和一个按键组成。
2、内部时钟电路和晶振频率一般选择在4MHz~12MHz之间（该设计选用12MHz），外接两个谐振电容。
本系统采用内部时钟方式。
3.2.3 按键控制电路本设计采用3个按键来执行检测作用，因为根据测量范围要求该设计制定了3个档位，每个按键对应555定时器上规定档位，该按键在软件程序用来控制程序是否往下面执行，如检测到按键按下，再对程序变量置位进而控制显示程序的执行；同时单片机上设定了开始测量电容输入的按键，单片机通过P3.7端口对按键进行检测；该四个按键如图所示：3.2 555定时器多谐振荡器3.2.1 555定时器概述555芯片电路是一种将模拟功能与逻辑功能巧妙结合在同一硅片上的组合集成电路。
它设计新颖，构思奇巧，用途广泛，备受电子专业设计人员和电子爱好者的青睐，人们将其戏称为伟大的小IC。
1972年，美国西格尼蒂克斯公司(Signetics)研制出Tmer NE555双极型时基电路，设计原意是用来取代体积大,定时精度差的热延迟继电器等机械式延迟器。
但该器件投放市场后，人们发现这种电路的应用远远超出原设计的使用范围，用途之广几乎遍及电子应用的各个领域，需求量极大。
美国各大公司相继仿制这种电路1974年西格尼蒂克斯公司又在同一基片上将两个双极型555单元集成在一起，取名为NF556。
1978年美国英特锡尔(Intelsil)研制成功CMOS型时基电路ICM555 ICM556,后来又推出将四个时基电路集成在一个芯片上的四时基电路558 由于采用CMOS型工艺和高度集成，使时基电路的应用从民用扩展到火箭、导弹、卫星、航天等高科技领域。
在这期间，日本、西欧等各大公司和厂家也竞相仿制、生产。
尽管世界各大半导体或器件公司、厂家都在生产各自型号的555／556时基电路，但其内部电路大同小异，且都具有相同的引出功能端。
555电路，也称555芯片电路，是一种中规模集成电路。
它具有功能强、使用灵活、适用范围宽的特点。
通常只要外接少量几个元件，就可构成各种不同用途的脉冲电路以及许多实用电路，如多谐振荡器、单稳态电路及施密特触发器等等。
从而能够实现振荡、定时、调光、调压、调速等。
555集成电路有双极型和CMOS两种。
CMOS型的优点是功耗低、电源电压低、输入阻抗高。
对于初学者来说，可以把555电路等效看成一个带放电开关的RS触发器，这个特殊的触发器有两个输入端：阈值端TH可看成是置零端R，要求高电平，触发端R可看成置位端低电平有效。
它只有一个输出端Vo，Vo可等效为触发器的Q端。
放电端DIS可看成由内部放电开关控制的一个接点，放电开关由触发器的端控制：Q=1时DIS端接地；Q=0时，DIS端悬空。
此外，这个触发器还有复位端MR加上低电平(<0．3V)时可使输出为低电平。
该特殊的RS触发器有两个输入端，这两个输入端的触发电平要求一高一低，其中置零端R即阈值端TH要求高电平，置位端即触发端则要求低电平，也就是使它们翻转的阈值电压值不同。
当VK端不接控制电压时，对TH端(即R端)来讲，大于2／3V DD是高电平1，小于2／3V DD时是低电平0；而对TR端(即端)来讲，大于1／3V DD是高电平1，小于1／3V DD是低电平O。
3.2.2 555定时器与AT89C51接口555定时器芯片电路的应用电路很多，在实际应用中，除了单一品种的电路外，还可组合出很多不同电路。
本次设计中应用的电路是直接反馈型无稳类电路，外设按键控制三个档位，555定时器的4脚复位端有单片机P3.6端口来控制发出芯片发出方波的发生；另外多555谐振荡器7端口接入P3.2端口来进行单片机的中断控制，由于我们是进行方波脉宽计数，说以选择中断请求方式为边沿触发方式；3.2.3 555程序设计档位算法整个程序设计过程中遇到的最大的问题的如何根据测量到的方波的频率来计算所测量的电容的大小。
在前面的介绍中我们知道：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1T f=，所以 *0.772RT C =即：0.772*C T R= 如果单片机采用12M 的晶振，计数器T0的值增加1，时间就增加1μS ，我们采用中断的方式来启动和停止计数器T0，中断的触发方式为脉冲下降沿触发，第一次中断到来启动T0，计数器的值为1N ，第二次中断到来停止T0，计数器器的值为2N ，则测量方波的周期为21()*1T N N us =-，如何开始时刻计数器的值10N =，则6*10T N -=。
简单时序图如下。
则： 60.772**10C N R-= T555输出的方波启动T0 停止T0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：177.2R =Ω 6*10100NC -=*1100N C uF = 1~50uF第二档：2772R =Ω 16*10*10100N C --= 1*10*1100NC uF -= 0.1~5 uF第三档：37.72R K =Ω 26*10*10100N C --= 2*10*1100NC uF -= 0.01~0.5 uF为了编写程序的方便，我们只计算100N，后面的单位可以根据使用的量程自行添加。
测量范围的大小100p f~50μF 。
3.2.4 74H08对发出方波消刺在555芯片输出方波后，由于硬件的原因，输出的方波会有很多毛刺，为了去除这些毛刺本设计中使用了一个两输入与门（74HC08），让信号通过74HC08后会使输出的波形毛刺减少很多，使单片机的测量结果变得精确。
黄线为没有加74HC08前555输出波形，蓝线为加入74HC08后输出波形图；下图为两种波形的对比图；3.3 基于AT89C51电容测量系统LCD1602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。
3.3.1 LCD1602显示器引脚介绍3.3.2 LCD1602内部储存器CGROM1602液晶模块内部的字符发生存储器（CGROM)已经存储了160个不同的点阵字符图形，如表1所示，这些字符有：阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等，每一个字符都有一个固定的代码，比如大写的英文字母“A”的代码是01000001B（41H），显示时模块把地址41H 中的点阵字符图形显示出来，我们就能看到字母“A”3.3.3 lcd1602显示自定义符步骤如下：1.先将字符写入CGRAM2.再将CGRAM中的字符写入DDRAM,DDRAM为待显示字符的储存空间；下图为CGROM和CGRAM中字符代码与字符图形对应关系4、软件设计软件设计是一个创造性的过程，对一些设计者来说需要一定的资质，而最后设计通常都是由一些初步设计演变而来的。