數(shù)字電容測(cè)量?jī)x設(shè)計(jì)

畢業(yè)計(jì)、業(yè)論題

目

數(shù)字電容測(cè)量?jī)x設(shè)計(jì)學(xué)

校

專(zhuān)班指教

姓

名年

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摘要當(dāng)前現(xiàn)代化電子市場(chǎng)正朝著快速及便利同時(shí)大容量的方向發(fā)展代電子產(chǎn)品幾乎能運(yùn)用到社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中，有力的推動(dòng)了社會(huì)現(xiàn)代化的發(fā)展。同時(shí)，電子產(chǎn)品也被要求以更快速度的升級(jí)和更快速的處理。本設(shè)計(jì)以STC89C52單片機(jī)和555蕩器作為主要元件實(shí)現(xiàn)對(duì)電容容量的基本測(cè)量本設(shè)計(jì)基于振蕩器構(gòu)成多諧振蕩器來(lái)產(chǎn)生輸入脈沖信號(hào)然后再通過(guò)STC89C52單片機(jī)方波脈沖進(jìn)行中斷計(jì)數(shù)而測(cè)量電容的多諧振蕩器輸出端加入一個(gè)輸出波型毛刺減少，從而使單片機(jī)測(cè)量結(jié)果變精確。555振蕩器所產(chǎn)生的信號(hào)會(huì)根據(jù)所選的電阻的阻值不同，從而調(diào)節(jié)電容的參數(shù)值，這樣就可以確定被測(cè)電容的容值范圍，最后通過(guò)LCD1602顯示器顯示被測(cè)電容容值。在軟件設(shè)計(jì)中，該設(shè)計(jì)使用語(yǔ)言來(lái)編寫(xiě)程序。該儀器具有方便快捷，簡(jiǎn)單實(shí)用，價(jià)格低廉等特點(diǎn)。關(guān)鍵詞

電容測(cè)量

555蕩器

STC89C52LCD1602word檔可自由編輯

AbstractThecurrentmodernelectronicmarketisheadedinfastandconvenientlargecapacityandthedirectionofdevelopment,modernelectronictousetoalmostallareasofsocietypowerfulpromotedthedevelopmentofmodernsociety.Atthesametime,theelectronicalsoarerequiredtofasterspeedandfastThissingle-chipmicrocomputerandasthemaincomponents,torealizethebasiccapacityofcapacitancemeasurement.basedonmoreaharmonicoscillatorinputpulsesignal,andthenthroughtheSTC89C52microcontrollereachothertointerruptpulsecountandmeasurementofcapacitance.Inorderjointheoscillatora74HC08totheoutputwaveformburrreduced,sothatthesinglechipmicrocomputervariableprecisionmeasurement555oscillatorgeneratedwillbeselectedaccordingtotheresistanceoftheresistanceisdifferent,whichregulatescapacitanceparametervalue,whichcandeterminethecapacityofthecapacitancevaluerange,thelastthroughtheLCD1602displayshowsmeasuredcapacitanceletvalue.Insoftwaredesign,Clanguagetotheprogram.Theinstrumenthasconvenientandquick,simple,practical,andlowprices,etc.Keywords

capacitancemeasurements555oscillatorSTC89C52LCD1602word檔可自由編輯

目錄摘要................................................................Abstract...........................................................II目錄.................................................................1緒論..............................................................11.1引言..........................................................12STC89C52單片機(jī)的基本功能及應(yīng)用...................................32.1STC89C52芯片介紹32.2STC89C52應(yīng)用說(shuō)明52.3單片機(jī)工作的最小化配置........................................63數(shù)字電容測(cè)量?jī)x系統(tǒng)工作原理........................................73.1整體方案設(shè)計(jì)..................................................73.2系統(tǒng)按鍵電路..................................................83.3系統(tǒng)復(fù)位電路..................................................83.4555芯片電路..................................................93.5系統(tǒng)顯示電路.................................................4程序設(shè)計(jì).........................................................5總結(jié).............................................................15參考文獻(xiàn)...........................................................16附錄...............................................................17附錄1元件清單..................................................附錄2系統(tǒng)原理圖................................................附錄3程序清單..................................................致謝...............................................................25word檔可自由編輯

