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文檔簡(jiǎn)介
1、<p> 摘要:本設(shè)計(jì)使用兩個(gè)555定時(shí)器,其中一個(gè)555定時(shí)器搭建為多諧振蕩器,通過電容充放電產(chǎn)生固定周期脈波,作為計(jì)波數(shù);同時(shí)另一個(gè)555定時(shí)器搭建成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路,多諧輸出作為單穩(wěn)輸出,輸出外加反鎖作為控制脈波;在固定周期內(nèi)采用74290對(duì)計(jì)數(shù)波計(jì)數(shù),并使用74273鎖存數(shù)據(jù),將數(shù)據(jù)在led上顯示出來,采用直流穩(wěn)壓為系統(tǒng)提供+5和+12的電壓。</p><p> 設(shè)計(jì)中使用開關(guān)轉(zhuǎn)換來達(dá)到兩個(gè)
2、大量程電容,能夠測(cè)量1nF~的電容值;并且系統(tǒng)具有單位功能。</p><p> 關(guān)鍵詞:555定時(shí)器,多諧振蕩器,單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,,鎖存器</p><p><b> 目錄</b></p><p><b> 一、概述3</b></p><p><b> 1.意義:3</b&g
3、t;</p><p> 2.系統(tǒng)主要功能4</p><p> 二、硬件電路設(shè)計(jì)及描述4</p><p> 1.方案及設(shè)計(jì)思想:4</p><p> 2. 電路原理圖6</p><p><b> 3.芯片資料:8</b></p><p><b>
4、 4.元件清單:9</b></p><p> 三、軟件設(shè)計(jì)流程及描述10</p><p> 1.模塊層次結(jié)構(gòu)圖10</p><p> 2、程序流程圖11</p><p> 3、源程序代碼11</p><p><b> 四.總結(jié)18</b></p>
5、<p><b> 概述</b></p><p><b> 1.意義:</b></p><p> 電容,就是容納和釋放電荷的電子元器件。電容的基本工作原理就是充電放電,當(dāng)然還有整流、振蕩以及其它的作用。另外電容的結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單,主要由兩塊正負(fù)電極和夾在中間的絕緣介質(zhì)組成,所以電容類型主要是由電極和絕緣介質(zhì)決定的。電容的用途非常多,主要
6、有如下幾種:1.隔直流:作用是阻止直流通過而讓交流通過。2.旁路(去耦):為交流電路中某些并聯(lián)的元件提供低阻抗通路。3.耦合:作為兩個(gè)電路之間的連接,允許交流信號(hào)通過并傳輸?shù)较乱患?jí)電路4.濾波:這個(gè)對(duì)DIY而言很重要,顯卡上的電容基本都是這個(gè)作用。5.溫度補(bǔ)償:針對(duì)其它元件對(duì)溫度的適應(yīng)性不夠帶來的影響,而進(jìn)行補(bǔ)償,改善電路的穩(wěn)定性。6.計(jì)時(shí):電容器與電阻器配合使用,確定電路的時(shí)間常數(shù)。7.調(diào)諧:
7、對(duì)與頻率相關(guān)的電路進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)諧,比如手機(jī)、收音機(jī)、電視機(jī)。8.整流:在預(yù)定的時(shí)間開或者關(guān)半閉導(dǎo)體開關(guān)元件。9.儲(chǔ)能:儲(chǔ)存電能,用于必須要的時(shí)候釋放。例如相機(jī)閃光燈,加熱設(shè)備等等。(如今某些電容的儲(chǔ)能水平已經(jīng)接近鋰電池的水準(zhǔn),一個(gè)電容儲(chǔ)存的電能可以供一個(gè)手機(jī)使用一天。 </p><p><b> 系統(tǒng)主要功能</b></p><p> 通過555定時(shí)器芯
8、片的特點(diǎn),把電容大小轉(zhuǎn)換成555輸出頻率大小,用單片機(jī)對(duì)其頻率進(jìn)行測(cè)量,這樣就可以得到電容相對(duì)大小的一個(gè)數(shù)值,調(diào)節(jié)某些電阻的參數(shù),改動(dòng)單片機(jī)中程序的計(jì)算公式,就可以簡(jiǎn)單的得到電容的值。</p><p><b> 硬件電路設(shè)計(jì)及描述</b></p><p><b> 方案及設(shè)計(jì)思想</b></p><p> 設(shè)計(jì)要求:
9、數(shù)字電容測(cè)量?jī)x</p><p> 1要求測(cè)量范圍是100pf到5uf</p><p><b> 1.1方案設(shè)計(jì)</b></p><p><b> 設(shè)計(jì)原理:</b></p><p> 基于AT89C51單片機(jī)的多諧振蕩電路電容測(cè)量</p><p> 主要原理是通過5
10、55芯片來測(cè)電容,讓555定時(shí)器在直接反饋無(wú)穩(wěn)態(tài)的狀態(tài)下,555芯片輸出一定頻率一定頻率的方波,其頻率的大小跟被測(cè)電容之間的關(guān)系是:f=0.722/(R*Cx),固定一定的R的大小,就可以確定可測(cè)量C的一定范圍,其公式經(jīng)查詢,為f=K/Cx,因此測(cè)出f即可。</p><p> 在單片機(jī)中,我們使用單片機(jī)T0中斷端口和中斷INT0配合測(cè)量。方法相當(dāng)簡(jiǎn)單。</p><p><b>
