单片机做电容测量仪
单片机做电容测量仪解析
第十三届“长通杯”大学生电子设计竞赛电容测量仪（A题）2016年5月14日电容测量仪装置是一种精度高、测试范围宽、操作简便、功能完善的电容测量仪。
随着科技的不断发展，电容在电路中有着越来越多的应用，其容量大小直接决定着电路的稳定性和准确性。
因此，电容值的的测量在日常使用中不可避免。
为了深入了解和学习52单片机的功能，本设计采用STC89C52和555振荡器为主要元件对电容进行测量。
先将555设计为多谐振荡器产生输入脉冲信号，然后利用单片机对脉冲进行中断计数，再使用公式计算出电容值。
在多谐振荡器终端加一个HD74LS08（二输入与门）稳定输出波形，从而使测量中更精确。
多谐振荡器会因为连接电阻值的不同而产生的方波的频率不同，从而可以变换档位测量容量差距较大的电容。
如果在工程问题中想寻找出符合要求的电容，便可通过矩阵键盘输入相应的电容值的范围，以方便筛选。
当电容测定完以后，其数值通过LCD1602显示出来，以便阅读。
关键词：STC89C52单片机；电容测量；555定时器；LCD1602；1.1电容测量仪的论证与选择 .............................................................1.2控制系统的论证与选择 ................................................................. 2系统理论分析与计算.......................................2.1设计方案的分析..............................................................................2.1.1利用电容器放电测电容实验原理................................................2.1.2利用放电时间比率来测电容 ......................................................2.1.3利用单片机测脉冲来测时间常数RC再计算电容........................2.2电容的计算......................................................................................2.2.1计算振荡周期........................................................................2.2.2计算频率................................................................................2.2.3计算Cx .................................................................................. 3电路与程序设计 ..........................................3.1电路的设计......................................................................................3.1.1系统总体框图........................................................................3.1.2系统框图................................................................................3.1.3总程序框图............................................................................3.1.4电源........................................................................................3.2程序的设计......................................................................................3.2.1程序功能描述与设计思路....................................................3.2.2程序流程图............................................................................4测试方案与测试结果.......................................4.1测试方案..........................................................................................