緒1.1引言當(dāng)前現(xiàn)代化電子市場(chǎng)正朝著方便快捷容量大的方向發(fā)展代電子產(chǎn)品幾乎能運(yùn)用到社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中有力的推動(dòng)了社會(huì)現(xiàn)代化的發(fā)同時(shí)電子產(chǎn)品也面臨著更快速度的節(jié)奏升級(jí)和更快速的處理功效。當(dāng)今電子測(cè)試領(lǐng)域電容測(cè)量技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用的非常廣泛了數(shù)字電容測(cè)量技術(shù)的發(fā)展主要取決于電容傳感器的發(fā)展最初的用交流不平衡電橋就能測(cè)量基本的電容傳感器到現(xiàn)在主要使用容柵式電容傳感器陶瓷電容壓力傳感器等電容測(cè)量技術(shù)也從單一化向多元化發(fā)展。雖然國(guó)內(nèi)電容傳感器方面的廠(chǎng)家越來(lái)越多但是每當(dāng)提起國(guó)內(nèi)電容測(cè)量?jī)x器戶(hù)就會(huì)有很多看法如諸如精度不高，外觀(guān)不好，可靠性差等。近年來(lái)我國(guó)在電子測(cè)量?jī)x器的精準(zhǔn)度方面投入了很多人力物力況有了很大改觀(guān)中國(guó)本土的儀器制造與生產(chǎn)已經(jīng)取得了很大的進(jìn)步特別是在電子測(cè)量這個(gè)領(lǐng)域與國(guó)外的差距正在逐日減少并對(duì)國(guó)外電子設(shè)備巨頭產(chǎn)生了一定的影響。隨著現(xiàn)代化技術(shù)的提高與政府的重視，中國(guó)的的測(cè)量?jī)x器每年都30%的速度增長(zhǎng)同時(shí)也催生除了大批創(chuàng)新型企業(yè)和產(chǎn)品其實(shí)影響國(guó)內(nèi)測(cè)量技術(shù)的根本原因是：（1）測(cè)試在整個(gè)產(chǎn)品流程中的地位偏低，人們一般認(rèn)為產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)過(guò)程中最重要的是研發(fā)而測(cè)試的話(huà)只屬于邊沿技術(shù)其實(shí)這一點(diǎn)是非常錯(cuò)誤的因?yàn)樵诖蟛糠值难芯繖C(jī)構(gòu)部門(mén)配置上對(duì)其重視都不夠成這種錯(cuò)誤觀(guān)念的原因是因?yàn)檎麄€(gè)社會(huì)對(duì)電子測(cè)量的重視度不夠而造成電子測(cè)試方面人才的缺失同時(shí)相關(guān)的基礎(chǔ)科學(xué)研究也變得比較薄弱，這就成為了中國(guó)電子測(cè)量發(fā)展的一個(gè)瓶頸。同時(shí)，研發(fā)團(tuán)隊(duì)自己對(duì)電子測(cè)試的重視度和對(duì)儀器本身的研究程度也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。（2）面向應(yīng)用和現(xiàn)代市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)模式還沒(méi)有真正建立起來(lái)，國(guó)內(nèi)儀器設(shè)備生產(chǎn)商只是一味的研發(fā)生產(chǎn)是卻沒(méi)有建立起一條連貫的全面的現(xiàn)代營(yíng)銷(xiāo)體系跟科技研發(fā)模式傳統(tǒng)的營(yíng)銷(xiāo)模式雖然在以前的八九十年代發(fā)展出很大的效益但卻無(wú)法滿(mǎn)足現(xiàn)代化市場(chǎng)的需求因此為了拉近國(guó)內(nèi)電子測(cè)量?jī)x器與國(guó)外巨頭廠(chǎng)家之間的差距，國(guó)內(nèi)電子測(cè)量?jī)x器廠(chǎng)家應(yīng)當(dāng)加快自己企業(yè)的換代更新。（3）缺乏標(biāo)準(zhǔn)件的材料配套體系。歷史上的中國(guó)電子測(cè)量設(shè)備配套行業(yè)的企業(yè)都是一些私人的中小型企業(yè)沒(méi)有很大的資金投入到生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化跟技術(shù)研word檔可自由編輯

發(fā)上這導(dǎo)致了電子測(cè)量行業(yè)配套行業(yè)的研發(fā)水品普遍較低雖然隨著社會(huì)現(xiàn)代化發(fā)展這方面已經(jīng)有了很大的提高但是這還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的我們應(yīng)當(dāng)提高對(duì)電子測(cè)量技術(shù)的研發(fā)力度味的提高精準(zhǔn)度但卻沒(méi)有配套材料精準(zhǔn)度的支持是很難實(shí)現(xiàn)的。以上這些因素都制約了本土電子測(cè)量?jī)x器的發(fā)展革新。電容測(cè)量是一項(xiàng)很基礎(chǔ)的研究工作，在日常的電路研究及實(shí)驗(yàn)中，電容作為一個(gè)使用非常頻繁的電子元件實(shí)際電路對(duì)電容的研究越來(lái)越精確如果電容測(cè)量達(dá)不到一個(gè)很準(zhǔn)確的水品會(huì)直接的影響到各項(xiàng)科技的提升和進(jìn)步因此研究電容測(cè)量技術(shù)具有非常重要的意義統(tǒng)電容測(cè)量?jī)x精度不高不夠便利，因此我選擇一個(gè)數(shù)字電容測(cè)量?jī)x來(lái)測(cè)量電容的容值大小。該數(shù)字電容儀有方便，精度高的優(yōu)點(diǎn)這也使我的選題有了更大的意義并提高了我對(duì)做畢業(yè)設(shè)計(jì)的興趣。word檔可自由編輯

