数字电容测量仪
如何开始时刻计数器的值N1?0，则T?N*10?6。 则： C?N*0.772*10?6 R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? C?第二档：R2?772? C?NN*10?6 C?*1uF 1~50 uf 100100NN?1*10?1*10?6 C?*10*uF1 0.1~5 uf 100100NN?2*10?2*10?6 C?*10*uF1 0.01~0.5 uf 100100NN?3*10?3*10?6 C?*10*uF10.001~0.05 uf 100100
第三档：R3?7.72K? C?第四档：R4?77.2K? C?在图中，由4个开关来控制这4个档位。分别是K1控制第一档；K2控制第二档；K3控制第三档；K4控制第四档。在操作工程中，当一个档位的开关接通时，其他三个档位的开关必须关闭，这样才能实现对档位的控制。
为了编写程序的方便，我们只计算100后面的单位可以根据使用的量程自
N行添加。测量范围的大小0.001uF~655.35uF。
由于这些阻值的电容在市场上根本买不到，所以该设计采用的是与其阻值相近的精密可调电阻来代替。3.5 显示电路
由于本设计需要显示的数据较多，同时LCD1602与同类产品相比拥有功耗小、数据显示丰富、体型轻便，功能强大等诸多优点，在很多电子产品和单片机系统中得到了广泛的应用。因此，我选择LCD1602作为该设计的显示器。LCD1602一共有16个引脚，其引脚分布如图9所示：
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图9 系统显示电路
1602 采用标准的16脚接口，引脚具体功能如表2所示：
表2 LCD1602各引脚功能图
引脚号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
引脚名 电平 输入/输出 作用
Vss Vcc Vee RS R/W E DB0 DB1 DB2 DB3 DB4 DB5 DB6 DB7 A K 0/1 0/1 0,1→0 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 =Vcc 接地 电源地 电源（+5V） 对比调整电压 输入 0=输入指令，1=输出数据 输入 0=写数据，1=读数据 输入 使能信号，1时读信息，0时执 行指令 输入/输出 数据总线line0（最低位） 输入/输出 数据总线line1 输入/输出 数据总线line2 输入/输出 数据总线line3 输入/输出 数据总线line4 输入/输出 数据总线line5 输入/输出 数据总线line6 输入/输出 数据总线line7（最高位）
LCD背光电源正极 LCD背光电源负极
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5 程序设计
单片机的使用除了硬件，同样也要到软件，该设计程序设计使用的是keil软件，keil是目前最流行开发MCS-51系列单片机的软件。
在主程序中，通过检测按键是否按下来执行循环程序。通过单片机P3.7端口检测是否开始测量电容，然后通过端口P3.6端口对555定时器复位端进行方波输出控制。最后通过程序对外部中断0与定时器控制，计算出电容值得大小并通过LCD1602进行显示。图10为该程序设计的流程图：
N Y YY N T0，INT0 初始化 有无按键 启动555 有无按键 N 有无中断 N 启动计数器T0 显示电容值 有无中断 Y 计算电容的大小 停止计数器T0 图10 软件设计流程图
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6 总结
本设计从起草到完稿，耗时大约一个月。在这次的设计的各个过程中，遇到了许多的困难。首先在原理图的设计过程中，由于对STC89C52的工作原理不太了解，导致在刚开始编写程序时不知道该如何下手。后来通过翻阅课本和在网上查找资料，基本了解了STC89C52的工作原理，才有了初步的思路。本设计通过由555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T0测量其脉冲宽度，从而达到测量其周期的目的，再通过单片机软件编程，对数据进行进一步的计算从而得出被测电容的值，最后再通过LCD1602显示初被测电容的容值。
其次在电路焊接过程中，与单片机连接的LCD始终不亮，用万用表测试发现是显示管脚接错了，重新焊接以后，LCD1602就亮了。但是后来写入程序进入单片机后，LCD1602没有正确显示，检查后才发现是555振荡器有个引脚与单片机引脚接错了。
最后在论文的撰写过程中，由于自己对WORD的掌握程度不够，导致论文撰写速度很慢，格式也老是弄错。但在自己的努力学习下学会了如何用WORD文档进行论文排版，并最后顺利的完成了论文。
焊晶振要注意：一定要尽量保证晶振焊脚与18、19脚的焊脚是最短，对称的，晶振焊脚与30pF的电容也要求最短和对称。因为在STC89C52最小系统搭建中，最关键的就是确保晶振能起振。感觉晶振比较娇气，偏差一点点就很容易不振或乱振。前两次的最小系统就是因为没有起振，所以失败了！不过有过两次经验之后，我终于将这个问题解决了。
在21世纪这个数字化时代，数字电容测量仪正朝着高精度、低成本、方便快捷的方向发展，这就要求我们掌握更多的设计技术。相信经过我们的不断努力学习，我们一定有能力设计出越来越好的数字电容测量仪，以满足人们在日常工作和生活中的需求。
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