電容數(shù)字測量儀設(shè)計總結(jié)報告

1、自動化綜綜合設(shè)計計總結(jié)報報告 題題目：電電容數(shù)字字測量儀儀二級學(xué)院院電子信信息與自自動化學(xué)學(xué)院專 業(yè)自自動化專專業(yè)班 級自自動化22班、33班 指導(dǎo)老老師 劉 曉 東東組員考核項目目設(shè)計500分平時成績績20分分答辯300分得分總分考核等級級教師簽名名電容數(shù)字字測量儀儀摘要本設(shè)計是是基于5555定定時器構(gòu)構(gòu)成多諧諧振蕩器器產(chǎn)生輸輸入脈沖沖信號，然后通通過ATT89CC51對對方波脈脈沖中斷斷計數(shù)而而測量電電容的。在多諧諧振蕩器器輸出端端加入一一個744HC008對方方波消除除毛刺產(chǎn)產(chǎn)生方波波輸入到到單片機機外部中中斷0，再通過過單片機機內(nèi)部計計數(shù)器對對方波進進行脈寬寬計數(shù)。5555定時器器中所

2、涉涉及的電電容，即即是被測測量的電電容。信信號的頻頻率可以以根據(jù)所所選的電電阻，電電容的參參數(shù)而調(diào)調(diào)節(jié)，這樣便便可以定定量的確確定被測測電容的的容值范范圍。最最后通過過LCDD16002顯示示被測電電容數(shù)值值。關(guān)鍵詞：電容，5555定時器器，ATT89CC51，LCDD16002目錄引言 當(dāng)前數(shù)數(shù)字系統(tǒng)統(tǒng)的設(shè)計計正朝著著快速以以及大容容量和便便利的方方向發(fā)展展?，F(xiàn)代代電子產(chǎn)產(chǎn)品幾乎乎幾乎應(yīng)應(yīng)用到各各個領(lǐng)域域，有力力推動了了現(xiàn)代社社會信息息化的進進展，這這反過來來也要求求電子產(chǎn)產(chǎn)品要以以更快的的速度節(jié)節(jié)奏升級級。 在日日常的電電路工程程或者電電路試驗驗中，電電容為一一個最常常見的電電子元件件，在

3、實實際電路路中對電電容的要要求也愈愈加精確確，傳統(tǒng)統(tǒng)的電容容測量儀儀表現(xiàn)的的不夠直直觀、精精確度不不高以及及便利。因此，這次，我們選選擇一個個數(shù)字式式電容測測量儀，只要打打開開關(guān)關(guān)就可以以直觀的的觀察電電容數(shù)量量值大小小。相比比以前的的更為方方便、高高精確度度的有點點，這也也為本次次選題帶帶來了意意義，同同時也提提高了我我們對設(shè)設(shè)計的興興趣。2.1 設(shè)計要要求1、設(shè)計計電容數(shù)數(shù)字測量量儀電路路，測量量并顯示示電容大大小2、測量量電容范范圍為1100ppf500F3、系統(tǒng)統(tǒng)工作滿滿足電容容測量一一般要求求。2.2 系統(tǒng)整整體方案案設(shè)計本設(shè)計是是通過一一塊5555芯片片來測量量電容，讓5555芯片

4、片工作在在直接反反饋無穩(wěn)穩(wěn)態(tài)的狀狀態(tài)下，5555芯片輸輸出一定定頻率的的方波，其頻率率的大小小跟被測測量的電電容之間間的關(guān)系系是：，我們固固定的大大小，其其公式就就可以寫寫為：，只要我我們能夠夠測量出出5555芯片輸輸出的頻頻率，就就可以計計算出測測量的電電容。計計算頻率率的方法法可以利利用單片片機的計計數(shù)器和和中斷配配合使用用來測量量，這種種研究方方法相當(dāng)當(dāng)?shù)暮唵螁?。系統(tǒng)統(tǒng)框圖見見下圖。AT89C51 555晶振電路被測電容LCD1602顯示復(fù)位電路測量按鍵系統(tǒng)框圖圖圖中給出出了整個個系統(tǒng)設(shè)設(shè)計的系系統(tǒng)框圖圖，系統(tǒng)統(tǒng)主要由由四個主主要部分分組成，單片機機和晶振振電路設(shè)設(shè)計，5555芯芯片電路

5、路設(shè)計，LCDD16002顯示示電路，復(fù)位電電路設(shè)計計。硬件電路路設(shè)計3.1單單片機AAT899C511簡介MCS-51單單片機是是美國IINTEE公司于于19880年推推出的產(chǎn)產(chǎn)品，與與MCSS-488單片機機相比，它的結(jié)結(jié)構(gòu)更先先進，功功能更強強，在原原來的基基礎(chǔ)上增增加了更更多的電電路單元元和指令令，指令令數(shù)達1111條條，MCCS-551單片片機可以以算是相相當(dāng)成功功的產(chǎn)品品，一直直到現(xiàn)在在，MCCS-551系列列或其兼兼容的單單片機仍仍是應(yīng)用用的主流流產(chǎn)品，各高校校及專業(yè)業(yè)學(xué)校的的培訓(xùn)教教材仍與與MCSS-511單片機機作為代代表進行行理論基基礎(chǔ)學(xué)習(xí)習(xí)。 HYPERLINK t _b