STC89C52單2.1STC89C52芯片介紹STC89C52是一種低電壓、高性能CMOS8位微處理器，具有在系統(tǒng)可編程的處理器STC89C52對(duì)比51片機(jī)具有更大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間并且?guī)в?K字EEPROM存儲(chǔ)空間，使得該單片機(jī)比單片機(jī)存儲(chǔ)空間更大，數(shù)據(jù)處理速度也更快在單片機(jī)芯片上該芯片擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)內(nèi)可編程的，這使得STC89C52單片機(jī)相比其它單片機(jī)有了很大的提高，大大提高了它在各種電子系統(tǒng)中的使用。STC89C52是由一個(gè)時(shí)鐘電路OSC、一個(gè)程序存儲(chǔ)器ROM、一個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和一個(gè)定時(shí)器計(jì)數(shù)器組成。程序存儲(chǔ)器跟數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分為了兩個(gè)不同的邏輯存儲(chǔ)空間這樣就可以用8位地址對(duì)數(shù)據(jù)及程序存儲(chǔ)器來(lái)進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)通過(guò)這樣可以提高8的存儲(chǔ)和處理速度。（1）芯片引腳分布及說(shuō)明：引腳分布如圖1示：圖1STC89C52引分布（2）STC89C52各引腳功能簡(jiǎn)介：word檔可自由編輯

P0：8位。漏極開(kāi)路的雙向I/O口。當(dāng)擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器及I/O接口芯片是沒(méi)P作為地址總（低8位）及數(shù)據(jù)總線(xiàn)的分時(shí)復(fù)用端口。P0口也可作為通用的I/O口使用，但需加上拉電阻，這時(shí)為準(zhǔn)雙向口。當(dāng)作為通用的I/O輸入時(shí)，應(yīng)先向端口輸出鎖存器寫(xiě)入個(gè)型TTL負(fù)載。P1：位，準(zhǔn)雙向I/O口，具有內(nèi)部上拉電阻。

1口可驅(qū)動(dòng)8P1口是專(zhuān)為用戶(hù)使用的準(zhǔn)雙向

I/O口。當(dāng)作為通用的I/O口輸出時(shí)，應(yīng)先向端口鎖存器寫(xiě)入1.P1口可驅(qū)動(dòng)個(gè)型負(fù)載。MOSI/P1.5MISO/P1.6和也可用于對(duì)卡片內(nèi)存儲(chǔ)器串行編程和校驗(yàn)，它們分別是串行數(shù)據(jù)輸入、輸出和移位脈沖引腳。P2口：位，準(zhǔn)雙向I/O口，具有內(nèi)部上拉電阻。當(dāng)擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器及I/O口時(shí)，P2口作為高8位地址總線(xiàn)用，輸出高位地址。P2口也可作為普通的I/O口使用。當(dāng)作為通用的

I/O輸入時(shí)，應(yīng)先向端口鎖存器寫(xiě)入1P2口可驅(qū)動(dòng)4個(gè)型TTL負(fù)載。P3：位，準(zhǔn)雙向I/O口，具有內(nèi)部上拉電阻。P3口可作為通用的I/O口使用。當(dāng)作為通用的口鎖存器寫(xiě)入1.P3口可驅(qū)動(dòng)4個(gè)型負(fù)載。

I/O輸入時(shí)，應(yīng)先向端復(fù)位電路輸入端，高電平有效。在此引腳加上持續(xù)時(shí)間大于機(jī)器周期的高電平，就可以使單片機(jī)復(fù)位。在單片機(jī)正常工作時(shí)，此引腳應(yīng)≤0.5V的低電平。

