基于单片机的电容测量仪的设计.docVIP

哈尔滨工业大学 远程教育论文 论文题目:基于单片机的电容测量仪的设计201009077720610026 摘 要 电容器在电子线路中的作用一般概括为：通交流、阻直流。电容器通常起滤波、旁路、耦合、去耦、转相等电气作用。用作贮能元件也是电容器的一个重要应用领域，同电池等储能元件相比，电容器可以瞬时充放电，并且充放电电流基本上不受限制，可以为某些设备提供大功率的瞬时脉冲电流。本文首先介绍了国内外电容测量领域的发展情况及前景,接着详细阐述了基于单片机的电容测量仪的硬件设计和软件设计，最后通过仿真验证了此电容测量仪的可行性。此电容测量仪由89c51单片机、LM358运放芯片以及充放电模块，显示模块，电压比较模块，控制模块和电源模块组成，利用零状态响应的方法，快速的测出电容的值。由于充电三极管的压降Vnpn有轻微的不同等问题所造成的误差，设计中对初测结果进行了二次线性补偿，提高了电容测量仪的准确性。用proteus仿真测量，保证误差控制在±5%以内。 关键词： 电解电容，STC89C51，充电时间，误差 Abstract Capacitor in electronic circuits has the action of transiting alternating current and resisting direct current. Capacitor is usually used to generate some electrical functions such as filtering, by-pass, coupling, and shift phase etc. Storage of energy is an important application field of capacitor, as compared with battery and energy storage devices, capacitors can be instantaneous discharging, charging and discharging charge current basically is unrestricted. Capacitor can provide some equipment for the instantaneous pulse current high-power. This design can quickly measured out large capacitance value, with 89C52 MCU, LM358 op-amp chip and peripheral circuit structure, measurement error control within 5%.Charging transistor voltage drop Vnpn error, caused by the slight different issues such as linear compensation in the simulation program in order to ensure the accuracy of the results of capacitance measurements Key Words: electrolytic capacitor, STC89C52, Charging time, measurement error 目录 前 言 1 1.1 系统设计任务与要求 2 1.1.1 系统设计任务 2 1.1.2 系统设计要求 2 1.2 重点研究内容与实现方法 2 1.2.1 重点研究内主容 2 1.2.2 实现途径及方法 3 1.3 系统总体方案设计 3 1.3.1 主控电路 3 1.3.2 单片机最小系统 3 1.3.3 液晶显示模块 3 1.3.4 充放电模块 4 1.3.5 电压比较模块 4 第2章 电容测量仪的硬件设计 5 2.1 主控模块的设计 5 2.1.1 AT89C51简介 5 2.1.2 主要特性 6 2.1.3 单片机最小系统 6 2.2 电源模块的设计 7 2.3 液晶显示模块的设计 8 2.4 放电模块的设计 9 2.5 充电模块的设计 9 2.6 电压比较模块的设计 10 第3章 电容测量仪的软件的设计 12 3.1 测量电路设计原理及方案选取 12 3.2 测量电路设计思路 13 3.3 程序设计思路及流程图 14 3.3.1 主流程图 14 3.3.2 程序设计思路 14 3.3.3 定时器T0中断服务子程序 15 3.3.4 液晶显示子程序 15 第4章 测量电路误差分析及校准方案 16 4.1 测量电路误差分析及初步校准