电容数字测量仪设计总结报告

1、自动化综综合设计计总结报报告 题题目：电电容数字字测量仪仪二级学院院电子信信息与自自动化学学院专 业自自动化专专业班 级自自动化22班、33班 指导老老师 刘 晓 东东组员考核项目目设计500分平时成绩绩20分分答辩300分得分总分考核等级级教师签名名电容数字字测量仪仪摘要本设计是是基于5555定定时器构构成多谐谐振荡器器产生输输入脉冲冲信号，然后通通过ATT89CC51对对方波脉脉冲中断断计数而而测量电电容的。在多谐谐振荡器器输出端端加入一一个744HC008对方方波消除除毛刺产产生方波波输入到到单片机机外部中中断0，再通过过单片机机内部计计数器对对方波进进行脉宽宽计数。5555定时器器中所

2、涉涉及的电电容，即即是被测测量的电电容。信信号的频频率可以以根据所所选的电电阻，电电容的参参数而调调节，这样便便可以定定量的确确定被测测电容的的容值范范围。最最后通过过LCDD16002显示示被测电电容数值值。关键词：电容，5555定时器器，ATT89CC51，LCDD16002目录引言 当前数数字系统统的设计计正朝着着快速以以及大容容量和便便利的方方向发展展。现代代电子产产品几乎乎几乎应应用到各各个领域域，有力力推动了了现代社社会信息息化的进进展，这这反过来来也要求求电子产产品要以以更快的的速度节节奏升级级。 在日日常的电电路工程程或者电电路试验验中，电电容为一一个最常常见的电电子元件件，在

3、实实际电路路中对电电容的要要求也愈愈加精确确，传统统的电容容测量仪仪表现的的不够直直观、精精确度不不高以及及便利。因此，这次，我们选选择一个个数字式式电容测测量仪，只要打打开开关关就可以以直观的的观察电电容数量量值大小小。相比比以前的的更为方方便、高高精确度度的有点点，这也也为本次次选题带带来了意意义，同同时也提提高了我我们对设设计的兴兴趣。2.1 设计要要求1、设计计电容数数字测量量仪电路路，测量量并显示示电容大大小2、测量量电容范范围为1100ppf500F3、系统统工作满满足电容容测量一一般要求求。2.2 系统整整体方案案设计本设计是是通过一一块5555芯片片来测量量电容，让5555芯片

4、片工作在在直接反反馈无稳稳态的状状态下，5555芯片输输出一定定频率的的方波，其频率率的大小小跟被测测量的电电容之间间的关系系是：，我们固固定的大大小，其其公式就就可以写写为：，只要我我们能够够测量出出5555芯片输输出的频频率，就就可以计计算出测测量的电电容。计计算频率率的方法法可以利利用单片片机的计计数器和和中断配配合使用用来测量量，这种种研究方方法相当当的简单单。系统统框图见见下图。AT89C51 555晶振电路被测电容LCD1602显示复位电路测量按键系统框图图图中给出出了整个个系统设设计的系系统框图图，系统统主要由由四个主主要部分分组成，单片机机和晶振振电路设设计，5555芯芯片电路

5、路设计，LCDD16002显示示电路，复位电电路设计计。硬件电路路设计3.1单单片机AAT899C511简介MCS-51单单片机是是美国IINTEE公司于于19880年推推出的产产品，与与MCSS-488单片机机相比，它的结结构更先先进，功功能更强强，在原原来的基基础上增增加了更更多的电电路单元元和指令令，指令令数达1111条条，MCCS-551单片片机可以以算是相相当成功功的产品品，一直直到现在在，MCCS-551系列列或其兼兼容的单单片机仍仍是应用用的主流流产品，各高校校及专业业学校的的培训教教材仍与与MCSS-511单片机机作为代代表进行行理论基基础学习习。 HYPERLINK t _b

6、lank ATT89CC51是是一个低低电压，高性能能CMOOS 88位单片片机，片片内含44k bbytees的可可反复擦擦写的FFlassh只读读程序存存储器和和1288 byytess的随机机存取数数据存储储器（RRAM），器件件采用AATMEEL公司司的高密密度、非非易失性性存储技技术生产产，兼容容标准MMCS-51指指令系统统，片内内置通用用8位中中央处理理器和FFlassh存储储单元，内置功功能强大大的微型型计算机机的ATT89CC51提提供了高高性价比比的解决决方案。ATT89CC51是是一个低低功耗高高性能单单片机，40个个引脚，32个个外部双双向输入入/输出出（I/O）端端口

7、，同同时内含含2个外外中断口口，2个个16位位可编程程定时计计数器,2个全全双工串串行通信信口，AAT899C511可以按按照常规规方法进进行编程程，也可可以在线线编程。其将通通用的微微处理器器和Fllashh存储器器结合在在一起，特别是是可反复复擦写的的Flaash存存储器可可有效地地降低开开发成本本。3.2.2单片片机最小小系统复复位电路路与1、从原原理上，一般采采用上电电复位电电路。这这种复位位电路的的工作原原理是：通电时时，电容容两端相相当于短短路，于于是RSST引脚脚上为高高电平，然后电电源通过过电阻对对电容充充电，RRST端端电压慢慢慢下降降到一定定程序，即为低低电平，单片机机开始