2個(gè)ALE/PROGALE為CPU訪(fǎng)問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器提供一個(gè)地址鎖存信號(hào)，將低8位地質(zhì)所存在片外的地址鎖存器中。此外，單片機(jī)在正常運(yùn)行時(shí)，ALE端一直有正脈沖信號(hào)輸出，此頻率為時(shí)鐘振蕩器頻率f1/6。該正脈沖振蕩信號(hào)可做外部定時(shí)或出發(fā)信號(hào)使用。但是要注意每當(dāng)訪(fǎng)問(wèn)外部RAM時(shí)（即執(zhí)行MOVX類(lèi)指令時(shí)要丟失一個(gè)ALE脈沖。為該引腳的第二功能，即在對(duì)片內(nèi)作為編程脈沖輸入端。

存儲(chǔ)器編程是，此引腳word檔可自由編輯

：外程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，低電平有效。EA/VPP為該引腳的異地功能，即外部程序存儲(chǔ)器訪(fǎng)問(wèn)允許控制端。當(dāng)引腳接高電平時(shí)，在PC值不超出0FFFH時(shí)，將自動(dòng)轉(zhuǎn)向讀取片外60KB程序存儲(chǔ)器空間的程序。當(dāng)引腳接高電平時(shí)，只讀取外部程序存儲(chǔ)器中的內(nèi)容，讀取的地址范圍為，片內(nèi)的4KB程序存儲(chǔ)器不起作用。VPP位該引腳第二功能，即在對(duì)片內(nèi)進(jìn)行編程時(shí)，引腳接入編程電壓。：片內(nèi)振蕩器反相放大和時(shí)鐘發(fā)生器電路的輸入端。當(dāng)使用片內(nèi)振蕩器時(shí)，該引腳連接外部石英晶體和微調(diào)電容；當(dāng)采用外接時(shí)鐘源時(shí)，該引腳接外部時(shí)鐘振蕩器的信號(hào)。：片內(nèi)振蕩器反相放大的輸出端。當(dāng)使用片內(nèi)振蕩器時(shí)，該引腳連接外部石英晶體和微調(diào)電容；當(dāng)采用外部時(shí)鐘源時(shí)，該引腳懸空。INT0：外部中斷請(qǐng)求0，中斷請(qǐng)求信號(hào)由INT0引腳輸入，中斷請(qǐng)求標(biāo)志為IE0。INT1：外部中斷請(qǐng)求1，中斷請(qǐng)求信號(hào)由INT1引腳輸入，中斷請(qǐng)求標(biāo)志為IE1。TO計(jì)數(shù)器/定時(shí)器T0計(jì)數(shù)溢出發(fā)出的中斷請(qǐng)求，斷請(qǐng)求標(biāo)志為T(mén)F0。計(jì)數(shù)/定時(shí)器計(jì)數(shù)溢出發(fā)出的中斷請(qǐng)求，中斷請(qǐng)求標(biāo)志為。2.2STC89C52應(yīng)說(shuō)明STC89C52主要性能如表1所示表STC89C52主要性能STC89C52各引腳性能與片機(jī)產(chǎn)品兼容1000擦寫(xiě)周期三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器三個(gè)16定時(shí)器/數(shù)器全雙工UART串行通掉電后中斷可喚醒雙數(shù)據(jù)指針

STC89C52各引腳性能8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程Flash儲(chǔ)器全靜態(tài)操作：0Hz～33Hz32可編程線(xiàn)八個(gè)中斷源低功耗空閑和掉電模式看門(mén)狗定時(shí)器掉電標(biāo)識(shí)符word檔可自由編輯

2.3單片機(jī)工作的最小化配置單片機(jī)的最小化系統(tǒng)簡(jiǎn)稱(chēng)單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)俗的講就是單片機(jī)工作所用的最少元件如圖2所最小系統(tǒng)一般包括只需要單片機(jī)晶振電路和復(fù)位電路這三部分就可以讓單片機(jī)正常工作該設(shè)計(jì)使用了STC89C52芯片該片自帶8KFLASH程序存儲(chǔ)器在通常情況下該芯片的這的存儲(chǔ)空間是足夠我們使用的，因此STC89C52芯片的第31引腳一般都用來(lái)接高電平，所以我們只用芯片本身內(nèi)部提供的8K程序存儲(chǔ)器。單片機(jī)的時(shí)鐘電路通常由12M的晶振及兩個(gè)電瓷電容組成，它們共同決定了單片機(jī)的機(jī)器周期為。該復(fù)位電路由一個(gè)10UF電容一個(gè)200電阻和10K電阻共同組成。圖STC89C52最小化配置word檔可自由編輯

數(shù)3.1整體方案設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)是通過(guò)一塊芯片來(lái)測(cè)量電容芯片工作在直接反饋無(wú)穩(wěn)態(tài)的狀態(tài)下使555片輸出一定頻率的方波其頻率的大小跟被測(cè)量的電容之間的關(guān)系是：f

