TOP18毕业设计_基于单片机的电容测试仪设计.doc文档免费在线阅读

是低功耗高性能经济的位微处理器，工作频率为，内置字节可编程只读闪存，位的内部，位可编程总线。

它采用公司的非易储器制造技术，与的指令设置和芯片引脚可兼容。

可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。

其将通用的微处理器和存储器结合在起，特别是可反复擦写的存储器可有效地降低开发成本。

工作的最简单的电路是其外围接个晶振和个复位电路，给单片机接上电源和地，单片机就可以工作了。

其最简单的工作原理图如下图。

图单片机工作电路基于单片机电容测量硬件设计第页共页基于电容测量系统复位电路的复位是由址和数据线读回原编写的数据。

加密位不可出测量的电容。

计算频率的方法可以利用单片机的计数器和中断配合使用来测量，这种研究方法相当的简单。

系统框图见图。

图系统框图图中给出了整个系统设计的系统框图，系统主要由四个主要部分组成，单片机和晶接反馈无稳态的状态下，芯片输出定频率的方波，其频率的大小跟被测量的电容之间的关系是，我们固定的大小，其公式就可以写为，只要我们能够测量出芯片输出的频率，就可以计算发器秒脉冲发生器译码器锁存器记数器标准记数脉冲基于单片机电容测量硬件设计第页共页方案三基于单片机和芯片构成的多谐振荡电路电容测量这种电容测量方法主要是通过块芯片来测量电容，让芯片工作在直误差该误差相对影响较小，可忽略不计。

这种方法硬件结构相对复杂，实际上是通过牺牲硬件部分来减轻软件部分的负担，但在具体设计中会碰到很大问题，而且硬件旦设计好，可变性不大。

反向器单稳态触发器显示窄脉冲触片构成的振荡电路和触发电路由于非线性造成的误差，其中最重要的是单稳态触发电路的非线性误差，由充放电时间决定，是被测电容值另部分是由数字电路的量化误差引起，是数字电路特有的产生触发脉冲，来控制门电路实现计数，从而确定脉冲时间，通过设计合理的电路参数，使计数值与被测电容相对应。

其原理框图如图所示。

图电路原理框图误差分析这种电容测量方法的误差主要由两部分组成部分是由芯，通过测量与被测电容相关电路的充放电时间来确定电容值。

般情况下，可设计电路使为振荡周期或触发时间为电路常数与电路参数有关。

这种方法中应用了芯片组成的单稳态触发器，在秒脉冲的作用下仪设计第页共页这种方法的利用了个参考的电容实现，虽然硬件结构简单，软件实现却相对比较复杂。

方案二直接根据充放电时间判断电容值这种电容测量方法主要利用了电容的充放电特性，放电常数算产生的余数误差，电源电压的波动造成谐振频率偏移带来的误差，因此电路要用稳压性能好的稳压电源数码管图电容测量原理图图震荡波形图基于单片机的电容测试。

这样单片机晶振频率的绝对精度，环境温度的变化和电源电压的绝对精度引起的误差被消除。

测量结果主要受标准电容的绝对精度影响，因此应该选择精度高稳定性好的其他误差来源包括周期测量的量化误差，除法运软件中的标准电容值可得出待测电容值。

实际应用中也可以通过测量和来算出基于单片机电容测量硬件设计第页共页测量误差分析由式可以看出，经过软件校准后得出的结果与的值有关则有式和测得的校准值测量值及存放的令为低电平，又通过放电，下降。

当时施密特触发器又翻转，输出又变为高电平，如此往复产生震荡波形。

由理论分析可知理如下图所示。

电容电阻和芯片构成个多谐振荡电路。

在电源刚接通时合上，电容上的电压为零，多谐振荡器输出为高电平通过对电容充电。

当上冲得的电压时，施密特触发器翻转，变计的不同，对于本设计三种方案均能够实现，最后根据设计要求可行性和设计成本的考虑选择了基于单片机和芯片构成的多谐振荡电路的测量的方案。

现在介绍论证如下方案利用多谐振荡原理测量电容测量原的频率进行测量。

本方案的硬件设计和软件设计都相对简单。

基于单片机的电容测试仪设计第页共页基于单片机电容测量硬件设计设计方案本次设计中考虑了三种设计方案，三种设计方案中主要区别在于硬件电路和软件设计的频率进行测量。

本方案的硬件设计和软件设计都相对简单。

基于单片机的电容测试仪设计第页共页基于单片机电容测量硬件设计设计方案本次设计中考虑了三种设计方案，三种设计方案中主要区别在于硬件电路和软件设计的不同，对于本设计三种方案均能够实现，最后根据设计要求可行性和设计成本的考虑选择了基于单片机和芯片构成的多谐振荡电路的测量的方案。

