基于单片机的电容测量
基于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altiumdesigner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。
基于C单片机的电容测试仪
———————————————————————————————— 作者：
———————————————————————————————— 日期：
基于C52单片机的电容测试仪设计
摘 要:本文主要设计了一个简单的数显式电容值测量仪，全文介绍了电容测试仪的设计思想及硬件结构。该测容仪以STC89C52单片机和555振荡器作为主要元件，首先由555振荡器构成多谐振荡器来产生一个脉冲信号，555振荡器所产生振荡信号的频率由被测电容和电路电阻共同决定。通过STC89C52单片机对555输出脉冲频率进行测量，从而可以计算出测量的电容值。为了避免噪声的影响，提高测量精度，设计中在多谐振荡器输出端加入一个74HC08使输出波型毛刺减少，进而提高了测量精度。最后通过LCD1602显示器显示被测电容容值。在软件设计中，该设计使用C语言来编写程序。该仪器具有方便快捷，结构简单实用，精度较高，价格低廉等特点。
通常情况下测量电容方法多并具有一定的复杂性，所以本次设计是在参考555定时器基础上拟定的一套自己的设计方案。是尝试用555定时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STC89C52RC的计数端端口，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。
(6)安装和调试，实际测试，记录测试数据及结果。
2数显测容仪的系统设计
2.1 电容测试仪设计方案比较
1.2电容测试仪的发展历史及研究现状
当今电子测试领域，电容测量已经在测量技术和产品研发中应用的十分广泛。电容测试发展已经很久，方法众多，常见测量方法如下。
近年来我国测量仪器的可靠性和稳定性问题得到了很多方面的重视，状况有了很大改观。测试仪器行业目前已经越过低谷阶段，重新回到了快速发展的轨道，尤其最近几年，中国本土仪器取得了长足的进步，特别是通用电子测量设备研发方面，与国外先进产品的差距正在快速缩小，对国外电子仪器巨头的垄断造成了一定的冲击。随着模块化和虚拟技术的发展，为中国的测试测量仪器行业带来了新的契机，加上各级政府日益重视，以及中国自主应用标准研究的快速进展，都在为该产业提供前所未有的动力和机遇。从中国电子信息产业统计年鉴中可以看出，中国的测试测量仪器每年都以超过30%以上的速度在快速增长。在此快速增长的过程中，无疑催生出了许多测试行业新创企业，也催生出了一批批可靠性和稳定性较高的产品。
基于单片机的电阻、电感、电容测量系统
第一章绪论科学技术的飞速发展，特别是信息技术、精密工程的发展，催生了众多的新工艺、新材料、新产品，给人们的生产生活带来了日新月异的变化，然而所有这些新工艺、新材料、新产品都离不开测试测量技术和精密仪器，测试测量技术是这些产品质量的重要保证，而计量是为测试测量提供标准，精密仪器是其必不可少的工具。
随着被测试系统、产品的发展水平日趋提高——速度越来越快、体积越来越小、应用覆盖范围越来越广，人们对测试测量技术及精密仪器的要求也越来越高，促使测试测量技术和测量仪器不断出现新理论、新技术和新方法。
而电阻、电容、电感是电子线路中必定使用的零部件。
在进行电子线路的设计的基础上，准确地测量这些零部件的值是极其重要的。
测量这些零部件的值，一般使用LCR测试仪。
测量电子元器件集中参数R.L.C的仪表种类较多，方法也各有不同，但都有优缺点。
一般的测量方法都存在计算复杂，不易实现自动测量而且很难实现智能化。
随着智能化仪器的发展，元器件测量也变得十分简单，不象传统的模拟万用电桥那样操作复杂、调试困难，而采用LCR自动测量仪。
这种测量仪是以微处理器为基础的智能仪器，可以自动测量无源元件的各项基本参数。
RLC参数自动测式仪不仅能自动判断元件的性质，而且能将符号图形显示出来，并显示出其值，还能测量Q、D、Z、Lp、Ls、Kp、Ks等参数，且显示出等效电路图形。
这类自动测试系统具有极强的通用性和多功能性，对于不同的测试任务，只需增减或更换挂在它上面的仪器设备，编制相应的测试软件，而系统本身不变。
这种自动测试系统特别适合于要求测试时间短而数据处理量极大的测试任务中，以及测试现场对操作人员有害或操作人员参与会产生人为误差的测试场合。
因其具有很多传统仪器所不具备的优点，故RLC自动测试仪现在应用越来越广泛。
第二章方案设计与论证RLC参数的测量方法主要有电桥法.谐振法.伏安法三种。
电桥法具有较高的测量精确度，因而被广泛采用，而且电桥已派生出许多类型。
基于单片机电阻电容电感测量
基于单片机电阻电容电感测量基于单片机的电阻、电容和电感的测量是一种常见的电子设计任务，特别是在嵌入式系统和传感器应用中。
以下是简要的介绍，具体实现方式可能因应用、单片机型号和测量精度的要求而有所不同。
1. 电阻测量：使用单片机进行电阻测量的一种方法是通过构建电压分压电路，然后使用模拟输入通道或模数转换器（ADC）来测量分压后的电压。
基本步骤如下：•构建电压分压电路，将待测电阻与已知电阻串联。
•通过单片机的ADC模块测量分压电路的电压。
•使用欧姆定律和分压电路的关系计算待测电阻的阻值。
2. 电容测量：电容测量可以通过测量充放电时间常数来实现。
具体步骤如下：•将待测电容与已知电阻组成一个RC电路。
•使用单片机的定时器来测量电容充电或放电的时间常数。
•通过时间常数和电阻值计算电容值。
3. 电感测量：电感测量一般使用LC振荡电路来实现。
具体步骤如下：•将待测电感与已知电容组成LC振荡电路。
•通过单片机的定时器来测量振荡周期。
•通过振荡频率和已知电容值计算电感值。
注意事项：1.校准：对于精度要求较高的测量，建议在使用前进行校准。
