5。2 调试及验证工作状态 16

结论 20

参考文献 21

致谢 22

1绪论

1。1数字电容表的设计概况来自优O尔P论R文T网WWw.YoueRw.com 加QQ7520`18766

在当今飞速发展的电子行业, 电子测量显得尤为重要,其中特别是对电容的测量。并且由于新兴电子科技的高速发展, 所以需要能够进行高精度测量的数字电容表。由于数字电容表具有读数快捷、造价便宜、误差小、灵敏度强、测量精确等特点，适用于控制及数据的处理当中。因此工业上需要更加精密的数字电容表设计和制作方法。

之所以选择数字电容表，是因为数字电容表有以下特点和优势。

（1）数字电容表的内部具有非常丰富的集成性资源，性能卓越，稳定性高，操作方便。

（2）数字电容表容错率高，不容易被干扰，使用方便。

（3）发展后升级的单片机如A/D转换器、WDT将驱动电路也放在了芯片上，所以丰富了单元电路。因此精确度也就得到了极大的提高。 并且，当今的电子产品发展趋势追求的是轻体积，表面封装技术的出现使得数字电容表越来越微型化。

1。2设计单元选择依据

proteus因其性特点:(1)能够识别和支持大部分的单片机。(2)有各种工具可以进行电路的测量。（3）程序的编辑和运行比较方便。所以选择proteus来进行仿真和设计。

如果仅仅只是采用纯数字电路来进行仿真设计的话，那么元器件及电路就会显得比较的复杂。因此鉴于单片机有以下强大功能和特点：(1)体积小巧，造价便宜，方便量产。工业和实验中组装各种测试和控制仪器比较方便快捷。(2)因为拥有比较多的I/O端口，所以中央处理器能够快速的进行对端口的控制和数据处理，并且拥有较多的指令。（3）单片机的可靠性高，耐挫性能卓越，可以在较为宽泛的温度范围内进行正常工作。(4)能源需求小，在低压环境下就可以工作，功耗之微小是其他的微型计算机无法相比较的（2。2V电压即可）。所以在执行相同的试验任务前提下，选择单片机进行开发和控制可以达到事半功倍的效果。

将单片机应用于电容的测量需要执行以下步骤。如果需要测算出待测电容的数值大小那么一般情况下首先要测出 RC 充放电的时间常数，然后利用时间常数与电容的数学关系式来计算待测电容数值，具体可参考公式 ，放电常数 。当电源电压 E+ 通过电阻来给被测电容 Cx 进行充电的时候， 待测电容两端的原电压会随着充电长的增加而提高。并且当充电时长 t 等于 RC 充电常数τ时，Cx两端的电压大概是电源电压的63。2％，测量原理可见下图1。2，因为需要知道被测电容的充电电压达到电源电压的 63。2％，所以需要加入电压比较器来进行检测。 

使用6 位数码管来输出电容值，连接不采用译码电路的方式，而是采取数码管直接与单片机相连的方式，由于字段需要用到7个I/O口，数码管位需要用到4个口I/O，此外电压比较器也要用到2个I/O口，测量控制键要用到1个I/O口，因此拟选择使用的单片机需要拥有大于等于14个，综合考量 AT89C52可以满足本次论文的设计仿真需求。。

图1。2测量原理图

1。3设计的方法和意义

1。3。1设计的方法论文网

上文介绍了proteus的强大功能以及特点，内部含有的单片机种类比较多。所以采用以proteus为仿真软件单片机为基础的数字电容表的设计。根据电容的充放电原理结合单片机的功能结构选择AT89C52因为AT89C52用途甚广，由于多了外部比较器，单片机的内部程序会简洁很多。与被测电容相连且位于比较器前面的电阻阻值的选择和调试时，需要精准的调试比较器的反相端电压为0。632E+。LED的连接较为容易，P0段控，P2位控，根据软件流程图，用C语言进行软件部分的设计和编写。