基于51单片机的数字电容测量仪

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然，也可以利用典型的三极管驱动来实现，虽然选择的是芯片实现驱动，在这里也将典型的三极管驱动电路列于此。如图2-9所示。

+5V+5V1234567U31B2B3B4B5B6B7BCOM1C2C3C4C5C6C7C916151413121110P0.0P0.1P0.2RL1R610MNTE-R22-5RL2NTE-R22-5ULN2003AR5100kR71k+5VRL3NTE-R22-5+5VR8100C44.7ufR22k8VCCU2QDC37INT04RC251nFP3.72GNDCVTHTRTH6NE5551C35000pf 图2-8 实现量程选择电路

RL4NTE-R22-5P0.0Q1MPSA55 图2-9 利用三极管的驱动电路 word完美格式

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2.2.7 液晶显示电路

如图2-10所示，lcd接与P1口，用于显示电容值以及一些相应的测量信息。 LCD1LM016LVSSVDDVEERSRWE456P2.2P2.1P2.0+5V123P1.77P1.68P1.59P1.410P1.311P1.212P1.113P1.014D0D1D2D3D4D5D6D7 图2-10 lcd显示电路 至此，整个电容测量仪的硬件设计部分就设计好了，接下来，需要的就是与之相匹配的软件支持了。

2.3 软件设计

软件编程平台选择最常用的keil软件。由于该程序并未涉及到底层的驱动问题，因此选择方便快捷的C语言编程。在编程中，将该程序分为三个模块：延时模块，1602显示模块及主函数模块。方便调试与理解。具体程序见附录二。总体程序较长，但并不复杂，可根据需要重点看主函数，与硬件电路结合起来，注重程序后紧跟的注释，理解起来是比较容易的，在此就不再一一详细分析。

2.4 量程范围设置

由于量程的选择是非常重要的一个环节，在这里单独讨论量程的选择。

系统采用单片机片内16 位的定时器测量TW 的宽度, 标准计数脉冲的周期为1 微秒时,

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为确保计数器不发生溢出, 要求TW < 65 毫秒。同时, 为减小量化误差对结果的影响, 要求TW > 1 微秒。当TW >100 微秒以上时, 可忽略量化误差的影响。为满足10pF ~ 500uF 的测量范围, 可通过设置不同充电电阻R 的阻值来实现。理论计算的电阻R 阻值、理论量程范围以及系统选择的量程范围如表2-1 所示。系统分为四个量程, 可测量10pF ~ 500uF 的电容。

表2-1 R值与量程范围的关系

R值（欧姆） 10M 100K 1K 100

理论量程范围 9pF ~ 5. 9nF 900pF ~ 590nF 90nF ~ 59uF 900nF ~ 590uF 选择的范围 10pF ~ 5nF 5nF ~ 500nF 0. 5uF ~ 50uF F 50uF ~ 500uF 2.5 altium designer 原理图设计及PCB制作

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2.4.1 原理图设计

图2-11 原理图设计

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