2.信噪比：在测量中要注意信号质量和干扰，尤其是在电容和电感的测量中。
3.电源电压：确保单片机和测量电路的供电电压稳定。
4.选择合适的元件值：为了提高测量的精度，选择合适的已知电阻、电容和电感值。
5.滤波：可以在测量结果中引入滤波以降低噪声。
这仅仅是一个简要的概述，具体的实现可能因项目要求和硬件平台而有所不同。
在设计时，请仔细考虑电路的特性和单片机的性能。
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。
基于单片机的电容测量仪的设计与实现论文
基于单片机的电容测量仪的设计与实现专业：电子信息工程学号：XXX学生姓名：XXX 指导老师：XXX【内容摘要】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。
本设计采用STC89C52单片机和继电器控制电容充放电主要电路测量电容电路，电容测量是采用RC充放电的基本原理实现的。
测量电容元器件的仪表种类较多，方法也各有不同，但都有其优缺点。
一般的测量方法都存在计算复杂、不易实现自动测量。
在这里是把电容元件参数C转换成时充电时间的长短，用时间继电器定时，单片机定时器0计算充电时间，当电容充电到预设好的电压后LM393反转输出低电平。
LM393的输出端接到STC89C52单片机的INT0口，当低电平时单片机产生外部中断，单片机计数后再运算求出C，最后通过LCD1602显示器显示被测电容容值。
在软件设计中，该设计使用C语言来编写程序。
【关键词】STC89C52单片机继电器LM393The capacitance meter Design and Implementation based onmicrocontroller【Abstract】With the continuous development of science and technology, the continuous progress of human development in the field of electronic technology can be described by leaps and bounds, capacitor, however, has been widely used in electronic circuits, its size has an important role on the performance of the circuit. Therefore, the measurement of the capacitance in the day-to-day use is inevitable.This design uses STC89C52 MCU and relay control capacitor charging and discharging the capacitor circuit of the main circuit measurement, capacitance measurement RC charge and discharge the basic realization of the principle. More kind of instrument for measuring capacitance components, the method is also different, but it has its advantages and disadvantages. The ships measuring method of computational complexity are present, is not easy to achieve automatic measurement. Here is convert the capacitive element parameters C charging time, time relay timing, SCM timer to calculate the charging time, when the capacitor is charged to the preset voltage LM393 inverted output low. LM393 output end to STC89C52 MCU INT0 mouth, external interrupt generated when the low single-chip, single-chip count and then computing the calculated C, and finally through the the LCD1602 display shows the measured capacitance value. In software design, the design uses the C language to write the program.【Key words 】STC89C52 microcontroller relay LM393目录1绪论 ......................................................................................................................................... - 4 -1.1概述 ............................................................................................................................... - 4 -1.2系统的性能要求及特点 ............................................................................................... - 