0.772R

*我們固定R的大小，其公就可以寫(xiě)為：

kCx因此只要我們能夠測(cè)量出芯片輸出的頻率就可以計(jì)算出被測(cè)電容的容值。計(jì)算頻率的方法可以利用單片機(jī)的計(jì)數(shù)器T0和中斷配合使用來(lái)測(cè)量，這種研究方法相當(dāng)?shù)暮?jiǎn)單。系統(tǒng)框圖見(jiàn)圖：復(fù)位電路

T89C52被測(cè)電容

555晶振電路

按鍵測(cè)量圖系框圖圖中給出了整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)框圖，系統(tǒng)主要由四個(gè)主要部分組成，單片機(jī)和晶振電路設(shè)計(jì)芯片電路設(shè)計(jì)顯示電路復(fù)位電路設(shè)計(jì)。word檔可自由編輯

3.2系統(tǒng)按鍵電路按鍵電路可以實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話(huà)們可以通過(guò)按鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)讓單片機(jī)自動(dòng)的做不同的工作鍵盤(pán)是一組按鍵的集合按鍵開(kāi)關(guān)是一種常開(kāi)型開(kāi)關(guān)一般情況下按鍵電路的兩個(gè)觸點(diǎn)會(huì)處于斷開(kāi)狀態(tài)按下鍵時(shí)它們是閉合的鍵盤(pán)分為編碼鍵盤(pán)及非編碼鍵盤(pán)這2按鍵的識(shí)別是由專(zhuān)門(mén)的硬件通過(guò)譯碼來(lái)實(shí)現(xiàn)的能產(chǎn)生鍵編號(hào)或者是鍵值的鍵盤(pán)被稱(chēng)為編碼鍵盤(pán)缺少這種的要靠自編軟件識(shí)別的鍵盤(pán)則被稱(chēng)為非編碼鍵盤(pán)在由單片機(jī)組成的電路系統(tǒng)以及智能儀器中使用的較多的一般是非編碼鍵盤(pán)圖4就是一種比較典型的按鍵電路在按鍵沒(méi)有按下的時(shí)候，輸出的是高電平，當(dāng)按鍵按下去的時(shí)候，輸出的是低電平。電路圖見(jiàn)圖：圖4系按鍵電路3.3系統(tǒng)復(fù)位電路單片機(jī)復(fù)位電路主要包括積分復(fù)位微分復(fù)位比較器復(fù)位和看門(mén)狗復(fù)位這四種類(lèi)型。52單片機(jī)的復(fù)位功能主要是由外接復(fù)位電路來(lái)實(shí)現(xiàn)的，單片機(jī)在啟動(dòng)時(shí)都會(huì)需要復(fù)位電路來(lái)實(shí)現(xiàn)和各個(gè)原件都處于初始狀態(tài)，并從初始狀態(tài)開(kāi)始工作。該復(fù)位電路采用的是按鈕復(fù)位這種方式還有一種方式是上電自動(dòng)復(fù)位上電自動(dòng)復(fù)位電路通過(guò)外接的電解電容自動(dòng)充放電從而實(shí)現(xiàn)電路的復(fù)位作用要上升時(shí)間低于1ms，自動(dòng)上電復(fù)位就可以實(shí)現(xiàn)。5中所示的電解電容在系統(tǒng)內(nèi)可以起到上電復(fù)位的作用為考慮到芯片剛剛上電時(shí)由于供電不穩(wěn)定而word檔可自由編輯

做出錯(cuò)誤的計(jì)算，所以增加一個(gè)上電復(fù)位以達(dá)到延時(shí)啟動(dòng)CPU的目的，使芯片能夠正常工作雖然現(xiàn)在很多芯片自帶了上電延時(shí)功能但是我們一般還是會(huì)增加額外的上電復(fù)位電路提高可靠性當(dāng)按壓式開(kāi)關(guān)按下時(shí)電容兩端構(gòu)成回路并放電，使RST端重新變?yōu)楦唠娖?，按鍵抬起時(shí)容又充電使RST變回低電平電路。圖系復(fù)電路3.4555芯電路555片電路是一種能將模擬數(shù)據(jù)功能與邏輯數(shù)據(jù)功能結(jié)合在同一個(gè)芯片上的組合式集成電路。它的設(shè)計(jì)新穎、功能強(qiáng)大、適用面廣泛，深受電子方面工作人員以及電子愛(ài)好者的喜愛(ài)，因此人們稱(chēng)芯片為小IC。555片電路能應(yīng)用的電路有很多，例如：多個(gè)單穩(wěn)、雙穩(wěn)觸發(fā)器以及一個(gè)單穩(wěn)和無(wú)穩(wěn)觸發(fā)器一個(gè)雙穩(wěn)和無(wú)穩(wěn)觸發(fā)器等組合在實(shí)際電路應(yīng)用中除了一些簡(jiǎn)單的電路外，555片還可以與不同的原件組合出很多功能不同的電路。本次設(shè)計(jì)中應(yīng)用的電路是直接反饋型無(wú)穩(wěn)類(lèi)電路。電路如圖所示：word檔可自由編輯