6、lank ATT89CC51是是一個低低電壓，高性能能CMOOS 88位單片片機，片片內(nèi)含44k bbytees的可可反復(fù)擦擦寫的FFlassh只讀讀程序存存儲器和和1288 byytess的隨機機存取數(shù)數(shù)據(jù)存儲儲器（RRAM），器件件采用AATMEEL公司司的高密密度、非非易失性性存儲技技術(shù)生產(chǎn)產(chǎn)，兼容容標(biāo)準(zhǔn)MMCS-51指指令系統(tǒng)統(tǒng)，片內(nèi)內(nèi)置通用用8位中中央處理理器和FFlassh存儲儲單元，內(nèi)置功功能強大大的微型型計算機機的ATT89CC51提提供了高高性價比比的解決決方案。ATT89CC51是是一個低低功耗高高性能單單片機，40個個引腳，32個個外部雙雙向輸入入/輸出出（I/O）端端口

7、，同同時內(nèi)含含2個外外中斷口口，2個個16位位可編程程定時計計數(shù)器,2個全全雙工串串行通信信口，AAT899C511可以按按照常規(guī)規(guī)方法進進行編程程，也可可以在線線編程。其將通通用的微微處理器器和Fllashh存儲器器結(jié)合在在一起，特別是是可反復(fù)復(fù)擦寫的的Flaash存存儲器可可有效地地降低開開發(fā)成本本。3.2.2單片片機最小小系統(tǒng)復(fù)復(fù)位電路路與1、從原原理上，一般采采用上電電復(fù)位電電路。這這種復(fù)位位電路的的工作原原理是：通電時時，電容容兩端相相當(dāng)于短短路，于于是RSST引腳腳上為高高電平，然后電電源通過過電阻對對電容充充電，RRST端端電壓慢慢慢下降降到一定定程序，即為低低電平，單片機機開始

8、正正常工作作。該設(shè)計中中復(fù)位電電路采用用按鍵復(fù)復(fù)位方式式。電路路選用222uF的的電容、2000k歐姆姆的電阻阻、10000歐姆電電阻和一一個按鍵鍵組成。2、內(nèi)部部時鐘電電路和晶晶振頻率率一般選選擇在44MHzz122MHzz之間（該設(shè)計計選用112MHHz），外接兩兩個諧振振電容。本系統(tǒng)統(tǒng)采用內(nèi)內(nèi)部時鐘鐘方式。3.2.3 按鍵控控制電路路本設(shè)計采采用3個個按鍵來來執(zhí)行檢檢測作用用，因為為根據(jù)測測量范圍圍要求該該設(shè)計制制定了33個檔位位，每個個按鍵對對應(yīng)5555定時時器上規(guī)規(guī)定檔位位，該按按鍵在軟軟件程序序用來控控制程序序是否往往下面執(zhí)執(zhí)行，如如檢測到到按鍵按按下，再再對程序序變量置置位進而而

9、控制顯顯示程序序的執(zhí)行行；同時時單片機機上設(shè)定定了開始始測量電電容輸入入的按鍵鍵，單片片機通過過P3.7端口口對按鍵鍵進行檢檢測；該該四個按按鍵如圖圖所示：3.2 5555定時時器多諧諧振蕩器器3.2.1 5555定時器器概述555芯芯片電路路是一種種將模擬擬功能與與邏輯功功能巧妙妙結(jié)合在在同一硅硅片上的的組合集集成電路路。它設(shè)設(shè)計新穎穎，構(gòu)思思奇巧，用途廣廣泛，備備受電子子專業(yè)設(shè)設(shè)計人員員和電子子愛好者者的青睞睞，人們們將其戲戲稱為偉偉大的小小IC。19772年，美國西西格尼蒂蒂克斯公公司(SSignnetiics)研制出出Tmeer NNE5555雙極極型時基基電路，設(shè)計原原意是用用來取代

10、代體積大大,定時精精度差的的熱延遲遲繼電器器等機械械式延遲遲器。但但該器件件投放市市場后，人們發(fā)發(fā)現(xiàn)這種種電路的的應(yīng)用遠遠遠超出出原設(shè)計計的使用用范圍，用途之之廣幾乎乎遍及電電子應(yīng)用用的各個個領(lǐng)域，需求量量極大。美國各各大公司司相繼仿仿制這種種電路 19774年西西格尼蒂蒂克斯公公司又在在同一基基片上將將兩個雙雙極型5555單單元集成成在一起起，取名名為NFF5566。19778年美美國英特特錫爾(Inttelssil)研制成成功CMMOS型型時基電電路ICCM5555 IICM5556,后來又又推出將將四個時時基電路路集成在在一個芯芯片上的的四時基基電路5558 由于采采用CMMOS型型工藝