4 -1.3电容测量仪设计的意义 ............................................................................................... - 4 - 2系统分析及硬件设计 ............................................................................................................. - 4 -2.1系统设计思路与方案比较论证 ................................................................................... - 5 -2.1.1系统设计思路 ..................................................................................................... - 5 -2.1.2系统设计原理 ..................................................................................................... - 5 -2.1.3方案论证与确立 ................................................................................................. - 5 -2.2各个模块的硬件电路设计 ........................................................................................... - 6 -2.2.1中央控制模块设计 ............................................................................................. - 6 -2.2.2显示模块设计 ..................................................................................................... - 7 -2.2.3被测电路模块设计 ............................................................................................. - 9 - 3软件设计 (10)3.1软件设计功能 ............................................................................................................. - 12 -3.1.1电容测量仪主程序设计流程图 ..................................................................... - 12 -23.1.2 液晶显示页面 (12)4整体系统的软件调试 (13)4.1系统测试及分析 (14)4.1.1测试仪器及测试功能 (15)4.1.2系统测试 (15)4.1.3测试结果分析 (15)5设计心得 (16)【致谢】 (17)参考文献 .................................................................................................................................. - 18 - 附录 .......................................................................................................................................... - 19 -附录1 元器件清单 ................................................................................................................. - 19 - 附录2 原理图 (20)附录3 PCB图.......................................................................................................................... - 21 - 附录4 实物图 ......................................................................................................................... - 22 - 附录5 部分代码如下 ............................................................................................................. - 22 -1绪论1.1概述近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用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。
基于单片机的电阻电容测量仪
基于单片机的电阻电容测量仪【摘要】本文将介绍一种由PIC单片机控制的电阻电容在线测量仪的工作原理、设计思想、及其硬件电路和软件程序。