现在介绍论证如下方案利用多谐振荡原理测量电容测量原理如下图所示。

电容电阻和芯片构成个多谐振荡电路。

在电源刚接通时合上，电容上的电压为零，多谐振荡器输出为高电平通过对电容充电。

当上冲得的电压时，施密特触发器翻转，变为低电平，又通过放电，下降。

当时施密特触发器又翻转，输出又变为高电平，如此往复产生震荡波形。

由理论分析可知令则有式和测得的校准值测量值及存放的软件中的标准电容值可得出待测电容值。

实际应用中也可以通过测量和来算出基于单片机电容测量硬件设计第页共页测量误差分析由式可以看出，经过软件校准后得出的结果与的值有关。

这样单片机晶振频率的绝对精度，环境温度的变化和电源电压的绝对精度引起的误差被消除。

测量结果主要受标准电容的绝对精度影响，因此应该选择精度高稳定性好的其他误差来源包括周期测量的量化误差，除法运算产生的余数误差，电源电压的波动造成谐振频率偏移带来的误差，因此电路要用稳压性能好的稳压电源数码管图电容测量原理图图震荡波形图基于单片机的电容测试仪设计第页共页这种方法的利用了个参考的电容实现，虽然硬件结构简单，软件实现却相对比较复杂。

方案二直接根据充放电时间判断电容值这种电容测量方法主要利用了电容的充放电特性，放电常数，通过测量与被测电容相关电路的充放电时间来确定电容值。

般情况下，可设计电路使为振荡周期或触发时间为电路常数与电路参数有关。

这种方法中应用了芯片组成的单稳态触发器，在秒脉冲的作用下产生触发脉冲，来控制门电路实现计数，从而确定脉冲时间，通过设计合理的电路参数，使计数值与被测电容相对应。

其原理框图如图所示。

图电路原理框图误差分析这种电容测量方法的误差主要由两部分组成部分是由芯片构成的振荡电路和触发电路由于非线性造成的误差，其中最重要的是单稳态触发电路的非线性误差，由充放电时间决定，是被测电容值另部分是由数字电路的量化误差引起，是数字电路特有的误差该误差相对影响较小，可忽略不计。

这种方法硬件结构相对复杂，实际上是通过牺牲硬件部分来减轻软件部分的负担，但在具体设计中会碰到很大问题，而且硬件旦设计好，可变性不大。

反向器单稳态触发器显示窄脉冲触发器秒脉冲发生器译码器锁存器记数器标准记数脉冲基于单片机电容测量硬件设计第页共页方案三基于单片机和芯片构成的多谐振荡电路电容测量这种电容测量方法主要是通过块芯片来测量电容，让芯片工作在直接反馈无稳态的状态下，芯片输出定频率的方波，其频率的大小跟被测量的电容之间的关系是，我们固定的大小，其公式就可以写为，只要我们能够测量出芯片输出的频率，就可以计算出测量的电容。

计算频率的方法可以利用单片机的计数器和中断配合使用来测量，这种研究方法相当的简单。

系统框图见图。

图系统框图图中给出了整个系统设计的系统框图，系统主要由四个主要部分组成，单片机和晶振电路设计，芯片电路设计，显示电路设计，复位电路设计。

硬件设计的任务基本工作电路设计使单片机正常工作时钟电路为单片机提供时钟信号复位电路为单片机提供高电平复位信号芯片电路把电容的大小转变成输出频率的大小晶振电路被测电容显示复位电路测量按键基于单片机的电容测试仪设计第页共页显示电路显示当前测量电容的大小按键电路开始测量电容基于电容测量系统硬件设计详细分析单片机工作电路本设计的核心是单片机电路，考虑到需要个中断输入，存储容量外部接口对单片机端口的需要以及兼顾到节约成本的原则，选用了常用的单片机。

是低功耗高性能经济的位微处理器，工作频率为，内置字节可编程只读闪存，位的内部，位可编程总线。

它采用公司的非易储器制造技术，与的指令设置和芯片引脚可兼容。

可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。

其将通用的微处理器和存储器结合在起，特别是可反复擦写的存储器可有效地降低开发成本。

工作的最简单的电路是其外围接个晶振和个复位电路，给单片机接上电源和地，单片机就可以工作了。

其最简单的工作原理图如下图。

图单片机工作电路基于单片机电容测量硬件设计第页共页基于电容测量系统复位电路的复位是由址和数据线读回原编写的数据。

加密位不可能直接变化。

证实加密位的完成通过观察它们的特点和能力。

芯片擦除利用控制信号的正确组合表并保持引脚的低电平脉冲宽度即可将阵列字节整片擦除，代码阵列在擦除操作中将任何主要元器件介绍第页共页非空单元写入，这步骤需要再编程之前进行。

读片内签名字节单片机内有个签名字节，地址为和。

用于声明该器件的厂商型号和编程电压。

读签名字节的过程和单元和的正常校验相仿，只需将和保持低电平，返回值意义如下声明产品由公司制造声明为单片机声明为编程电压声明为编程电压。

编程接口采用控制信号的正确组合可对闪速存储阵列中的每代码字节进行写入和存储器的整片擦除，写操作周期是自身定时的，初始化后它将自动定时到操作完成基于单片机的电容测试仪设计第页共页结论毕业论文是次非常好的将理论与实际相结合的机会，通过对电容测试仪的课题设计，锻炼了我的实际动手能力，增强了我解决实际工程问题的能力，同时也提高我查阅文献资料设计规范以及电脑制图等其他专业能力水平。

本设计的硬件电路比较简单，这大大的降低了成本。

而采用单片机可以提高系统的可靠性和稳定性，缩小系统的体积，调试和维护方便。

本设计通过由芯片和电容电阻组成的振荡电路来输出方波，通过单片机定时器测量其