51单片机做电容测量仪
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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。
2.1 设计方案的分析.............................................................................. 错误!未定义书签。
2.1.1利用电容器放电测电容实验原理.................................. 错误!未定义书签。
2.1.2利用放电时间比率来测电容........................................... 错误!未定义书签。
2.1.3利用单片机测脉冲来测时间常数RC再计算电容... 错误!未定义书签。
2.2 电容的计算........................................................................................ 错误!未定义书签。
2.2.1 计算振荡周期......................................................................... 错误!未定义书签。
2.2.2 计算频率................................................................................. 错误!未定义书签。
2.2.3 计算Cx ................................................................................... 错误!未定义书签。3电路与程序设计............................................................................................ 错误!未定义书签。
3.1电路的设计......................................................................................... 错误!未定义书签。
3.1.1系统总体框图.......................................................................... 错误!未定义书签。
3.1.2系统框图.................................................................................. 错误!未定义书签。
3.1.3总程序框图.............................................................................. 错误!未定义书签。
3.1.4电源.......................................................................................... 错误!未定义书签。
3.2程序的设计......................................................................................... 错误!未定义书签。
3.2.1程序功能描述与设计思路...................................................... 错误!未定义书签。
3.2.2程序流程图.............................................................................. 错误!未定义书签。4测试方案与测试结果.................................................................................... 错误!未定义书签。
4.1测试方案............................................................................................. 错误!未定义书签。
4.2 测试条件与仪器................................................................................ 错误!未定义书签。
4.3 测试结果及分析................................................................................ 错误!未定义书签。
4.3.1测试结果(数据) ....................................................................... 错误!未定义书签。
4.3.2测试分析与结论...................................................................... 错误!未定义书签。附录1：电路原理图........................................................................................ 错误!未定义书签。