本电阻电容测量仪以正交采样理论为基础，应用单片机分别对待测器件和基准电阻的测量信号进行瞬时正交采样，然后将采样得到的四个数据在单片机内部进行运算得出结果。
根据结果仪器可智能的判断出待测元件是电阻、还是电容，并自动选择合适的量程进行测量。
【关键词】正交采样；智能识别；在线测量；量程自动转换1.引言在对电子元器件使用时，必须首先了解它的参数，电阻有阻值、电容有容值。
这就要求能够对元器件的参数进行精确的测量。
电阻的阻值相对比较容易测量，用伏—安法就可以精确的测量出来。
但是对电容的测量就比较麻烦了，最初人们还是通过万用表来对电容值进行估算，这种方法不但麻烦而且测量精度也比较低。
随着微电子技术、计算机技术、软件技术的快速发展及其在电子测量技术与仪器上的应用，新的测试理论、新的测试方法、新的测试领域以及新的仪器结构不断涌现。
人们对仪器的要求也在逐渐提高，本文设计了一款更智能化、体积更小、功能强大的便携式RC测量仪。
2.硬件电路设计与实现总体硬件电路主要包括四部分：正弦信号电路、前端控制电路、单片机控制电路、LCD显示电路。
2.1 主控芯片本系统采用PIC16F877单片机作为控制核心，PIC16F877单片机是PIC系列单片机的中级产品，采用RISC指令系统，一共只有35条单字指令，简单易用；工作速度快，可接收DC-20MHz时钟输入，指令周期可达到200ns；存贮空间大，具有高达8K字的FLASH程序存储器和368字节的数据存储器。
除此之外，它具有14个内部/外部中断源和8级硬件堆栈，便于编程；带有片内RC振荡器的监视定时器，保证其可靠工作；可根据不同需要选择不同的振荡器工作方式以减小功耗，同时在保持低价的前提下增加了A/D、内部EEPROM存储器、比较输出、捕捉输入、PWM输出、SP1接口、异步串行通信（USART）接口、模拟电压比较器、LCD驱动等许多功能。
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。
基于单片机的电容测试仪
基于单片机的电容测试仪摘要：提出了一个电容测量解决方案，采用NE555与被测电容构成多谐振荡器，单片机控制多谐振荡器起振信号，采用单片机外部中断和定时器判断多谐振荡器输出一个完整方波的时间，再根据多谐振荡器匹配电阻计算得到被测电容电容值并送入液晶显示。
关键词：电容测试仪，单片机，LCD1602，AT89C51Abstract: This paper puts forward a capacitance measurement solutions, using NE555 and measured capacitance constitute multivibrator, single-chip microcomputer control multivi- brator on vibration signal, USES the monolithic external interrupt and timer judgment ltivi brator output a complete square wave time, again according to the multivibrator matching resistance calculation get measured capacitance capacitance value and into the liquid crys- tal display.Keywords: capacitance measurement solutions，microcomputer，LCD1602，AT89C51目录1 前言 (1)2 整体方案设计 (2)2.1方案论证 (2)2.2方案比较 (3)3 单元模块设计 (4)3.1多谐振荡器模块 (4)3.2单片机模块 (5)3.3显示模块 (6)3.4电源模块 (6)4 软件设计 (7)5 系统技术指标及精度和误差分析 (8)6 结论 (9)7 设计小结 (10)8 参考文献 (11)附录1：电路总图 (12)附录2：软件代码 (13)1 前言电容，是指在给定电位差下的电荷储藏量，记为C，国际单位是法拉（F）。
基于单片机电阻电容电感测量
基于单片机电阻电容电感测量基于单片机电阻电容电感测量引言：单片机是一种集成电路芯片，具有处理、存储和控制功能。
在电子领域中，单片机常被用于各种测量和控制需求，其中包括电阻、电容和电感的测量。
本文将重点讨论基于单片机的电阻、电容和电感测量技术，探讨其原理、应用及可能的改进方向。
一、电阻测量电阻是电流通过的阻力，是电路中常见的元件之一。
在电子设计和维修中，准确测量电阻是十分必要的。
基于单片机的电阻测量技术通过利用单片机内部的模拟-数模转换器（ADC）和电压比较器实现。
1.工作原理基于单片机的电阻测量原理非常简单。
将待测电阻接入单片机的引脚和电源之间，形成一个简单的电路。
通过单片机的ADC来测量电路两端的电压。
根据欧姆定律，电阻值可以通过电压和电流的比值得到。
通过测量电压和已知电流值，可以计算出电阻值。
2.应用领域基于单片机的电阻测量技术广泛应用于电子设备维修和实验室测量中。
当我们需要检测电路板上的电阻是否正常工作时，可以使用这种技术。
该技术还在温度传感器、压力传感器和其他各种传感器中起到关键作用。
3.改进方向目前，基于单片机的电阻测量技术已经相对成熟。
然而，随着技术的进步，我们可以考虑一些改进方向。
可以进一步提高测量的精确度和稳定性，以适应更高精度要求的应用。
还可以研究如何通过改变测量电路的结构和参数，来实现对特定类型电阻的测量。
二、电容测量电容是电路中的存储元件，用于储存电荷。
在电子系统中，精确测量电容对于设计和故障排除十分重要。
基于单片机的电容测量技术通过使用单片机的定时器和IO口来实现。
1.工作原理基于单片机的电容测量原理基于充放电过程。
将待测电容通过一个电阻与单片机的引脚相连。
单片机通过IO口将引脚置为高电平，电容开始充电。
