基于AT89C51单片机和555芯片构成的电容测量仿真

sky-Hawk where

“版主评论：
此贴子质量不错哟~~~希望大家多发类似的仿真或实例哟~

这个小实例，比较适合于初级、中级之间的朋友们去做一下~~~

1.涉及到外围电路搭建，可以提高大家的单片机应用综合性水平。
2.学习外围常用芯片。
3.提供一些设计思路。单片机设计无非就是经验的综合~所以，积累类似的小经验是对设计很有用的~

由于可以仿真，所以，操作起来就更方便了。”

正文：
     这种电容测量方法主要是通过一块555芯片来测量电容，让555芯片工作在直接反馈无稳态的状态下，555芯片输出一定频率的方波，其频率的大小跟被测量的电容之间的关系是：f=0.772/(R*Cx)，我们固定R的大小，其公式就可以写为：f=k/Cx，只要我们能够测量出555芯片输出的频率，就可以计算出测量的电容。计算频率的方法可以利用单片机的计数器T0和中断INT0配合使用来测量。
555时基芯片的输出频率跟所使用的电阻R和电容Cx的关系是：f=0.772/(R*Cx)，

又因为T=1/f，所以

       T=R*Cx/0.772                                            

即：Cx=0.772*T/R

如果单片机采用12M的晶振，计数器T0的值增加1，时间就增加1μS ，采用中断的方式来启动和停止计数器T0，中断的触发方式为脉冲下降沿触发，第一次中断到来启动T0，计数器的值为N1，第二次中断到来停止T0，
计数器器的值为N2，则测量方波的周期为T=(N2-N1)*1μS，如开始时刻计数器的值N1=0，则 。

简单时序图如下:

则   
    单片机的计数器的值N=0-65535，为了测量的精度，N的取值一般在100~5000，当电阻R越大，电容C的值就越小。取不同的电阻值，就得到不同的电容测量的量程，这里我因需测30pF左右的电容，取R=77200k,为了编写程序的方便，只计算N/100,后面的单位可以根据使用的量程自行添加.
proteus仿真电路截图如下：

proteus仿真结果： 电容测量.rar (36.46 KB, 下载次数: 371)

2012-11-1 14:03 上传

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51程序（keil）： 555电容测量程序.rar (25.78 KB, 下载次数: 308)

2012-11-1 13:53 上传

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1. #include "reg51.h"
   
2. #include"intrins.h"//库函数
   
3. 
   
4. #define DATA P0
   
5. sbit RW=P2^1;//1602写数据
   
6. sbit RS=P2^0;//1602写地址
   
7. sbit EN=P2^2; //1602工作使能
   
8. sbit b_test=P3^7; //开始测量电容的按键输入
   
9. sbit _reset=P3^5; //555时基芯片工作控制信号
   
10. unsigned int T_flag,N,C,i,Dis1,Dis0;
    
11. unsigned int b[6]={0X13,0X0D,0X00,0X00,0X40,0X16}; //显示C=00pF
    
12. 
    
13. /***********延时1MS******************/
    
14. void Delay1ms(unsigned int mm)
    
15. {unsigned int i;
    
16. for(mm;mm>0;mm--)
    
17. for(i=100;i>0;i--);
    
18. }
    
19. /***************检查忙否*****************/
    
20. void Checkstates()
    
21. {
    
22. unsigned char dat;
    
23. RS=0;
    
24. RW=1;
    
25. do{EN=1;//下降沿
    
26. _nop_();//保持一定间隔
    
27. _nop_();
    
28. dat=DATA;
    
29. _nop_();
    
30. _nop_();
    
31. EN=0;
    
32. }while((dat&0x80)==1);
    
33. }
    
34. /**************LCD写命令函数*********/
    
35. void wcomd(unsigned char cmd)
    
36. {
    
37. Checkstates();
    
38. RS=0;
    
39. RW=0;
    
40. DATA=cmd;
    
41. EN=1;
    
42. _nop_();
    
43. _nop_();
    
44. _nop_();
    
45. _nop_();
    
46. EN=0;
    
47. }
    
48. /**********LCD写数据函数**************/
    
49. void wdata(unsigned char dat)
    
50. {
    
51. Checkstates();
    
52. RS=1;
    
53. RW=0;
    
54. DATA=dat;
    
55. EN=1;
    
56. _nop_();
    
57. _nop_();
    
58. _nop_();
    
59. _nop_();
    
60. EN=0;
    
61. }
    
62. /*****************初始化********************/
    
63. void LCDINIT()
    
64. {
    
65. Delay1ms(15);
    
66. wcomd(0x38);//功能设置
    
67. Delay1ms(5);
    
68. wcomd(0x38);//功能设置
    
69. Delay1ms(5);
    
70. wcomd(0x01);//清屏
    
71. Delay1ms(5);
    
72. wcomd(0x08);//关显示
    
73. Delay1ms(5);
    
74. wcomd(0x0c);//开显示，不开光标
    
75. 
    