11、 原理如圖</b></p><p><b> 總原理圖:</b></p><p><b> 555定時(shí)器部分</b></p><p><b> AT89C51部分</b></p><p><b> 晶振部分</b></p>
12、<p><b> 復(fù)位電路</b></p><p><b> 顯示電路:</b></p><p><b> 工作原理</b></p><p><b> 1.9液晶模塊簡(jiǎn)介</b></p><p> LM016L的結(jié)構(gòu)及功能:<
13、/p><p> LM016L液晶模塊采用HD44780控制器,hd44780具有簡(jiǎn)單而功能較強(qiáng)的指令集,可以實(shí)現(xiàn)字符移動(dòng),閃爍等功能,LM016L與單片機(jī)MCU通訊可采用8位或4位并行傳輸兩種方式,hd44780控制器由兩個(gè)8位寄存器,指令寄存器(IR)和數(shù)據(jù)寄存器(DR)忙標(biāo)志(BF),顯示數(shù)RAM(DDRAM),字符發(fā)生器ROMA(CGOROM)字符發(fā)生器RAM(CGRAM),地址計(jì)數(shù)器RAM(AC)。IR用于
14、寄存指令碼,只能寫入不能讀出,DR用于寄存數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)由內(nèi)部操作自動(dòng)寫入DDRAM和CGRAM,或者暫存從DDRAM和CGRAM讀出的數(shù)據(jù),BF為1時(shí),液晶模塊處于內(nèi)部模式,不響應(yīng)外部操作指令和接受數(shù)據(jù),DDTAM用來存儲(chǔ)顯示的字符,能存儲(chǔ)80個(gè)字符碼,CGROM由8位字符碼生成5*7點(diǎn)陣字符160中和5*10點(diǎn)陣字符32種.8位字符編碼和字符的對(duì)應(yīng)關(guān)系,可以查看參考文獻(xiàn)(30)中的表4.CGRAM是為用戶編寫特殊字符留用的,它的容量
15、僅64字節(jié),可以自定義8個(gè)5*7點(diǎn)陣字符或者4個(gè)5*10點(diǎn)陣字符,AC可以存儲(chǔ)DDRAM和CGRAM的地址,如果地址碼隨指令寫入IR,則IR自動(dòng)把地址碼裝入A</p><p> 圖4-3 1601引腳圖 </p><p> LM016L引腳介紹:</p><p> Vss(1腳):一般接地。</p><p> Vdd(2腳):接電
16、源。</p><p> Vee(3腳):液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端,接電源時(shí)對(duì)比度最弱,接地時(shí)對(duì)比度最高(對(duì)比度過高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”,使用時(shí)可以通過一個(gè)10K的電位器調(diào)整對(duì)比度)。</p><p> RS(4腳):RS為寄存器選擇,高電平1時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平0時(shí)選擇指令寄存器。</p><p> R/W(5腳):R/W為讀寫信號(hào)線,高電平(1)時(shí)進(jìn)行讀操作,
17、低電平(0)時(shí)進(jìn)行寫操作。</p><p> E(6腳):E(或EN)端為使能(enable)端,下降沿使能。</p><p> DB0(7腳):底4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 0位(最低位)。</p><p> DB1(8腳):底4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 1位。</p><p> DB2(9腳):底4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 2位。<
18、;/p><p> DB3(10腳):底4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 3位。</p><p> DB4(11腳):高4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 4位。</p><p> DB5(12腳):高4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 5位。</p><p> DB6(13腳):高4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 6位。</p><p> DB7(
19、14腳):高4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 7位(最高位)(也是busy flang)。</p><p> 寄存器選擇控制如表4-1。</p><p> 表4-1寄存器選擇控制</p><p><b> 軟件設(shè)計(jì)流程及描述</b></p><p> 3.1 模塊層次結(jié)構(gòu)圖</p><p>
20、 #include<reg52.h> </p><p> #define uint unsigned int </p><p> #define uchar unsigned char</p><p> sbit EN=P2^2; //定義引腳</p><p> sbit RS=P2^0;</p>
21、;<p> sbit RW=P2^1;</p><p> sbit BUSY=P0^7;</p><p> sbit SOUT = P3^5;</p><p> sbit FW1=P1^5;</p><p> sbit FW2=P1^6;</p><p> sbit FW3