当电容充电到一定电压后，单片机将引脚置为低电平，开始计时。
当电容放电到低电平后，单片机停止计时。
通过测量计时的时间，可以计算出电容值。
2.应用领域基于单片机的电容测量技术在电子系统设计和故障排查中广泛应用。
单片机测电容容量的原理
单片机测电容容量的原理
单片机测电容容量的原理是利用单片机的计时器模块和电容充放电的特性来进行测量。
具体步骤如下：
1. 将待测电容与一个已知电阻连接，组成一个RC电路。
2. 将单片机的一个引脚与待测电容的一端连接，作为输入引脚。
3. 在程序中设置单片机的计时器，在输入引脚上输出一个高电平信号，同时启动计时器开始计时。
4. 待测电容开始充电，电压逐渐升高，当电压达到某个阈值后，单片机停止计时。
5. 关闭输入引脚的输出，待测电容开始放电。
6. 程序检测输入引脚电平逐渐下降，当电压降到某个阈值时，单片机重新启动计时器开始计时。
7. 待测电容放电完成后，单片机再次停止计时。
8. 根据计时器的计时值，可以计算出待测电容的充放电时间，从而间接得到电容的容量。
需要注意的是，测量精度受到单片机的计时器精度、电源稳定性、RC电路的稳定性等因素的影响，因此在实际使用中需要
对测量结果进行修正和校准。
基于单片机的高精度电阻电感电容测量仪器的设计
摘要本设计是一种基于单片机(89C51)的高精度电阻电感电容测量仪器的设计.本设计采用MAX038单片压控函数发生器产生高精度的正弦波信号流经待测的电容或者电感和标准电阻的串连电路,利用电压比例计算的方法推算出电容值或者电感值,利用51单片机控制测量和计算结果,采用1602液晶模块实时显示数值,可以手动调节量程,正弦信号发生器可以实现幅值和频率的调整,为了提高精度,我们把被测的交流电压先通过ICL7650来消除因为AD637输入电阻较低产生的误差.实验测试结果表明,本设计性能稳定,测量精度高.关键词：电压比例法89C51 AD637 1602液晶ABSTRACTThe design is the design of a high-precision instrument for RLC measurement based on microcontroller(89C51).This design adopted MAX038 monolithic voltage-controlled function generator to produce high accuracy sine wave signal,which passed through the series circuit of the capacity or inductance and standard resistance,and then measured the respective voltage of the capacity or the inductance and the standard ing the voltage proportion method calculated the capacitance values or inductance values.The design used 51 microcontroller to control the measurement and calculation results,used 1602 LCD to show the result. The range can be adjusted manually, sine signal generator can adjust amplitude and frequency to improve accuracy, we measured the AC voltage through the ICL7650 to eliminate the error caused by the lower input resistance of AD637. Experimental results show that the performance of this design is stable and of high measurement accuracy.Key words: V oltage proportion method; 89C51; AD637; 1602 LCD;目录1 引言 (1)2 电压比例法测量原理 (1)3 系统方案 (2)3.1系统总体方案设计与结构框图 (2)3.2方案设计与论证 (3)4 硬件电路 (5)4.1稳压电源模块 (5)4.2正弦信号发生器 (5)4.3采样电路 (6)4.3液晶显示模块 (7)5 系统软件设计 (8)5.1控制测量程序模块 (8)5.2按键处理程序模块 (9)5.3电阻电感电容计算程序 (9)5.4液晶显示程序模块 (10)6 系统测试与结果分析 (10)6.1对正弦信号源的测试 (10)6.2对电阻电容电感的测量 (11)6.3误差分析 (12)7 总结 (13)参考文献 (14)致谢 (15)1 引言现代电子产品正以前所未有的速度,向着多功能化、体积最小化、功耗最低化的方向发展,机电产品广泛应用于家电、通信、一般工业乃至航空航天和军事领域.无论是日常生活还是高端科技领域,电子技术的应用均日益深入.掌握必备的电子技术基础设计制作基础知识和基本技能,能够满足我国目前产业结构对广大技术工人、工程技术人员基本素质的要求,而且能为从事高端电子系统开发培养能力和素质,适应信息时代的需要.目前市面上测量电子元器件参数R 、C 和L 的仪表种类较多,方法和优缺点也各有不同.一般的测量方法都存在计算复杂,不易实现自动测量而且很难实现智能化等缺点.电阻电容电感测量方法较多(谐振法,电桥法,电压比例法等)但因为对于测量仪器来说精度越高越好,所以本设计选择精度比较高的电压比较法做电阻电感电容测试仪,它的原理是将一定频率的交流信号经过串联分压电路转化为电压信号,然后经过电路处理变成频率信号经过单片机进行比例运算,最后将计算出的测量值输送给显示模块并显示各参量对应的量纲.2电压比例法测量原理电阻高精度测量较好的方法之一是采用与标准电阻相比较的方法.