76. }
    
77. 
    
78. /***********显示函数**************/
    
79. void Display(void) //显示函数
    
80. {
    
81. unsigned char i,j;
    
82. unsigned char a[12]={0X4D,0X45,0X41,0X53,0X55,0X52,0X45,0X4D,0X45,0X4E,0X54,0X53};//显示measurements
    
83. LCDINIT();
    
84. for(i=0;i<12;i++)//写显示第一行
    
85. { wcomd(0x80+i);
    
86. Delay1ms(1);
    
87. wdata(a[i]);
    
88. Delay1ms(1);
    
89. }
    
90. 
    
91. for(j=0;j<6;j++)//写显示第二行
    
92. {
    
93. wcomd(0xc0+j);
    
94. Delay1ms(1);
    
95. wdata(0x30+b[j]);
    
96. Delay1ms(1);
    
97. }
    
98. Delay1ms(150);
    
99. 
    
100. }
     
101. void main()
     
102. {
     
103. IE=0x81; //打开全部的中断控制，并开启外部中断允许
     
104. TMOD=0x09; //T0为16位计数工作方式1
     
105. IT0=1; //设置外部中断的触发的方式为脉冲触发
     
106. TH0=0x00;
     
107. TL0=0x00;
     
108. T_flag=0;
     
109. _reset=0;
     
110. while(1)
     
111. {
     
112. while(!b_test) //如果有测量按键输入就往下执行
     
113. {
     
114. i=0;
     
115. _reset=1; //启动555时基芯片
     
116. EX0=1; //开启中断0
     
117. while(_reset) //超出等待时间，中断还没有过来，就退出
     
118. {
     
119. i++;
     
120. if(i>5000) //设置最长等待时间
     
121. {
     
122. _reset=0; //最长等待时间到还没有中断，停止555
     
123. }
     
124. }
     
125. if(N<100) //如果计数值小于100，显示SM，表示应换用小一点的量程
     
126. {
     
127. b[3]=0X1D;
     
128. b[2]=0X23;
     
129. }
     
130. if(N>5000) //如果计数值大于5000，显示LA，表示应换用大一点的量程
     
131. {
     
132. b[3]=0X11;
     
133. b[2]=0X1C;
     
134. }
     
135. if(N>=100 && N<=5000)
     
136. {
     
137. C=N/100; //计算电容的大小
     
138. b[2]=C/10; //计算电容值的十位
     
139. b[3]=C-b[2]*10; //计算电容值的各位
     
140. }
     
141. }
     
142. Display(); //显示电容的大小
     
143. }
     
144. }
     
145. void int0(void) interrupt 0 //第一次中断开始计数，第二个中断停止计数
     
146. {
     
147. T_flag=!T_flag;
     
148. if(T_flag==1)
     
149. {
     
150. TR0=1; //开始计时
     
151. }
     
152. if(T_flag==0)
     
153. {
     
154. TR0=0; //停止计时
     
155. EX0=0; //关闭中断
     
156. _reset=0; //停止发出方波
     
157. N=TH0*256+TL0; //计算计数器的值
     
158. N=N*5/3;
     
159. TH0=0x00; //恢复初值
     
160. TL0=0x00;
     
161. }
     
162. }

复制代码

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{:soso__10568993024570925148_2:}LZ威武！！！

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太好了 我来学习！

好剑者

好东东，值得珍藏。

两、相忘

泪流满面，楼主好人

六号跑道

资料已下载，过来学习，希望能正常使用

柳依依

请问代码中N=N*5/3;是什么意思呢

榆林上校2000

LZ的帖子太好了，收藏
不知精度怎样？想做个板子看看

zmc419

太好了，有类似程序，无仿真。