8、正正常工作作。该设计中中复位电电路采用用按键复复位方式式。电路路选用222uF的的电容、2000k欧姆姆的电阻阻、10000欧姆电电阻和一一个按键键组成。2、内部部时钟电电路和晶晶振频率率一般选选择在44MHzz122MHzz之间（该设计计选用112MHHz），外接两两个谐振振电容。本系统统采用内内部时钟钟方式。3.2.3 按键控控制电路路本设计采采用3个个按键来来执行检检测作用用，因为为根据测测量范围围要求该该设计制制定了33个档位位，每个个按键对对应5555定时时器上规规定档位位，该按按键在软软件程序序用来控控制程序序是否往往下面执执行，如如检测到到按键按按下，再再对程序序变量置置位进而而

9、控制显显示程序序的执行行；同时时单片机机上设定定了开始始测量电电容输入入的按键键，单片片机通过过P3.7端口口对按键键进行检检测；该该四个按按键如图图所示：3.2 5555定时时器多谐谐振荡器器3.2.1 5555定时器器概述555芯芯片电路路是一种种将模拟拟功能与与逻辑功功能巧妙妙结合在在同一硅硅片上的的组合集集成电路路。它设设计新颖颖，构思思奇巧，用途广广泛，备备受电子子专业设设计人员员和电子子爱好者者的青睐睐，人们们将其戏戏称为伟伟大的小小IC。19772年，美国西西格尼蒂蒂克斯公公司(SSignnetiics)研制出出Tmeer NNE5555双极极型时基基电路，设计原原意是用用来取代

10、代体积大大,定时精精度差的的热延迟迟继电器器等机械械式延迟迟器。但但该器件件投放市市场后，人们发发现这种种电路的的应用远远远超出出原设计计的使用用范围，用途之之广几乎乎遍及电电子应用用的各个个领域，需求量量极大。美国各各大公司司相继仿仿制这种种电路 19774年西西格尼蒂蒂克斯公公司又在在同一基基片上将将两个双双极型5555单单元集成成在一起起，取名名为NFF5566。19778年美美国英特特锡尔(Inttelssil)研制成成功CMMOS型型时基电电路ICCM5555 IICM5556,后来又又推出将将四个时时基电路路集成在在一个芯芯片上的的四时基基电路5558 由于采采用CMMOS型型工艺

11、和和高度集集成，使使时基电电路的应应用从民民用扩展展到火箭箭、导弹弹、卫星星、航天天等高科科技领域域。在这这期间，日本、西欧等等各大公公司和厂厂家也竞竞相仿制制、生产产。尽管管世界各各大半导导体或器器件公司司、厂家家都在生生产各自自型号的的55555566时基电电路，但但其内部部电路大大同小异异，且都都具有相相同的引引出功能能端。5555电电路，也也称5555芯片片电路，是一种种中规模模集成电电路。它它具有功功能强、使用灵灵活、适适用范围围宽的特特点。通通常只要要外接少少量几个个元件，就可构构成各种种不同用用途的脉脉冲电路路以及许许多实用用电路，如多谐谐振荡器器、单稳稳态电路路及施密密特触发发

12、器等等等。从而而能够实实现振荡荡、定时时、调光光、调压压、调速速等。5555集集成电路路有双极极型和CCMOSS两种。CMOOS型的的优点是是功耗低低、电源源电压低低、输入入阻抗高高。对于于初学者者来说，可以把把5555电路等等效看成成一个带带放电开开关的RRS触发发器，这这个特殊殊的触发发器有两两个输入入端：阈阈值端TTH可看看成是置置零端RR，要求求高电平平，触发发端R可看成成置位端端低电平平有效。它只有有一个输输出端VVo，Vo可等等效为触触发器的的Q端。放放电端DDIS可可看成由由内部放放电开关关控制的的一个接接点，放放电开关关由触发发器的端端控制：Q=1时DISS端接地地；Q=0时，

13、DISS端悬空空。此外外，这个个触发器器还有复复位端MMR加上上低电平平(0;mm-) ffor(i=1100;i00;i-);voidd Chheckkstaatess()/*检查查忙否*/ unssignned chaar ddat; RS=0; RW=1; doEN=1;/下降降沿 _noop_();/保持持一定间间隔_noop_(); datt=DAATA; _noop_();_noop_(); EN=0; whhilee(ddat&0 x880)=1);voidd wccomdd(unnsiggnedd chhar cmdd)/*LCDD写命令令函数*/ Cheecksstattes

14、(); RS=0; RW=0; DATTA=ccmd; EN=1; _noop_(); _noop_(); _noop_(); _noop_(); EN=0;voidd wddataa(unnsiggnedd chhar datt)/*LCDD写数据据函数*/ 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);/功功能设置置 Dellay11ms(

15、5); wcoomd(0 x338);/功功能设置置 Dellay11ms(5); wcoomd(0 x001);/清清屏 Dellay11ms(5); wcoomd(0 x008);/关关显示 Dellay11ms(5); wcoomd(0 x00c);/开开显示，不开光光标voidd Diispllay(voiid) /显显示函数数unsiigneed ccharr i,j; unssignned chaar aa122=0X44D,00X455,0XX41,0X553,00X555,0XX52,0X445,00X4DD,0XX45,0X44E,00X544,0XX53;/显示mmeass

16、ureemennts LCDDINIIT(); forr(i=0;ii122;i+)/写显显示第一一行 wcoomd(0 x880+ii); Dellay11ms(1); wdaata(aii); Dellay11ms(1); forr(j=0;jj550000) /设置最最长等待待时间 _resset=0; /最长等等待时间间到还没没有中断断，停止止5555 iif(NN1000000) /如如果计数数值大于于50000，显显示LAA，表示示应换用用大一点点的量程程 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