其主要原理:是在待测电阻x R 与标准电阻1R 的串联电路中加一直流电压V,AD 采样得到Rx 上电压X V ,则测量电阻为:Xx x R V V R V -= (1) 设计中我们采用了与测量电阻一样的方法——电压比例法[1-2]来测量电感和电容;因为电感与电容是电抗元件,所以应采用交流信号来产生测量信号;在角频率为w 的交流信号的作用下电容电感获得的容抗和感抗:cj 1X C w = (2) wL j X L = (3)C 、L 为待测电容和电感.这样一来,标准元件的选择就有许多种方法.但为了提高测量精度和降低成本,该测量仪采用了标准电阻,且与电阻测量共用一套标准电阻.所以有电感:）（...U jw L LX LX U RU -=⋅ (4)jwC1jwC 1U U ..CX +=R (5) 电容: jwR 1C ..-=CXU U(6)测量Q 值时,加入交流信号测量出电感Q 值L jw R Z 1S 1+= (7)L jw R Z 2S 2+= (8)两个方程联立,求得电感2-12212W W -L 22z z = (9) 2-122121s W W -jw R 22z z -=Z (10) S R L Q jw = (11)1Z 为电感在电路中角频率为1w 的等效阻抗,2Z 为电感在电路中角频率为2w 的等效阻抗,L 为电感量,S R 为电感的等效电阻.为保证测量精度,必须保证电阻的精度和w 的高稳定值.为此,我们在该设计中采用MAX038单片压控函数发生器[3-4]产生高精度的正弦波信号,同时输出缓冲器采用了运算放大器,为保证波形精度采用了闭环深度负反馈方式,无失真的放大正弦信号.3.系统方案3.1系统总体方案设计与结构框图本电路由电源模块、正弦信号发生器、标准电阻和电感或电容串联分压电路、多路开关、电压跟随器、高精度交流/有效值转换、A/D 转换、单片机、液晶显示、键盘等模块组成.系统主要模块流程图如图1所示:图1系统流程图3.2方案设计与论证3.2.1电阻电感电容测试采样模块电阻电感电容测试采样模块的设计方案有很多,例如利用纯模拟电路来实现、电阻可用比例运算器法、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.方案一利用纯模拟电路虽然避免了编程的麻烦,但是电路复杂,所用的元器件较多,制作较麻烦并且测量精度低,调试困难,现已很少使用.方案二可编程序控制器(PLC）应用广泛,它能够非常方便的集成到工业控制系统中.可编程控制器速度快,体积小,可靠性和精度都比较好,在此系统中可以使用PLC对硬件进行控制,但是PLC的价格相当昂贵,因而成本过高,应用于要求比较高的场合.方案三利用震荡电路与单片机结合利用555多谐振荡电路将电阻、电容转化为频率,而电感则是根据电容三点式电路也转化为频率,这样就把模拟量近似转化为数字量了,而频率是单片机很容易处理的数字量,该方案测量精度较高,易于实现仪表的自动化,而且单片机构成的系统可靠性高,硬件的描述完全可用软件来实现,成本低.但由于必须采用大量地倍频、分频、混频和滤波环节,导致结构复杂、体积大、成本高并且难以达到较高的频谱纯度而使测量误差加大,外围电路非常复杂.且不符合需要一个独立信号发生器的要求.方案四电压比例法采用与标准电阻相比较的的方法,其原理是在待测原件与标准原件的串联电路中加以电流I，这样被测元件与标准元件上得到的电压分别为Vx与Vi;通过计算得出被测值,此方法精度高,需要一个具有输出频率稳定的信号源来提供激励.本设计采用此方案. 3.2.2正弦信号发生器模块正弦信号源发生器模块是决定系统误差的重要部分,要求有稳定的频率,另外为了测试系统的可靠性还要求正弦信号发生器的频率和电压具有可调性,本系统要求频率范围1HZ～1MHZ,电压大于5V.方案一 555信号发生器采用555信号发生器制作的发生器,其外围电路较复杂.这种方法能实现快速频率变换,具有低噪声以及所有方法中最高的工作频率.但由于必须采用大量地倍频、分频、混频和滤波环节,导致结构复杂、体积大、成本高并且难以达到较高的频谱纯度而使测量误差加大.方案二单片机信号发生器[5]使用单片机编程实现正弦波的产生简单易行.可以在外围电路不变的情况下通过程序来改变输出电压的幅值和频率.由于输出的是数字信号,可以做得很高,产生的信号精度及其性价比比较高,集成度也高并且需求电压低,功耗低.方案三 DDS信号发生器[6]利用直接合成DDS芯片的函数发生器,能产生任意波形并能达到很高的频率并且频率的稳定性比较好.但成本较高,主要用于测量电路和系统的频率特性、非线性失真、增益与灵敏度等.按不同的性能与用途分为低频信号发生器、高频信号发生器、频率合成式信号发生器等.方案四 MAX038信号发生器MAX038是MAXIM公司生产的一个只需要很少外部元件的精密高频波形产生器，他能产生准确的高频正弦波、三角波、方波。
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。
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 realizationmethod. 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。
基于富士通单片机的电容电感测试仪
基于富士通MCU的简易电容电感测试仪发题日期：年月日完成日期：月日题目基于富士通MCU的简易电容电感测试仪1、本论文的目的、意义在电子电路的设计中，经常需要使用到电容，电感，而其标称值与实际值往往存在一定误差，这种误差有可能会影响到所设计的性能指标，因此如果能精确测量其值，将会对理论上的设计提供更加可靠的数据参考。
此外，对一些自制的元器件而言，也可以较为便利的测试其值，为进一步的工作奠定基础。
本设计的目的就是基于此，拟通过单片机来实现对一定范围的电容和电感值进行快速测量。