圖555片電路在555片輸出方波后由于硬件的原因輸出的方波會(huì)有很多毛刺所以為了去除這些毛刺本設(shè)計(jì)中使用了一個(gè)兩輸入與門(mén)（74HC08），讓信號(hào)通過(guò)后會(huì)使輸出的波形毛刺減少很多，使單片機(jī)的測(cè)量結(jié)果變得精確。555基芯片的輸出頻率跟所使用的電阻和電容的關(guān)系是：f

0.772C又因

1

，所以R*0.772即：*

0.772R如果單片機(jī)采用12M的晶振，計(jì)數(shù)器T0的值增1，時(shí)間就增加1μS，我們采用中斷的方式來(lái)啟動(dòng)和停止計(jì)數(shù)器，中斷的觸發(fā)方式為脈沖下降沿觸發(fā)，第一次中斷到來(lái)啟T0，計(jì)數(shù)器的值，第二次中斷到來(lái)停，計(jì)數(shù)器器的值為，則測(cè)量方波的周期為NN21word檔可自由編輯

如何開(kāi)始時(shí)刻計(jì)數(shù)器的值，*10

。則：

0.772**10R

單片機(jī)的計(jì)數(shù)器的值

N=0-65535，為了測(cè)量的精度，N的取值一般在，當(dāng)電阻R越大，電容C的值就越小。我們?nèi)〔煌碾娮柚?，就得到不同的電容測(cè)量的量程。第一檔：R1

N

uf第二檔：R7722

N*10*10C*10100100

0.1~5uf第三檔：R7.723

*1

uf第四檔：R77.2

N*10*10*

uf為了編寫(xiě)程序的方便，我們只計(jì)算后面的單位可以根據(jù)使用的量程自N行添加。測(cè)量范圍的大小。3.5系統(tǒng)顯示電路擁有功耗小、數(shù)據(jù)顯示豐富、體型輕便，功能強(qiáng)大等諸多優(yōu)點(diǎn)，在很多電子產(chǎn)品和單片機(jī)系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用LCD1602一共有個(gè)腳，其引腳分布如圖7示：圖系顯電路1602采用標(biāo)準(zhǔn)的16腳接口，引腳具體功能如表所示：word檔可自由編輯

表LCD1602各腳能圖引腳號(hào)123456

引腳名VssR/W

電平0/10/10,1→0

輸入/輸出輸入輸入輸入

作用電源地電源（）對(duì)比調(diào)整電壓0=輸入指令，輸出數(shù)據(jù)0=寫(xiě)數(shù)據(jù)，1=讀數(shù)據(jù)使能信號(hào)1讀信息時(shí)執(zhí)行指令78910111213141516

DB0DB1DB2DB3DB4DB5DB6DB7AK

0/10/10/10/10/10/10/10/1接地

輸入/輸出輸入/輸出輸入/輸出輸入/輸出輸入/輸出輸入/輸出輸入/輸出輸入/輸出

數(shù)據(jù)總線(xiàn)（最低位）數(shù)據(jù)總線(xiàn)數(shù)據(jù)總線(xiàn)數(shù)據(jù)總線(xiàn)數(shù)據(jù)總線(xiàn)數(shù)據(jù)總線(xiàn)數(shù)據(jù)總線(xiàn)數(shù)據(jù)總線(xiàn)（最高位）LCD光電源正極LCD光電源負(fù)極word檔可自由編輯

