基于单片机的电容测量.doc

基于单片机的电容测量仪设计摘要：本设计具体简介了一种基于单片机的数字式电容测量仪设计方案及实现措施。设计的重要措施是由LM393构成的LC振荡器，由单片机测量LC振荡回路的频率,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，再通过单片机的一般I/O口控制液晶屏显示出电容容量的计算成果。系统的测量范畴为1pF~1μF,具有多种量程，可根据顾客需要由顾客选择，与顾客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，系统具有一定的实用价值。核心词：电容；LM393；LC振荡；单片机；LCDDesignofcapacitancemeasuringinstrumentbasedonsinglechipmicrocomputerAbstract:ThisdesignintroducesadesignschemeofdigitalcapacitancemeasuringinstrumentbasedonMCUandtherealizationmethod.ThedesignmethodoftheLCoscillatoriscomposedbyLM393,measuredbysinglechipmicrocomputerLCoscillatingcircuitfrequency,accordingtotheknowncapacitancevalue,throughthesingle-chipcomputingfunction,calculatecapacity,finally,throughthemicrocontrollerI/OportcontrolLCDscreenshowsthecalculationresultsoftheelectricalcapacitance.Themeasurementrangeof1pF~1μF,havingapluralityofrange,accordingtouserneedscanbeselectedbytheuser,theinteractionwiththeuserisachievedthroughthekey,toachievedifferentrangeisthroughtheon-offoftheopenselectionofdifferentRvalue,soastoachievedifferentrange,Systemhascertainpracticalvalue.Keywords:capacitance;LM393;LCshocks;MCU;LCD目录1前言11.1电容测试仪的发展历史及现状11.2电容测量手段22系统方案设计32.1设计规定32.2方案论证33硬件设计73.1电容原理73.1.1电容测量原理73.1.2电容测量电路83.2单片机最小系统93.3按键电路103.4显示电路114软件设计135系统测试135.1测量小电容145.2测量电解电容165.3测量成果175.4误差分析186结束语18参照文献19附录A21附录B22附录C23谢辞............................................................................................................................................271前言1.1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。电容一般以传感器形式浮现，因此，电容测量技术的发展归根结底就是电容传感器的发展。由最初的用交流不平衡电桥就能测量基本的电容传感器。最初的电容传感器有变面积型，变介质介电常数型和变极板间型。目前的电容式传感器越做越先进，目前用的比较多的有容栅式电容传感器，陶瓷电容压力传感器等。电容测量技术发展也不久目前的电容测量技术也由单一化发展为多元化。目前国内外做传感器的厂商也比较多,在世界范畴内做电容传感器做的比较好的公司有：日本figaro、德国tecsis、美国alphasense。中国本土测量仪器设备发展的重要瓶颈。尽管本土测试测量产业得到了迅速发展，但客观地说中国开发测试测量仪器还普遍比较落后。每当提起中国测试仪器落后的因素，就会有许多不同的说法，诸如精度不高，外观不好，可靠性差等。事实上，这些都还是表面现象，真正影响中国测量仪器发展的瓶颈为：1.测试在整个产品流程中的地位偏低。由于人们的老式观念的影响，在产品的制造流程中，研发始终处在核心位置，而测试则处在附属和辅助位置。有关这一点，在几乎所有的研究机构部门配备上即可窥其一斑。这种错误观念上的因素，导致整个社会对测试的注重度不够，从而导致测