高级阶段：利用单片机对电容进行高精度的测量，也是在工业生产中比较多用的一种方法。单片机以其精确，微型，功耗低等特性受到市场的青睐。利用单片机进行设计，本文将会重点介绍一种方案。

1。3设计的任务和要求

1。3。1本课题的任务：

随着单片机在各种电子产品中的普及，对于单片机知识的学习以及应用越来越重要。通过对此课题的研究设计出一种利用单片机实现对电容值进行高精度测量的数字电容表，并且能够实现多个量程自动转换，结构简单，性价比高，实用性比较大。在课题的研究过程中能够提高学生对于单片机的理解和掌握，提高学生将知识应用到实际的能力。

1。3。2本课题要求：文献综述

Ⅰ、技术要求

   （1）自动测量电容范围：150uF～30pF；

   （2）精度： <10%；

   （3）显示测量结果，至少3位有效数字；

Ⅱ、具体工作要求

按照毕业设计的完成步骤，首先需要大量的基础知识做储备，需要阅读大量的相关文献和材料，成果要形成文字，即文献综述，工作量要求不低于15篇；在阅读大量文献的基础上，需要撰写开题报告，对于基本的课题原理要有说明，所采用的研究途径设计思路，以及研究方法要有细致的说明；开题报告提交后就开始着手课题的研究，按照设计思路，在仿真软件上连接电路，本设计使用Proteus仿真软件，硬件电路设计连接完成后，需要对单片机的程序进行编写，该程序能够驱动整个电路，系统实现根据被测电容大小自动进行量程更换，自动显示被测电容的大小和单位，并且整个系统要有稳定性，出现超量程等情况能够回到初始状态。最后软硬件均设计好后，要将设计成果形成说明书即论文。

1。4方案选择

根据设计任务，要求对电容值的大小进行测量，考虑利用电容的充放电特性，电容的充电和放电都需要一个时间，而这个时间和电容的大小有关系，以此为突破口构思整个设计，将待测电容和555集成定时器结合到一起构成单稳态触发电路利用单稳态触发电路的工作特性实现对电容的测量。设计要实现两个大功能：第一，实现对电容值的正确测量显示；第二实现多量程自动装换。本设计利用单片机作为整个电路的控制中心，对单片机进行编程，实现量程的选择以及测量结果的显示。来,自,优.尔:论;文*网www.youerw.com +QQ752018766-

    设计的原理为单稳态电路的输出为矩形波，而该矩形波的高电平持续时间和外接电容电阻的关系是：td=1。1RC，从而利用单片机内含的计时器对td进行测量，而R可以根据电容的大小选择，选择不同的电阻即为不同的量程，同时根据不同的量程设计程序在显示测量结果时选择不同的单位。如图1。1为单稳态触发电路及其工作波形。

图1。1  单稳态触发电路及输入输出波形

2。系统硬件总体设计

2。1硬件设计框图

图2。1  总体硬件设计框图

2。2单片机硬件设计

2。2。1AT89C51单片机的最小系统

    最小系统全称为最小应用系统，即单片机在结合最少的元件的情况下可以正常工作的系统。C51系列单片机的最小系统硬件电路包括：单片机，晶振模块，复位模块