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2014年“TI”杯湖南省大学生电子设计竞赛 电容值测量仪（题） 【组】 2014年8月22日 摘 要 关键字： 555多谐振荡器 单片机 OLED显示模块 目 录 1系统方案 1.1 单片机模块的论证与选择 1.2 测量模块的论证与选择 2理论分析与计算 4 2.1系统 4 2.2 555多谐振荡器参数设计 4 3电路设计 5 3.1电路原理图 5 3.1.1 单片机及外围电路电路原理图 5 .1.2 555多谐振荡器测量电路原理图 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 1系统方案 本系统主要由模块、模块组成，下面分别论证这个模块的选择。 1.1 的论证与选择 综合以上三种方案，选择方案三。 1.2 的论证与选择 方案一：方案二：方案：综合以上方案，选择方案。 2.1系统总体框图 系统整体框图如所示， 系统总体框图 555多谐振荡器参数设计 定时器555是一种用途很广的集成电路，只需外接少量R、C元件，就可以构成多谐、单稳及施密特触发器。电容的测量采用“脉冲计数法”，由555电路构成的多谐振荡电路，通过计算振荡输出的频率来计算被测电容的大小。 555接成多谐振荡器的形式，其振荡周期为： (2-1) 我们设置成=时，得出： (2-2) 即： (2-3) 电路分为2档： 1、33p0.1u：打开开关K1、K4,R1=10K,R2=10K： (2-4) 2、0.1u 470u：打开开关K2、K3,R1=11M,R2=11M： (2-5) 3电路与程序设计.1.1 单片机及外围电路电路原理图 电路原理图 电路3.2程序的设计 3.2.1程序功能描述与设计思路 程序功能描述1）显示部分：显示2、程序设计思路 3.2.2程序流程 主程序 否 是 4测试方案与测试结果4.1测试方案 1、硬件测试 、 软件测试我们选择在搭好的硬件上直接测试，结果正常。 4.2 测试条件与仪器 数字示波器数字万用表4.3 测试结果及分析4.3.1测试结果(数据) 电容值 万用表测得值 单片机测量结果 1 33pF 530pF 45.5pF 2 82pf 630pF 93.2pF 3 2.2nF 3.51nF 2.25nF 4 10nF 9.92nF 9.1nF 5 0.1uF 85.6nF 90.2nF 6 1uF 1.069uF 1.013uF 7 100uF OL 108.71uF 8 330uF OL 367.1uF 9 470uF OL 464.95uF 4.3.2测试分析与结论 11 单 片 机 OLED 测量 显示 按键 555多谐振荡器 计算频率 、周期 检测到两次上升沿 程序初始化 计算出电容值 OLED显示电容值 计算出电容值 OLED显示电容值