22、=P1^7;</p><p> int CountFlag=-1,ShowResultFlag=0,FWFlag=0;</p><p> long int N=1,maxnum=650000; </p><p> //系統(tǒng)端口操作函數(shù)</p><p> void Delay(uint o)</p><p>&l
23、t;b> {</b></p><p><b> uint i,j;</b></p><p> for(i = 0; i < o; i++)for(j = 0; j < 100; j++); </p><p><b> }</b></p><p> void
24、WaitCheck() // 等待空閑</p><p><b> {</b></p><p><b> do{</b></p><p><b> P0=0xFF;</b></p><p> RS=0;//選擇指令寄存器 </p><p&g
25、t; RW=1;//讀 rs rw 值為01時(shí),忙標(biāo)志和地址計(jì)數(shù)器讀出</p><p> EN=0;//E=0,禁止讀寫</p><p> Delay(1);//等待,液晶顯示器處理數(shù)據(jù)</p><p> EN=1;//E=1,允許讀寫</p><p> }while(BUSY==1);//判斷是否為空閑,1為忙,0為空閑</
26、p><p><b> }</b></p><p> void WriteCom(uchar com)//給P0寫指令</p><p><b> {</b></p><p><b> P0=com;</b></p><p><b> RS=
27、0;</b></p><p><b> RW=0;</b></p><p><b> EN=0;</b></p><p> WaitCheck();</p><p><b> EN=1;</b></p><p><b>
28、}</b></p><p> void ShowChar(uchar c)//輸入16進(jìn)制數(shù)字碼顯示char</p><p><b> {</b></p><p><b> P0=c;</b></p><p><b> RS=1;</b></p>
29、<p><b> RW=0;</b></p><p><b> EN=0;</b></p><p> WaitCheck();</p><p><b> EN=1;</b></p><p><b> }</b></p>
30、<p><b> //設(shè)置命令</b></p><p> void SetLinePos(uchar line,uchar pos)//設(shè)置光標(biāo)位置</p><p><b> {</b></p><p> if(line==1)WriteCom(0x80|pos);</p><p&
31、gt; else WriteCom(0xC0|pos);</p><p><b> }</b></p><p> void SetCursorStyle(uchar style)//0光標(biāo)左移1光標(biāo)右移</p><p><b> {</b></p><p> if(style)Writ
32、eCom(0x04);//光標(biāo)左移</p><p> else WriteCom(0x06);//光標(biāo)右移</p><p><b> }</b></p><p><b> //圖像命令</b></p><p> void Cls()//清屏光標(biāo)復(fù)位指令</p><p&
33、gt;<b> {</b></p><p> WriteCom(0x01);</p><p><b> }</b></p><p> void ShowCursor(uchar i)//1顯示不閃爍的光標(biāo) 0禁用光標(biāo)</p><p><b> {</b></p&
34、gt;<p> if(i)WriteCom(0x14);</p><p> else WriteCom(0x12);</p><p><b> }</b></p><p> void ShowStr(uchar *c)</p><p><b> {</b></p>
35、<p> while((*c)!=0)</p><p><b> {</b></p><p> ShowChar(*c);</p><p><b> c++;</b></p><p><b> }</b></p><p><
36、;b> }</b></p><p> void ShowBitNum(uchar num)//顯示單個(gè)正數(shù)</p><p><b> {</b></p><p> ShowChar(0x30+num);</p><p><b> }</b></p><
37、p> int ShowNumber(long int number)//顯示指定數(shù)字//返回0正常 1表示溢出</p><p><b> {</b></p><p> uchar idnumbuf[10]={0};//1為負(fù)數(shù),最大10位整數(shù)</p><p> int bitbuf;</p><p> i
38、f(number==0)ShowBitNum(0);</p><p><b> //顯示正數(shù)</b></p><p><b> //10位賦值</b></p><p> for(bitbuf=0;number;bitbuf++)</p><p><b> {</b>&l
39、t;/p><p> idnumbuf[bitbuf]=number%10;</p><p> number/=10;</p><p><b> }</b></p><p> for(bitbuf--;bitbuf>=0;bitbuf--)</p><p><b> {<
40、/b></p><p> ShowBitNum(idnumbuf[bitbuf]);</p><p><b> }</b></p><p><b> return 0;</b></p><p><b> }</b></p><p> vo