4.2测试条件与仪器..............................................................................4.3测试结果及分析..............................................................................4.3.1测试结果(数据) .....................................................................4.3.2测试分析与结论.................................................................... 附录1：电路原理图 ........................................电容测量仪（A题）1设计方案设计一：利用电容器放电测电容实验原理电容器充电后，所带电量Q与两极板间电压U和电容C之间满足Q＝CU的关系。
基于51单片机的数字电容测量仪
电子系统设计创新与实习报告设计课题基于单片机的电容测量仪设计学院信息科学与工程学生姓名学号专业班级队友指导教师设计时间 2014.6.4-2014.7.3本设计详细介绍了一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altium designer 制作PCB，最后到焊接元器件，调试直至成功。
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)，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）基本要求①自制稳压电源。
②被测电容的容量在10pF至10000μF范围内③设计四个的测量量程。
④显示测量结果，测量误差小于2.5%。
数字显示：显示分辨率:每档满量程的0.1%；电容测量：电压可选择5V,25V,50V；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STC89C52单片机和555芯片构成的单稳态触发电路测量电容的方案。
现在一一介绍论证如下。
1.3方案Ⅱ根据积分电路原理可得C=Ui*dt/R*Uo，将经过RC充电电路后，输出的与电容对应的电压值输入到ADC0809中，经过处理后，将相应的数值传到单片机里，再通过公式运算，求得相应的电容C值，在LCD上显示。
基于单片机的电容测试仪
基于单片机的电容测试仪摘要：提出了一个电容测量解决方案，采用NE555与被测电容构成多谐振荡器，单片机控制多谐振荡器起振信号，采用单片机外部中断和定时器判断多谐振荡器输出一个完整方波的时间，再根据多谐振荡器匹配电阻计算得到被测电容电容值并送入液晶显示。
关键词：电容测试仪，单片机，LCD1602，AT89C51Abstract: This paper puts forward a capacitance measurement solutions, using NE555 and measured capacitance constitute multivibrator, single-chip microcomputer control multivi- brator on vibration signal, USES the monolithic external interrupt and timer judgment ltivi brator output a complete square wave time, again according to the multivibrator matching resistance calculation get measured capacitance capacitance value and into the liquid crys- tal display.Keywords: capacitance measurement solutions，microcomputer，LCD1602，AT89C51目录1 前言 (1)2 整体方案设计 (2)2.1方案论证 (2)2.2方案比较 (3)3 单元模块设计 (4)3.1多谐振荡器模块 (4)3.2单片机模块 (5)3.3显示模块 (6)3.4电源模块 (6)4 软件设计 (7)5 系统技术指标及精度和误差分析 (8)6 结论 (9)7 设计小结 (10)8 参考文献 (11)附录1：电路总图 (12)附录2：软件代码 (13)1 前言电容，是指在给定电位差下的电荷储藏量，记为C，国际单位是法拉（F）。
stm32 电容测量仪 毕业设计
【文章标题：深度探讨STM32电容测量仪的设计与应用】一、引言在现代电子技术领域，STM32单片机是一种非常常见且功能强大的微控制器，并且电容测量仪是电子工程领域中重要的测量仪器之一。
在毕业设计中选择使用STM32单片机设计电容测量仪是具有广泛实用价值和丰富技术含量的设计课题。
本文将深入探讨STM32电容测量仪的设计与应用。
