基于51单片机的数字电容测量仪设计实验报告

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1、设计课题基于单片机的数字式电容仪设计毕业设计（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

2、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：　　　　　-69-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

3、：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-69-【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。本设计详细介绍了一

4、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altiumde

5、signer制作PCB，最后到焊接元器件，调试直至成功。【关键词】电容测量;脉冲宽度;单稳态触发器;单片机;lcd显示目录1系统方案设计-5-1.1设计说明及要求-5-1.1.1设计说明-5-1.1.2设计要求-5--69-1.2方案Ⅰ-6-1.3方案Ⅱ-7-1.4方案Ⅲ-7-1.5三种方案作简单的比较-8-2单元电路设计-9-2.1工作原理-9-2.2硬件电路设计-11-2.2.1单片机电路设计-11-2.2.2555时钟芯片与单片机连接-12-2.2.3低脉冲产生电路-13-2.2.4键盘电路-13-2.2.5指示灯电路-14-2.2.6量程选择电路-14-2.2.7液晶显示电路-16-

6、2.3软件设计-17-2.4量程范围设置-17-2.5altiumdesigner原理图设计及PCB制作-18-2.4.1原理图设计-18-2.4.2PCB制作-18-2.4.3设计结果-19-3系统测试-19-3.1测量100nf的电容-19-3.2测量4.7uf的电容-21-3.3测试结果-22-3.1误差分析-22-4结论与心得体会-23-5参考文献-24-6附录-24-附录1元器件清单-24-附录2程序清单-25--69-1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)，

7、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）基本部分①自制稳压电源。②被测电容的容量在0.01μF至100μF范围内③设计两个的测量量程。-69-④显示测量结果，测量误差小于20%。（2）发挥部分①至少设计两个以上的测量量程，使被测电容的容量扩大到100PF至100μF范围内。②测量误差小于10%。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