程軟件設(shè)計(jì)看起來(lái)是個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程，但其實(shí)這是一個(gè)非常有創(chuàng)造性的過(guò)程軟件設(shè)計(jì)通過(guò)將問(wèn)題和事物抽象起來(lái)同時(shí)將這些東西分成不同的層和面來(lái)進(jìn)行編譯一些新手來(lái)說(shuō)上手起來(lái)比較難是一旦理解了它的原理上手之后，編寫(xiě)程序就會(huì)變得非常簡(jiǎn)單書(shū)上的理論知識(shí)雖然很重要但是要想掌握程序設(shè)計(jì)最重要的還是自己多實(shí)踐自己程序?qū)懙枚嗔俗匀粫?huì)掌握到其中的訣竅對(duì)于高級(jí)的軟件設(shè)計(jì)一個(gè)好的軟件系統(tǒng)與差的軟件系統(tǒng)相差是非常大的好的軟件系統(tǒng)可以讓你日常維護(hù)功能實(shí)現(xiàn)變得非常簡(jiǎn)單而一個(gè)差的軟件系統(tǒng)則會(huì)讓功能實(shí)現(xiàn)屢屢受挫。因此，軟件開(kāi)發(fā)最重要的步驟是對(duì)程序的構(gòu)思。其實(shí)軟件設(shè)計(jì)到現(xiàn)在還是一個(gè)流程非常固定的過(guò)程般都是先構(gòu)思程序的流程再加上一些指針及判斷和判定系統(tǒng)最后就是寫(xiě)好程序進(jìn)行調(diào)試并且將其寫(xiě)入實(shí)物中如果實(shí)物實(shí)現(xiàn)不了功能就需要對(duì)程序和實(shí)物都進(jìn)行檢測(cè)查找是程序問(wèn)題還是硬件問(wèn)題。軟件設(shè)計(jì)主要是針對(duì)硬件設(shè)計(jì)里面的控制部分的，這里指的是單片機(jī)，一般的單片機(jī)均可用匯編語(yǔ)言和語(yǔ)言進(jìn)行編程。C言直觀(guān)，相對(duì)比較的簡(jiǎn)單，但占用的程序存儲(chǔ)器的內(nèi)存比較大，匯編語(yǔ)言是針對(duì)硬件設(shè)計(jì)的語(yǔ)言，如果想用匯編語(yǔ)言設(shè)計(jì)的話(huà)必須要對(duì)硬件有很大的了解，相對(duì)C語(yǔ)言就比較的復(fù)雜但是比較的精簡(jiǎn)占用的程序存儲(chǔ)器的空間比較的小作為還在學(xué)生階段的我們匯編語(yǔ)言進(jìn)行編程對(duì)我們理解單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)源都有很好的幫助，但是C語(yǔ)言編程在以后的實(shí)際工作中將會(huì)大大簡(jiǎn)化自己的工作。因此本論文的程序都是基于C語(yǔ)言的。要完成的任務(wù)是：初始化程序設(shè)計(jì)、按鍵程序設(shè)計(jì)、中斷處理程序，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)程序，顯示程序設(shè)計(jì)等。在主程序中，通過(guò)檢測(cè)按鍵是否按下來(lái)執(zhí)行循環(huán)程序。通過(guò)單片機(jī)P3.7口檢測(cè)是否開(kāi)始測(cè)量電容，然后通過(guò)端口口對(duì)555時(shí)器復(fù)位端進(jìn)行方波輸出控制最后通過(guò)程序?qū)ν獠恐袛?與定時(shí)器控制計(jì)算出電容值得大小并通過(guò)LCD1602進(jìn)行顯示。圖為該程序設(shè)計(jì)的流程圖：word檔可自由編輯

，初始化N有無(wú)按鍵YY啟動(dòng)555有無(wú)按鍵N有無(wú)中斷NY啟動(dòng)計(jì)數(shù)器T0

顯示電容值N有無(wú)中斷計(jì)算電容的大小Y停止計(jì)數(shù)器T0圖軟設(shè)計(jì)流程圖word檔可自由編輯

5在這次的設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到了許多的困難首先在原理圖的設(shè)計(jì)過(guò)程中由于對(duì)STC89C52的工作理不太了解致在剛開(kāi)始編寫(xiě)程序時(shí)不知道該如何下手。后來(lái)通過(guò)翻閱課本和在網(wǎng)上查找資料，基本了解了STC89C52的工作原理，才有了初步的思路。本設(shè)計(jì)通過(guò)由芯片和電容電阻組成的振蕩電路來(lái)輸出方波過(guò)單片機(jī)定時(shí)器測(cè)量其脈沖寬度，從而達(dá)到測(cè)量其周期的目的，再通過(guò)單片機(jī)軟件編程，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的計(jì)算從而得出被測(cè)電容的值，最后再通過(guò)LCD1602顯示初被測(cè)電容的容值。在最小電路的測(cè)試中，與單片機(jī)連接的LCD始終不亮，用萬(wàn)用表測(cè)試發(fā)現(xiàn)是顯示管腳接錯(cuò)了，重新焊接以后，就亮了。晶振要注意：一定要盡量保證晶振焊腳與19的焊腳是最短對(duì)稱(chēng)的晶振焊腳與30pF的電容也要求最短和對(duì)稱(chēng)因?yàn)樵谧钚∠到y(tǒng)搭建中最關(guān)鍵的就是確保晶振能起振感覺(jué)晶振比較嬌氣偏差一點(diǎn)點(diǎn)就很容易不振或亂振前兩次的最小系統(tǒng)就是因?yàn)闆](méi)有起振以失敗了過(guò)有過(guò)兩次經(jīng)驗(yàn)之后這個(gè)就是小問(wèn)題了。word檔可自由編輯