二、STM32单片机的特点1. 引脚数量众多，丰富的外设资源STM32单片机具有丰富的引脚数量和多样的外设资源，且支持多种通信协议，适合用于设计电容测量仪。
2. 高性能的处理器和丰富的存储资源STM32单片机内置高性能处理器和丰富的存储资源，能够满足电容测量仪对数据处理和存储的需求。
3. 成熟的开发生态和丰富的资料支持STM32的开发生态非常成熟，配套有丰富的开发工具和资料支持，为设计电容测量仪提供了便利条件。
三、电容测量仪的原理与设计1. 电容测量原理电容测量仪是通过施加不同的电压或电流信号，来测量被测电容的大小。
利用STM32单片机的ADC模块，采集测量信号，并通过一定的算法计算出被测电容的数值。
2. 设计要点（1）选择合适的电压或电流信号源（2）设计合适的采样电路和ADC接口电路（3）编写数据处理算法和存储功能四、毕业设计中的应用与实现1. 电容测量仪的硬件设计（1）选择STM32单片机作为主控芯片，并搭建外围电路（2）设计精确的参考电压源和采样电路2. 电容测量仪的软件设计（1）编写ADC采样程序（2）编写数据处理算法和显示功能（3）实现对数据的存储和导出功能五、个人观点与总结STM32单片机作为主控芯片的电容测量仪，具有设计灵活、性能稳定、成本低廉等优点，适合在毕业设计中进行研究与实践。
设计与应用STM32电容测量仪，不仅可以提升学生对单片机和电子测量仪器的理解与掌握，同时也具有实际的工程应用意义。
六、结语通过本文的深入探讨，相信读者对STM32电容测量仪的设计与应用有了更深入的了解。
基于单片机的电阻电容测量仪
参 考 文 献
样。 单 片机 采样 经 过 电位提 升 以后 的信 号所
［ Ｉ 】 苏涛， 强生斌， 吴 顺 君 数 字正 交 采 样 和 脉 压 的 高 效 算 法及实现［ Ｍ１ ． 现 代 雷达 ， ２ ０ ０ １ ， ２ ３ （ １ ） ： ３ ９ — ４ １
２ １ 孙 晓兵， 保铮． 中频正交采样 理论［ Ｍ１ 机载预警雷达技 得 到的值 并 不能 直接 进 行计 算 ，而 还需 要将 ［ 术交流会， １ ９ ９ ３ ： １ ８ ９ — １ ９ ６ 这些 值减掉 ２ ． ５ Ｖ 的 直流 电位才 可 以计算 。
的信 号都 会送 入 一个 由集 成运 放 所构 成 的差
分式 放大 电路 。因为 差 分式放 大 电路 是对 两 个输 入端 之 间 的差值 进行 放 大 ，而且 对干 扰 信号 输入 的共 模 信号 有很 强 的抑 制作 用 ，所 以使 用其 做为 放 大 电路 可 以有 效 的提 高测 量 精 度和 测量 仪 的抗干 扰性 。 ２ ． ４ 电位 提升 电路 本次 设计 采 用 的是Ｐ Ｉ Ｃ 的Ａ Ｄ Ｃ 模块 实现 模 （ 上接第３ ０ 页） 节 速度 、 加 速 度 和程 序 减 速 度 ， 以符合 所 接 收的 运行 等级 。在 检 出限 制 速 度变 低 并在 正 常的制 动 条件 下 ，如 果车 速 大 于 现 在 新 的 限 制 速 度 ， 则 以 制 动 减 速 度 ０ ． ９ ７ ｍ ／ ｓ 启动 常用 制动 。Ａ Ｔ Ｏ 子 系 统利 用 闭环 反 馈技 术 进行 跳 鼠 ，即将 实 际车 速与 参考 速 度 之差 作 为误 差控 制 量 。通过 牵 引或 制动 曲 线 对列 车 实施 一 定的 牵 引力或 制 动力 ，使 误 差控 制 量为 零 。 车站停 车 ： 车载 Ａ Ｔ Ｏ 系 统 将修 正程 序 停 车取 向 ， 以 符 合 所 接 收 的 运 行 等 级 。精 确 的 车 站 停 车 是 通过 应 用轨 道 电路 Ｉ Ｄ ￣ ［ Ｊ 边界 的转换 以及 车 站 的环 路 来实 现 的 。应用 轨道 电路 的Ｉ Ｄ 来 确 定 正 确 的 停 车 曲线 的起 点 。 列 车 经 过 站 外 ３ ５ ０ 米 处 的 第一 对 地 面 标 志器 时 ，定 点停 车 曲线 便 由此 启动 。 定点停 车 是建 立在 一个 固 定 的减 速 率基 础 上 的 。当Ａ Ｔ Ｓ 速 度 与 定 点停 车 曲线速 度相 同时 ，列 车撞 入 定时 停车 控制 模 式 ，列 车 经过 ｌ ５ ０ ｍ、２ ５ ｍ 出 的地 面 标 志器 时 ，它离 开 最后 停车 点的距 离信 息 被不 断更 新 。列车 经 过８ ｍ 出 的有 源地 面标 志 器上 方 ， 并接 收 到 由该标 志 器发 送 的信 号 ，列车 既 可 转为 定位 停 车模 式 ， 实施全 常 制动 ，将 车 停 下 。车辆对 位 天线 与地面 对位 天线 对齐 。 运行 时 间的 调整 ： 主 要 是通 过 选 择 不 同 的运 行 等 级 来 实 现 。惰行 模式 已经包 含在 运 行等 级 中。 运 行模 式 的改变 ： Ａ Ｔ Ｃ 系 统 的逻 辑 要 求 是 必须 在 列 车 停 下 前 可 以进 行 转 换 ， 否 则 将 导 致 一 次 紧 急 制 动。 （ ３ ） 广 州地 铁 １ 号线Ａ Ｔ Ｏ 系 统 ●Ａ Ｔ Ｏ 设备 车载设 备 ：主 要包括Ａ Ｔ Ｃ 设备机 架 、速度 彪 、控制 台、Ａ Ｔ Ｐ 接 收天线 、Ｐ Ｔ Ｉ 发送 天线 。 地 面 设备 ：包 括车 站 交 叉 环 线和 Ｐ Ｔ Ｉ 环 线。 ●Ａ Ｔ Ｏ 需求 数据 和传 输通 道