2、学生应完成的任务要求所设计的测试仪的测量范围：电容100-10000pF；电感 100μH-100mH 测量精度：±5%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型和单位。
具备测量量程自动转换功能。
3、论文各部分内容及时间分配：（共 16 周）第一部分调研，查阅资料，了解相关知识，给出初步方案 (3周) 第二部分学习富士通MCU相关知识。
( 3周) 第三部分修改并最终确定方案，着手编程和硬件设计。
(6周)第四部分撰写毕业设计论文。
(3周) 第五部分( 周) 评阅及答辩( 1周)备注指导教师：年月日审批人：年月日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，在应用中我们常常要测定电容，电感的大小。
因此，设计可靠，安全，便捷的电容，电感测试仪具有极大的现实必要性。
在系统硬件设计中，以MCU单片机为核心的电容、电感测试仪，将电容，电感，使用对应的振荡电路转化为频率实现各个参数的测量。
采用LM393（U3A）组成的LC 振荡器，将振荡频率送入MCU的计数端端，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被测参数显示到数码管。
在系统的软件设计是以F2MC-16 SOFTUNE V3 软件为仿真平台，使用C语言与汇编语言混合编程编写了系统应用软件；包括主程序模块、显示模块、电容测试模块和电感测试模块。
基于avr单片机的电容器值的测量
前言现代工业的发展，对工况参数的实时监测已显得越来越重要了，参数监测分电量和非电量两大类。
对于非电量参数的测量，测量的成功与否决定于传感器的质量和对感应信号的提取。
在各类非电量传感器中，电容传感器可以说是用得最普遍的一种了，在工业现场它作为流量、压力、位移、液位、速度、加速度等物理量的传感元件，应用已相当广泛。
在煤炭行业，电容传感器在生产开采、安全监测及选煤自动化方面已大量应用，正确及时取得电容传感器的信号对监测监控有着重要的意义。
电容器作为非常重要的一个电学元件在现代电子技术中有着非常广泛的用途。
在电子制作或产品维修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，例如，调谐选择电台频率、降压、定时等作用。
因此选择容量大小合适的电容器对于电路的正常运行及预期目标的实现非常重要，常常需要测量电容器的容量。
在电子制作中所用到的电容器的电容值一般都不大，对于10pF以下的固定电容器，因其容量太小，用万用表进行测量，只能定性的检查其是否有漏电，内部短路或击穿现象，难以定量地检测出其电容量的大小。
要测量小电容器的容量就得选用合适的测量方法。
小电容的测量方法，目前主要有LC振荡或RC振荡法、谐振法、电桥法、充放电法。
随着电子技术的发展，人们对电子产品智能化的程度要求越来越高，而在目前，单片机在实现电子产品智能化方面扮演着重要的角色。
以单片机位核心制作的电子产品具有电路简单、功能强、可靠性高、设计弹性大、便于扩展、易于形成系列化产品等显著优点，所以用单片机来制作的电容表体积小，使用方便，可靠性高，可以满足人们的要求。
本设计在众多的单片机选用了A TMEL公司开发的A Tmega16 A VR单片机。
A VR单片机继承了C51和PIC单片机的优点，运行速度快，功能强大，是一款面向C语言编程的单片机。
使用A VR单片机制作的数显直读式电容表，且具有能测量小至1pF 的电容，量程广（1pF—440uF），硬件电路简单，能自动换挡，使用方便等优点，因此用AVR单片机来制作的电容表具有一定的应用前景。
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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 振荡回路的频率, 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，系统具有一定的实用价值。
关键词：电容；LM393；LC振荡；单片机；LCDDesign 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,System has certain practical value.Keywords:capacitance; LM393; LC shocks; MCU; LCD目录1前言 (1)1.1电容测试仪的发展历史及现状 (1)1.2电容测量手段 (2)2系统方案设计 (3)2.1设计要求 (3)2.2方案论证 (3)3 硬件设计 (7)3.1电容原理 (7)3.1.1电容测量原理 (7)3.1.2电容测量电路 (8)3.2 单片机最小系统 (9)3.3按键电路 (10)3.4 显示电路 (11)4 软件设计 (13)5系统测试 (13)5.1 测量小电容 (14)5.2 测量电解电容 (15)5.3 测量结果 (17)5.4 误差分析 (18)6 结束语 (18)参考文献 (19)附录 A (21)附录 B (22)附录 C (23)谢辞 (27)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。
电容通常以传感器形式出现，因此，电容测量技术的发展归根结底就是电容传感器的发展。
由最初的用交流不平衡电桥就能测量基本的电容传感器。
最初的电容传感器有变面积型，变介质介电常数型和变极板间型。
现在的电容式传感器越做越先进，现在用的比较多的有容栅式电容传感器，陶瓷电容压力传感器等。
电容测量技术发展也很快现在的电容测量技术也由单一化发展为多元化。
现在国内外做传感器的厂商也比较多,在世界范围内做电容传感器做的比较好的公司有：日本figaro、德国tecsis、美国alphasense。
中国本土测量仪器设备发展的主要瓶颈。