參考文獻(xiàn)[1]張毅剛.片機(jī)原理及應(yīng)用[北:等教育出版社[2]劉光斌，劉冬，姚志.片機(jī)系統(tǒng)實(shí)用抗干擾技[北人民郵電出版社[3]楊小川.DXP設(shè)指導(dǎo)教[北:清華大學(xué)出版社2004[4]李金平，沈明山，姜余.子系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].北京:電子工業(yè)出版社，[5]王毓銀.字電路邏輯設(shè)計(jì)[北:等教育出版社[6]康華光.子技術(shù)基礎(chǔ)[北:等教育出版社，2000[7]萬(wàn)文略.片機(jī)原理及應(yīng)用[重大學(xué)出版社2004[8]江世明.于的片機(jī)用用技[北電子工業(yè)出版社，[9]邊春元.C51單機(jī)典型模塊設(shè)計(jì)與應(yīng)[機(jī)械工業(yè)出版社育出版社2008[10]李清，黃志電容傳感器新型微弱電容量電[J].北傳感技術(shù)學(xué)報(bào)，2002[11]付光單機(jī)原理與使用技[M].北：清華大學(xué)出版社[12]李安電技術(shù)實(shí)驗(yàn)及課程設(shè)計(jì)[南京：東南大學(xué)出版社2008[13]夏強(qiáng)單機(jī)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教[M].北：北京航空航天大學(xué)出版社，2001[14]肖兵跟學(xué)用單片機(jī)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社[15]申如郭福田丁暉.現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)與系統(tǒng)設(shè)[西西交通大學(xué)出版社[16]郝.數(shù)字電子技[西：西安子科技大學(xué)出版社2007[17]趙博新常用集成電路速查手[北京:民郵政出版社[18]薛，華慧新編實(shí)用電子技術(shù)快速入[M].福:建科學(xué)技術(shù)出版社,[19]羅昌集電路系[北京：中國(guó)鐵道出版社[20]丁麗交型微小電容測(cè)量電路設(shè)[J].北京：電工技術(shù)雜志word檔可自由編輯

附錄1元件清單元器件萬(wàn)能板STC89C52芯單片機(jī)555座12M晶振按鍵開(kāi)關(guān)芯10k排阻200/10k/1k電LCD1602電可電阻開(kāi)關(guān)100/1k/10k/100k精密可調(diào)電阻瓷容電電容

附錄數(shù)量

單位塊個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)word檔可自由編輯

附錄2系統(tǒng)原理圖word檔可自由編輯

附錄3程序清單<reg52.h>//庫(kù)函數(shù)DATAP0RW=P2^6;//1602寫(xiě)據(jù)RS=P2^5;//1602寫(xiě)址EN=P2^7;工使能b_test=P3^7;//開(kāi)始測(cè)量電容的按鍵輸入_reset=P3^6;//555時(shí)芯片工作控制信號(hào)unsignedintT_flag,N,C,i,Dis1,Dis0;unsignedintb[6]={0X13,0X0D,0X00,0X00,0X25,0X16};/***********延時(shí)1MS******************/voidint{unsignedinti;for(mm;mm>0;mm--)for(i=100;i>0;i--);}/***************查否*****************/voidCheckstates(){unsignedchardat;RS=0;下沿_nop_();//保一定間隔dat=DATA;word檔可自由編輯

//顯C=00UF

EN=0;}while((dat&0x80)==1);}/**************LCD寫(xiě)命令函數(shù)*********/voidwcomd(unsignedchar{RS=0;DATA=cmd;EN=1;EN=0;}/**********LCD寫(xiě)據(jù)函數(shù)**************/voidchardat){RS=1;DATA=dat;EN=1;EN=0;}word檔可自由編輯

/*****************始化********************/void{Delay1ms(15);wcomd(0x38);//能設(shè)置Delay1ms(5);wcomd(0x38);//能設(shè)置Delay1ms(5);wcomd(0x01);//屏Delay1ms(5);wcomd(0x08);//顯示Delay1ms(5);wcomd(0x0c);//開(kāi)示，不開(kāi)光標(biāo)}/***********顯示函數(shù)**************/