基于单片机的电容测量仪
基于单片机的电容测量仪 The latest revision on November 22, 2020基于单片机的电容测量仪设计摘要：本设计详细介绍了一种基于单片机的数字式电容测量仪设计方案及实现方法。
设计的主要方法是由LM393组成的LC 振荡器，由单片机测量LC 震荡回路的频率, 根据已知的电容值，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1pF~12000μF, 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按键实现，不同量程的实现是通过开关的闭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，最后到焊接元器件，调试直至成功。
关键词：电容测量；LM393；LC震荡；单片机；LCD显示Design of capacitance measuring instrumentbased on single chip microcomputerAbstract:This design introduces a design scheme of digital capacitance measuring instrument based on MCU and the realizationmethod. The design method of the LC oscillator is composed by LM393, measured by single chip microcomputer LC oscillating circuit frequency, according to the known capacitance value, through the single-chip computing function, calculate capacity, finally, through the microcontroller I/O port control LCD screen shows the calculation results of the electrical capacitance. The measurement range of 1pF~12000 μF, having a plurality of range, according to user needs can be selected by the user, the interaction with the user is achieved through the key, to achieve different range is through the on-off of the open selection of different R value, so as to achieve different range. At the same time, the design focus on the design method and process, according to the principle of circuit design, through the Protues simulation, using keil programming, and finally to the welding components, debugging until success.Keywords:capacitance measurement; LM393; MCU; LCD display LC shocks;目录1前言电容测试仪的发展历史及现状当今电子测试领域，电容的测量已经在测量技术和产品研发中应用的十分广泛。
用单片机制作电阻及电容测量仪
通 过 电 感耦 合交 流 电桥 ， 双 Ｔ型 网络 等 ，这些 方法 均存 在 不足之 处 。双 Ｔ
型 网络 虽 然能 够进 行 精 密 电容测 量 ，但 是 需要 有 高精 度标 准 电容 和调 节平 衡 的熟练 工人 ， 仪 器结 构复杂 ，操 作不 便 。而 电阻测 量 的方法 更是 多种多
２ ．５ ５ ５电路
这 里 固定 Ｃ ， 则 Ｔ与 （ Ｒ 。 ＋ ２ Ｒ ）成 正 比 ，而 Ｒ ， 的值 已知 因 此 如 果 能够
测 出波形 的周 期 ，则 电阻 Ｒ 的值就 容 易确定 。
在通 常 被测 电阻 范 围 内，从 （ １ ） 式 计 算 出的 周 期很 小 、故 改变 被 测波 形频 率不 仅测 量容 易 ，而 且测 量准确 度也 高 。 将 （ １ ） 式 改 写成 （ ２ ）式 ：
聋 熏
Ｃｈ ｉ ｎａ Ｃｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｔｒ ａ ｄ ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
巾因化 Ｉ ： 贸易
２ ０ １ ３
用单片机制作 电阻及 电容测量仪