11、和和高度集集成，使使時基電電路的應(yīng)應(yīng)用從民民用擴展展到火箭箭、導(dǎo)彈彈、衛(wèi)星星、航天天等高科科技領(lǐng)域域。在這這期間，日本、西歐等等各大公公司和廠廠家也競競相仿制制、生產(chǎn)產(chǎn)。盡管管世界各各大半導(dǎo)導(dǎo)體或器器件公司司、廠家家都在生生產(chǎn)各自自型號的的55555566時基電電路，但但其內(nèi)部部電路大大同小異異，且都都具有相相同的引引出功能能端。5555電電路，也也稱5555芯片片電路，是一種種中規(guī)模模集成電電路。它它具有功功能強、使用靈靈活、適適用范圍圍寬的特特點。通通常只要要外接少少量幾個個元件，就可構(gòu)構(gòu)成各種種不同用用途的脈脈沖電路路以及許許多實用用電路，如多諧諧振蕩器器、單穩(wěn)穩(wěn)態(tài)電路路及施密密特觸發(fā)發(fā)

12、器等等等。從而而能夠?qū)崒崿F(xiàn)振蕩蕩、定時時、調(diào)光光、調(diào)壓壓、調(diào)速速等。5555集集成電路路有雙極極型和CCMOSS兩種。CMOOS型的的優(yōu)點是是功耗低低、電源源電壓低低、輸入入阻抗高高。對于于初學(xué)者者來說，可以把把5555電路等等效看成成一個帶帶放電開開關(guān)的RRS觸發(fā)發(fā)器，這這個特殊殊的觸發(fā)發(fā)器有兩兩個輸入入端：閾閾值端TTH可看看成是置置零端RR，要求求高電平平，觸發(fā)發(fā)端R可看成成置位端端低電平平有效。它只有有一個輸輸出端VVo，Vo可等等效為觸觸發(fā)器的的Q端。放放電端DDIS可可看成由由內(nèi)部放放電開關(guān)關(guān)控制的的一個接接點，放放電開關(guān)關(guān)由觸發(fā)發(fā)器的端端控制：Q=1時DISS端接地地；Q=0時，

13、DISS端懸空空。此外外，這個個觸發(fā)器器還有復(fù)復(fù)位端MMR加上上低電平平(0;mm-) ffor(i=1100;i00;i-);voidd Chheckkstaatess()/*檢查查忙否*/ unssignned chaar ddat; RS=0; RW=1; doEN=1;/下降降沿 _noop_();/保持持一定間間隔_noop_(); datt=DAATA; _noop_();_noop_(); EN=0; whhilee(ddat&0 x880)=1);voidd wccomdd(unnsiggnedd chhar cmdd)/*LCDD寫命令令函數(shù)*/ Cheecksstattes

14、(); RS=0; RW=0; DATTA=ccmd; EN=1; _noop_(); _noop_(); _noop_(); _noop_(); EN=0;voidd wddataa(unnsiggnedd chhar datt)/*LCDD寫數(shù)據(jù)據(jù)函數(shù)*/ Cheecksstattes(); RS=1; RW=0; DATTA=ddat; EN=1; _noop_(); _noop_(); _noop_(); _noop_(); EN=0;voidd LCCDINNIT()/*初始化化*/ Dellay11ms(15); wcoomd(0 x338);/功功能設(shè)置置 Dellay11ms(

15、5); wcoomd(0 x338);/功功能設(shè)置置 Dellay11ms(5); wcoomd(0 x001);/清清屏 Dellay11ms(5); wcoomd(0 x008);/關(guān)關(guān)顯示 Dellay11ms(5); wcoomd(0 x00c);/開開顯示，不開光光標(biāo)voidd Diispllay(voiid) /顯顯示函數(shù)數(shù)unsiigneed ccharr i,j; unssignned chaar aa122=0X44D,00X455,0XX41,0X553,00X555,0XX52,0X445,00X4DD,0XX45,0X44E,00X544,0XX53;/顯示mmeass

16、ureemennts LCDDINIIT(); forr(i=0;ii122;i+)/寫顯顯示第一一行 wcoomd(0 x880+ii); Dellay11ms(1); wdaata(aii); Dellay11ms(1); forr(j=0;jj550000) /設(shè)置最最長等待待時間 _resset=0; /最長等等待時間間到還沒沒有中斷斷，停止止5555 iif(NN1000000) /如如果計數(shù)數(shù)值大于于50000，顯顯示LAA，表示示應(yīng)換用用大一點點的量程程 b22=00X1CC; b33=00X111; b44=00 x222; b55=00 x177; b66=00 x155; b77=00 xF00; b88=00 xF00; b99=00 xF00; /* iif(NN=500)&(N=110000)&(N=1100)&(N=550)&(NN=550)&(NN=110000)&(N=1100)&(N500)&(N=50)&(N=10000)&(N=1100)&(N=50)&(N=99) bb2=N/10; bb3=N%10; bb4=0 xx40; bb5=0XX16; bb6=0 xxF0; bb7=0 xxF0; bb8=0 xxF0; bb8=0 xxF0; Disspla