41、id CapOperate() interrupt 0</p><p><b> {</b></p><p> if(ShowResultFlag==0)CountFlag*=-1;</p><p> if(CountFlag==1&&ShowResultFlag==0)</p><p><b
42、> {</b></p><p> TR0=1;//Start Timer</p><p><b> }</b></p><p> if(CountFlag==-1&&ShowResultFlag==0)</p><p><b> {</b></p&g
43、t;<p><b> TR0=0;</b></p><p> EX0=0;//close interrupt</p><p> SOUT=0;//Stop Sending Single</p><p> N=TH0*256+TL0;</p><p><b> TH0=0;</b&g
44、t;</p><p><b> TL0=0;</b></p><p> ShowResultFlag=1;</p><p> FW1=FW2=FW3=0;</p><p><b> FWFlag=0;</b></p><p><b> }</b&g
45、t;</p><p><b> }</b></p><p> void Init() //初始化</p><p><b> { </b></p><p> EN=1;//使能信號(hào)為高電平</p><p> WriteCom(0x38); //顯示模式設(shè)置<
46、;/p><p> WriteCom(0x0e); //顯示開,光標(biāo)開,不閃爍</p><p> WriteCom(0x06); //光標(biāo)右移 文字移動(dòng)無(wú)效</p><p> WriteCom(0x80); //設(shè)置訪問地址</p><p><b> //創(chuàng)建定時(shí)器</b></p><p>
47、 IE=0x81;//打開全部中斷控制開啟外部中斷允許</p><p> TMOD=0x09;//T0為16位工作方式09</p><p> IT0=1; //外部中斷觸發(fā)方式為脈沖觸發(fā)</p><p><b> TH0=0x00;</b></p><p><b> TL0=0x00;</
48、b></p><p><b> SOUT=0;</b></p><p><b> }</b></p><p> void FindSwitch()</p><p><b> {</b></p><p> FW1=FW2=FW3=1;<
49、;/p><p><b> Delay(1);</b></p><p> if(FW1==0)FWFlag=1;</p><p> else if(FW2==0)FWFlag=2;</p><p> else if(FW3==0)FWFlag=3;</p><p><b>
50、}</b></p><p> void main()</p><p><b> {</b></p><p><b> Init();</b></p><p><b> while(1)</b></p><p><b> {
51、</b></p><p> FindSwitch();//查詢是否允許測(cè)量</p><p> while(FWFlag)//Key Press</p><p><b> {</b></p><p> SOUT=1;//start 555 sending single</p><p&
52、gt; EX0=1;//Start interrupt 0</p><p> FindSwitch();//查詢哪個(gè)量程開關(guān)</p><p> while(SOUT)//超出等待時(shí)間 中斷信號(hào)沒來就不進(jìn)入循環(huán)</p><p><b> {</b></p><p><b> maxnum--;</
53、b></p><p> if(maxnum<=0) SOUT=0;</p><p> if(N<1000)</p><p><b> {</b></p><p> SetLinePos(2,0);</p><p> ShowStr("Error..Check!
54、");</p><p><b> }</b></p><p> else if(N>1500000)</p><p><b> {</b></p><p> SetLinePos(2,0);</p><p> ShowStr("CapNum
55、TooBig!");</p><p><b> }</b></p><p> else //if(N>500)</p><p><b> {</b></p><p><b> //N=N/2;</b></p><p> SetL
56、inePos(1,0);</p><p> //ShowNumber(N);</p><p><b> ///*</b></p><p> ShowNumber(N/10);</p><p> ShowStr(" ");</p><p> ShowNumb
57、er(N%10);</p><p> if(FWFlag==1)ShowStr("00pf");</p><p> else if(FWFlag==2)ShowStr("0pf ");</p><p> else if(FWFlag==3)ShowStr("pf ");</p>
58、<p> else if(FWFlag==0)ShowStr("-ERR");</p><p> SetLinePos(2,0);</p><p> ShowStr("Show Cap Num:");</p><p><b> //*/</b></p><p>
59、;<b> }</b></p><p><b> }</b></p><p><b> }</b></p><p><b> }</b></p><p><b> }</b></p><p><
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