赵 斌
渤海装 备辽 河重工 有 限公 司电气公 司
摘要 ：文 章 首先介 绍 了 Ｃ ８ ０ ５ １ Ｆ单 片机 的结 构 、特 性及 功 能，５ ５ ５定 时器 的功 能及 多谐 震荡器 的工 作原 理和 Ｃ程序 语言 的特 点及 其在 单 片机 中 的应用 。 然 后介 绍 一通 过利 用 多谐 震 荡器 与 Ｃ ８ ０ ５ １ Ｆ 单 片 机 结合构 成 的数 字式 电阻 、 电容测 电路 此 电路 全部 由数 字 电路 组成 ，不 用 Ａ ／Ｄ转 换器 而直 接 用 数字 显
Ｔ≈ Ｔ ｌ ＋ Ｔ ２ ： Ｏ ． ７ （ Ｒ ｉ ＋ ２ Ｒ ２ ） ｝ ｃ …… （ １ ）
单片机做电容测量仪解析
第十三届“长通杯”大学生电子设计竞赛电容测量仪（ A 题）2016 年5 月14 日电容测量仪装置是一种精度高、测试范围宽、操作简便、功能完善的电容测量仪。
随着科技的不断发展，电容在电路中有着越来越多的应用，其容量大小直接决定着电路的稳定性和准确性。
因此，电容值的的测量在日常使用中不可避免。
为了深入了解和学习52单片机的功能，本设计采用STC89C52和555振荡器为主要元件对电容进行测量。
先将555设计为多谐振荡器产生输入脉冲信号，然后利用单片机对脉冲进行中断计数，再使用公式计算出电容值。
在多谐振荡器终端加一个HD74LS08 （二输入与门）稳定输出波形，从而使测量中更精确。
多谐振荡器会因为连接电阻值的不同而产生的方波的频率不同，从而可以变换档位测量容量差距较大的电容。
如果在工程问题中想寻找出符合要求的电容，便可通过矩阵键盘输入相应的电容值的范围，以方便筛选。
当电容测定完以后，其数值通过LCD1602显示出来，以便阅读。
关键词：STC89C52单片机；电容测量；555定时器；LCD1602；1 系统方案................................. 错.. 误!未指定书签1.1 电容测量仪的论证与选择.............. 错误!未指定书签1.2 控制系统的论证与选择................ 错误!未指定书签。
2 系统理论分析与计算....................... 错. 误! 未指定书签。
2.1 设计方案的分析...................... 错. 误!未指定书签。
2.1.1 利用电容器放电测电容实验原理.......... 错误!未指定书签。
2.1.2 利用放电时间比率来测电容.............. 错误!未指定书签。
2.1.3利用单片机测脉冲来测时间常数RC再计算电容错误!未指定书签。
2 . 2电容的计算......................... 错. 误!未指定书签。
基于单片机的电容电阻测量仪的设计
基于单片机的电阻电容测量仪的设计摘要电阻和电容作为电路设备中的两个最重要的电子元件，也是物理学中两个个最基本的物理参数，它们的测量在工业、军事、电力以及日常生活的家电维修等领域都十分普遍，通过对它们的测量我们能够检测设备的运行并进行故障检测。
随着电子工业的发展，电子元器件增加，电子元器件的适用范围也渐渐广泛起来，在实验应用中我们时常要测定电阻，电容的大小。
所以，设计可靠、安全、便捷的电阻、电容测量仪具有非常大的现实必要性。
在系统硬件设计中，以51单片机为核心的电阻、电容测量仪，将电阻，电容，使用对应的振荡电路转化为频率实现各个参数的测量，通过按键可以对被测量类型进行选择。
其中电阻和电容是采用555多谐振荡电路产生的。
在系统的软件设计是以Keil为平台，使用C语言编程编写了系统应用软件；包括主程序模块、显示模块、电阻测试模块、电容测试模块。
仿真实验过后，确定方案的可行性吗。
最后，在实验室里做出了一个实物，并且在利用一定数量的电阻、电容元器件进行了测试，结果表明该样机的功能和指标达到了设计的要求。
关键词：单片机；电容电阻；振荡电路第1章绪论1.1电阻电容测量仪的意义和目的单片机是一种以计算机为基础的微型控制元件。
在控制器械中有着不可替代的优势.他可以实现编程控制，有较多的输入输出接口，体积小，运算速度快。
把单片机用于测量仪表中，可以实现仪表的自动化、智能化.便携化。
而且，因为其运算速度快可靠性高，可以提高仪表的测量速度、精确度、和可靠性。
通常情况下，电路参数的数字化测量是把被测参数传换成直流电压或频率后进行测量。
电阻测量依据产生恒流源的方法分为电位降法、比例运算法和积分运算法。
比例运算法测量误差较大、积分运算法可以用来测量大电阻。
为了实现数字化测量本此设计用振荡电路。
电容的测量方法较多比如电桥法、阻抗法、谐振法、恒流法和比较法等。
电桥法可以实现高精度，但是电路过于复杂且无法实现自动化控制.阻抗法对低失真的正弦波和高精度的A/D有较高要求，且计算复杂。
基于单片机的电容测量仪设计.
C N 106 100
C N 101 106 100
C N 102 106 100
1~50uF 0.1~5uF 0.01~0.5uF
第四档:R4=77.2k C N 103 106 0.001~0.05uF 100
软件设计流程
程序设计流程图
2020/3/2