尽管本土测试测量产业得到了快速发展，但客观地说中国开发测试测量仪器还普遍比较落后。
每当提起中国测试仪器落后的原因，就会有许多不同的说法，诸如精度不高，外观不好，可靠性差等。
实际上，这些都还是表面现象，真正影响中国测量仪器发展的瓶颈为：1.测试在整个产品流程中的地位偏低。
由于人们的传统观念的影响，在产品的制造流程中，研发始终处于核心位置，而测试则处于从属和辅助位置。
关于这一点，在几乎所有的研究机构部门配置上即可窥其一斑。
这种错误观念上的原因，造成整个社会对测试的重视度不够，从而造成测试仪器方面人才的严重匮乏，造成相关的基础科学研究比较薄弱，这是中国测量仪器发展的一个主要瓶颈。
实际上，即便是研发队伍本身，对测试的重视度以及对仪器本身的研究也明显不够。
2.面向应用和现代市场营销模式还没有真正建立起来。
本土仪器设备厂商只是重研发，重视生产，重视狭义的市场，还没有建立起一套完整的现代营销体系和面向应用的研发模式。
传统的营销模式在计划经济年代里发挥过很大作用，但无法满足目前整体解方案流行年代的需求。
所以，为了快速缩小与国外先进公司之间的差距，国内仪器研发企业应加速实现从面向仿制的研发向面向应用的研发的过渡。
特别是随着国内应用需求的快速增长，为这一过渡提供了根本动力，应该利用这些动力，跟踪应用技术的快速发展。
3.缺乏标准件的材料配套体系。
由于历史的原因，中国仪器配套行业的企业多为良莠不齐的小型企业，标准化的研究也没有跟上需求的快速发展，从而导致仪器的材料配套行业的技术水平较低。
虽然目前已有较大的改观，但距离整个产业的要求还有一定距离，所以，还应把标准化和模块化的研究放到重要的位置。
还有，在技术水平没有达到的条件下，一味地追求精度或追求高指标，而没有处理好与稳定性之间的关系。
上述这些都是制约本土仪器发展的因素。
近年来我国测量仪器的可靠性和稳定性问题得到了很多方面的重视，状况有了很大改观。
测试仪器行业目前已经越过低谷阶段，重新回到了快速发展的轨道，尤其最近几年，中国本土仪器取得了长足的进步，特别是通用电子测量设备研发方面，与国外先进产品的差距正在快速缩小，对国外电子仪器巨头的垄断造成了一定的冲击。
随着模块化和虚拟技术的发展，为中国的测试测量仪器行业带来了新的契机，加上各级政府日益重视，以及中国自主应用标准研究的快速进展，都在为该产业提供前所未有的动力和机遇。
从中国电子信息产业统计年鉴中可以看出，中国的测试测量仪器每年都以超过30%以上的速度在快速增长。
在此快速增长的过程中，无疑催生出了许多测试行业新创企业，也催生出了一批批可靠性和稳定性较高的产品。
1.2电容测量手段电容器作为非常重要的一个电学元件在现代电子技术中有着非常广泛的用途，电容定义为：电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值，即：QCU。
这种原始的方法必须通过测量两个物理量来计算电容的大小，而其中的Q是比较难以测量的量。
目前常用的两种测量电容的实现方法：一是利用多谐震荡产生脉冲宽度与电容值成正比信号，通过低通滤波后测量输出电压实现；二是利用单稳态触发装置产生与电容值成正比门脉冲来控制通过计数器的标准计数脉冲的通断，即直接根据充放电时间判断电容值。
利用多谐震荡原理测量电容的方案硬件设计比较简单，但是软件实现相对比较复杂，而直接根据充放电时间判断电容值的方案虽然基本上没有用到软件部分，但是硬件却又十分的复杂。
而且他们都无法直观的把测量的电容值大小显示出来。
根据上面两种方案的优缺点，本次设计提出了硬件设计和软件设计都相对比较简单的方案：基于STC89C52单片机和由LM393芯片组成的LC 振荡器的数显式电容测量。
该方案主要去是根据LM393芯片的应用特点，把电容的大小转变成LM393输出频率的大小，进而可以通过单片机测量LC 振荡回路的频率。
本方案的精度较高，硬件设计和软件设计也相对简单。
2系统方案设计2.1设计要求1、测量范围：10pF ～99.9μF ；测量误差：≤5.0%（以实验室标准电容或电容表为准）。
2、设置量程选择：×0.01μF 、×0.1μF 、×1μF 、×10μF 、×100μF 。
3、显示器：十进制数字显示，对测量量程分别用发光二极管指示。
4、设置自校准功能。
5、自行设计并制作满足本设计任务要求的稳压电源。
2.2方案论证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LM393芯片构成的LC 振荡器电路的测量的方案。
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0V 为高电平0V 通过R 对电容C 充电。
当C 上冲得的电压C V =+T V 时，施密特触发器翻转，0V 变为低电平，C 又通过R 放电，C V 下降。
当C V = T V 时施密特触发器又翻转，输出C V 又变为高电平，如此往复产生震荡波形。
由理论分析可知：-OH T+=RCln(V -V )/(V -V )PH OH T t ()1 +-=RCln(-)/(-)PL OL T OL T t V V V V ()2 =+PH PL T t t-++-=(ln(-)/(-)+ln(-)/(-)OH T OH T OL T OL T RC V V V V V V V V ()3令-++-=ln(-)/(-)+ln(-)/(-)OH T OH T OL T OL T D V V V V V V V V ()4 则00=,=,=X X T RCD T RC D T RC D00/=/X X T T C C ()50000=(/)=(/)X X x C T T C f f C ()6有式()6和测得的校准值0T 测量值X T 及存放的软件中的标准电容值C 可得出待测电容值X C 。
实际应用中也可以通过测量0f 和X f 来算出X C图1 电容测量原理图图2 振荡波形图测量误差分析：由式(6)可以看出，经过软件校准后得出的x C 结果与0/x T T 的值有关。