系统的软件部分是系统实现功能的关键，软件 部分是在Keil51的平台上使用是C语言编写程序。本 系统通过一个测量按键启动整个测量程序，通过外 部中断零INT0来控制计数器T0的开始和停止， INT0 采用边沿触发方式，在第一个脉冲边沿启动T0，使 T0开始计数，在第二个脉冲边沿停止T0计数，然后 通过对数据的计算和处理最后将数据显示在LCD1602 上。
基于AT89C51电容测量系统复位电路
右图兼有上电复位和按钮复位的电 路。
基于AT89C51电容测量系统时钟电路
MCS-51单片机内部有一个 用与构成振荡器的高增益反相放 大器，该高增益反相放大器的输 入端为芯片引脚XTAL1，输出端为 引脚XTAL2。这两个引脚接石英晶 体振荡器和微调电容，就构成一 个稳定的自激振荡器电路。电路 中的电容C1和C2典型值通常选择 为30PF左右。
结束
2020/3/2
谢谢！
C T 0.772 R
基于单片机电容测量软件设计
单片机的计数器的值N=0-65535，为了 测量的精度，N的取值一般在100~5000，当 电阻R越大，电容C的值就越小。我们取不 同的电阻值，就得到不同的电容测量的量 程。
第一档：R1=77.2 第二档：R2=772 第三档:R3=7.72k
态的状态下，555芯片输出一定频率的方波，
其频率的大小跟被测量的电容之间的关系
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利用555构成单稳态电路（如图****），待测电容是电路中的Cx，再把”OUT”口输出的信号的频率输入单片机的P1.0口，CX的一端连接单片机的P2.3口，通过公式换算得到电容值。
P3.7口接一独立按键，当其按下时，555定时器的3引脚输出方波，3脚与P1.0口相接，可通过程序测出其频率，进而求出Cx的值，并显示在LCD1602液晶屏上。
由分析可知其振荡周期为：
由单稳态电路的特性知：
使R1=R2,则：
电容测量电路如图1所示：
图1555定时器构成单稳态的电容测量电路图
此方案从计算公式可知，只需要通过单片机处理频率信号即可得到待测电容值，对测量精度要求而言，还是比较符合要求的，由于是通过单片机读取转化，精确度会明显关键词：STC89C52单片机；电容测量；555定时器；LCD1602；
1系统方案1
1.1电容测量仪的论证与选择1
1.2控制系统的论证与选择1
2系统理论分析与计算1
2.1设计方案的分析1
2.1.1利用电容器放电测电容实验原理1
2.1.2利用放电时间比率来测电容1
2.1.3利用单片机测脉冲来测时间常数RC再计算电容1
图51602与单片机接口
系统的总体设计思路是被测电容通过555定时器构成多谐振荡电路，频率输入单片机，通过分屏电路把频率送入单片机，并把频率通过单片机处理，运算出相应的数值，再用LCD1062显示出来。系统方框图***如下：
图
主程序流程图:
主程序流程是先通过按键对单片机时钟和端口进行初始化，再对定时器进行初始化，液晶初始化显示开机界面，再转入上面所设计的开机总中断，结束之后进入低功耗模式，具体流程如图7所示。
Pin 7-Discharge(放电端DIS），它是内部放电管的输出，有悬空和接地两种状态，也是由输入端的状态决定这个接脚和主要的输出接脚有相同的电流输出能力，当输出为ON时为LOW，对地为低阻抗，当输出为OFF时为HIGH，对地为高阻抗。
Pin 8-Vcc(V +) -这是555个计时器IC的正电源电压端。供应电压的范围是+4.5伏特(最小值)至+16伏特(最大值)。
Pin 5-Control voltage(控制) -控制电压端（VC），准许由外部电压控制触发和闸限电压，可用它控制改变上下触发电平值。当计时器经营在振荡或稳定的运作方式下,这个输入可以用来改变或调整输出的频率值。
Pin 6-Threshold(重置锁定) -又称阈值端（TH），是上比较器的输入；重置锁定并能使输出呈低电平。当此接脚的电压从1/3 VCC电压以下移至2/3 VCC以上时启动这个动作。
Pin 3-Output(输出) -输出端（VO），它有0和1两种状态，由输入端所加电平决定，当时间周期开始555的输出输出脚位，移至比电源电压少1.7伏的高电位。周期的结束输出回到0伏左右的低电位。于高电位时的最大输出电流大约0.2A。
Pin 4-Reset(重置)-一个低逻辑电位送至该脚位时会重置定时器且使输出回落到一个低电位，加上低电平时可使输出为低电平[5]。它通常被接到电源或不用连接。
最后，再次向所有给予我帮助和鼓励的同学和老师致以最诚挚的谢意！
附件
附件1：电路图
图8总电路图
附件2：元件清单
表1
元件
型号
位号
数量
单片机
STC89C52RC
U1
1
排阻
A103J
RP1
1
电磁继电器
JWD
RL1，RL2，RL3
3
晶振
12M
X1
1
瓷片电容
30pF
C1，C2
2
独石电容
103（0.01uF）
C4
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
#define ulong unsigned long
uchar table4[16]="C(nF)=";
uchar num,b,x=1,i,a=2,th0,tl0;
uint C;
ulong f,Cpf,f1;
Pin-5-R/W读写选择端（H/L）Pin-6-E使能信号
Pin-7-D0数据接口Pin-8-D1数据接口
Pin-9-D2数据接口Pin-10-D3数据接口
Pin-11-D4数据接口Pin-12-D5数据接口
Pin-13-D6数据接口Pin-14-D7数据接口
Pin-15-BLA背光灯电源正极Pin-16-BLK背光灯电源负极
第十三届“长通杯”大学生电子设计竞赛
电容测量仪（A题）
2016年5月14日
摘要
电容测量仪装置是一种精度高、测试范围宽、操作简便、功能完善的电容测量仪。随着科技的不断发展，电容在电路中有着越来越多的应用，其容量大小直接决定着电路的稳定性和准确性。因此，电容值的的测量在日常使用中不可避免。
为了深入了解和学习52单片机的功能，本设计采用STC89C52和555振荡器为主要元件对电容进行测量。先将555设计为多谐振荡器产生输入脉冲信号，然后利用单片机对脉冲进行中断计数，再使用公式计算出电容值。在多谐振荡器终端加一个HD74LS08（二输入与门）稳定输出波形，从而使测量中更精确。多谐振荡器会因为连接电阻值的不同而产生的方波的频率不同，从而可以变换档位测量容量差距较大的电容。如果在工程问题中想寻找出符合要求的电容，便可通过矩阵键盘输入相应的电容值的范围，以方便筛选。当电容测定完以后，其数值通过LCD1602显示出来，以便阅读。
图3555定时器输出波形图4555集成电路内部结构图
1602
本设计使用的1602液晶为5V电压驱动，带背光，可显示两行，每行16个字符，不能显示汉字，内置含128个字符的ASCII字符集字库，只有并行接口，无串行接口。
接口说明：
Pin-1-VSS电源地Pin-2-VDD电源正极
Pin-3-VQ液晶显器对比度调节Pin-4-RS数据/命令选择输入（H/L）
基本操作时序：
读状态 输入：RS=L,R/W=H,E=H输出：D0~D7=状态字
读数据 输入：RS=H,R/W=H,E=H输出：无
写指令 输入：RS=L,R/W=L,D0~D7=指令码，E=高脉冲输出：D0~D7=数据
写数据 输入：RS=H,R/W=L,D0~D7=指令码，E=高脉冲输出：无
1602与单片机接口：
STC89C52
STC89C52是STC公司生产的一种低耗能、性能高的CMOS8位微控制器。具有以下标准功能： 内置4KBEEPROM，有MAX810复位电路，3个16位定时器/计数器，4个外部中断，8k字节Flash，32位I/O口线，512字节RAM，看门狗定时器，一个7向量4级中断结构，全双工串行口。另外STC89C52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。最高运作频率35MHz，12T/6T可选。
sbit lcden=P2^7;//液晶使能端
sbit lcdrs=P2^5;//液晶数据命令选择端
sbit RW=P2^6; //1602写地址
sbit key_C=P3^7;//测量电容按键
sbit C_out=P1^7;//测量电容信号输入
sbit switch0=P1^0;
sbit switch1=P1^1;
1
电阻
10KΩ
R1，R2，R5，R6，R7
5
按键
J1，J2,
2
液晶
LCD1602
LCD1
1
555定时器
NE555
U2
1
电阻
1KΩ
R3，R4
2
电阻
10Ω
R9，R10，R11
3
与门
HD74LS08
U3
1
电解电容
50V，1000pF
C3
1
附件三：程序
#include <reg52.h>
#include"intrins.h"//库函数
设计三：利用单片机测脉冲来测时间常数RC再计算电容
其测量原理是把被测电容和电阻串联，构成RC网络，然后可利用这个时间常数去利用多谐振荡器，调好振荡信号的波形然后开始计数脉冲值，可能的周期为T=A0×RC，A0为一个常数，可通过周期可以计算出C的值。这个可以用单片机来测，理论上可以从测的值可以为N多个，大大超过前面所讲述的。
2.2电容的计算1
2.2.1计算振荡周期1
2.2.2计算频率1
2.2.3计算Cx1
3电路与程序设计2
3.1电路的设计2
3.1.1系统总体框图2
3.1.2系统框图2
3.1.3总程序框图2
3.1.4电源2
3.2程序的设计2
3.2.1程序功能描述与设计思路2
3.2.2程序流程图3
4测试方案与测试结果3
4.1测试方案3
STC89C52单片机最小系统原理图:
图2STC89C52单片机最小系统
555定时器的介绍
NE555集成电路是8脚封装，双列直插型。NE555引脚功能如下：
Pin 1-GND(接地)-通常被连接到电路共同接地。
Pin 2-Trigger(触发点) -这个脚位是触发NE555使其启动它的时间周期，又称触发端，是下比较器的输入。触发信号上缘电压须大于2/3 VCC，下缘须低于1/3 VCC。
void led_init();//液晶初始化函数
void t_init();//定时器0初始化函数
void keyscan();//键盘检测函数(确定被测元件为电阻、电容或电感)