基于RC测量系统的设计方案

发布者:CelestialGarden最新更新时间:2013-12-04 来源: dzsc关键字:555定时器  单片机  RC测量系统 手机看文章 扫描二维码
随时随地手机看文章

  1.引言

  在电子仪器、仪表的制造及使用行业,有大量的印刷电路板需要调试、测量与维修,需要对电阻电容的数值进行测试。

  本文介绍了一种基于AT89C51单片机和555定时器的数显式电阻和电容测量系统设计方案,然后制作出电路实物,实现系统的功能。系统利用555定时器和待测电阻(或电容)组成多谐振荡器,通过单片机定时器测量555输出信号的周期,根据周期和待测电阻(或电容)的数学关系再计算出电阻(或电容)值,再通过1602液晶显示器将其显示出来。经仿真结果表明该测量系统具有结构简单,方便实用等优点。

  2.设计方案与原理

  2.1 设计总方案

  整个测量系统由单片机最小系统,按键,电阻、电容和555组成的多谐振荡器和液晶显示等几个电路模块组成。如图1所示。

  

  2.2 多谐振荡器原理

  

  如图2所示,测量电容时,利用555和待测电容CX和电阻R1和R2(R1和R2为已知电阻)等组成多谐振荡器,这样从555的输出端Q将输出周期性方波,接到示波器,如图2(b)所示。该信号不是一个占空比为50%的方波,根据参考文献2,一个周期T中高电平时间持续时间为:

  

  测量电阻时,另用一个555组成一个多谐振荡器电路,将待测电阻RX接在R1的位置(或者将RX和一个已知电阻串联),CX替换成一个已知的电容C.这样一个周期时间为:

  

  

  2.3 单片机计时原理

  555输出的周期性方波信号送给单片机进行计时,测量出信号的一个周期时间T,再利用上面的数学关系进行计算处理,得到待测的电容或者电阻值。单片机计时的原理是:利用单片机的外部中断0和定时器0.555的输出信号接到单片机的外部中断0引脚P3.2,将其设置成下降沿触发。当555的输出信号为下降沿时,触发外部中断,开启单片机的定时器0开始计时,直到下一次下降沿到达时,即一个周期到达了,停止计时,这时定时器记下的就是一个周期的时间长度。

  3.硬件模块设计

  3.1 单片机最小系统

  系统核心的控制器采用的是AT89C51单片机,图3所示为单片机最小系统,包括单片机和单片机正常工作需要的晶振电路和复位电路。Proteus中默认单片机电源和地已接好,所以图中省去了。

  

  3.2 按键电路

  按键电路用于确定是测量电容还是电阻,如图4所示,采用了一个单刀双掷按键。当按键打到上方接通单片机P3.6引脚时,用于测量电容;打到下方P3.7引脚时,用于测量电阻。[page]

  

  3.3 555多谐振荡器

  

  如图5所示,利用555和待测电容或者电阻组成多谐振荡器,555产生的周期性方波从Q引脚输出,然后接至单片机的外部中断INT0引脚,即P3.2引脚。测量时,两电路只有一个接至单片机,分别用于测量电容和电阻。

  3.4 液晶显示电路

  

  测量的结果要显示出来,本系统采用LCD1602作为显示器,图6为LCD1602和单片机的连接电路,P0口接了上拉电阻,作为数据口;P2口的前3位作为读写和使能的控制引脚。

  4.软件设计

  系统软件流程图如7所示。接通电源,首先是初始化工作,包括定时器T0、外部中断0和LCD1602的初始化。然后启动555芯片,通过单片机判断是否有中断请求,若无的话,继续等待中断请求;若有的话,启动定时器开始计时直到有中断请求时停止计时。得到计时值,即555输出信号的一个周期后,判断是测量电阻还是测量电容。判断后将电阻或者电容值由LCD1602显示出来。

  

  5.仿真结果

  

  将上述各电路模块整合到一起,组成一个测量系统。采用Keil编写好程序无误后,在Proteus中进行电路仿真。分别测量一个50kΩ电阻和一个150μF电容的仿真结果如图8所示。从中可以看出,测量有一定的误差,这主要是因为采用前面公式计算时取了近似值。仿真通过后,按照仿真电路,购买需要的元器件,制作出实物电路。

  6.结束语

  本文介绍了一种基于555定时器和单片机的电阻和电容测量系统设计方案。在系统的设计和仿真中,是以Keil和Proteus两种软件为平台。在Keil中使用C语言编写了程序,再利用Proteus仿真了系统电路的功能。该测量电路简单可靠,较易实现,能够测量一定范围内的电阻和电容值从而证实了本设计方案的实用性

关键字:555定时器  单片机  RC测量系统 引用地址:基于RC测量系统的设计方案

上一篇:基于AT89S52自动电阻测试仪的设计
下一篇:一种智能多协议通信适配器的设计

推荐阅读最新更新时间:2024-03-16 13:31

C51单片机发光二极管实例程序集
1、 程序实现功能:让8个排列的LED来回流动着亮1—》...——》8 1《——...《——8 箭头代表LED流动方向,先从1-8然后从8到1依次循环。程序已经测试过,运行正常//大家如果用此代码测试的话注意你的LED接在单片机的那个端口,本代码用的是P2口 #include reg52.h #define uint unsigned int #define uchar unsigned char uchar a,b; uchar code led_array ={ 0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f }; //led显示编码数组,从0xfe——0x7f为从第一个led管到第8个
[单片机]
基于SPIFI外设的Cortex-M MCU彻底解决嵌入式闪存选型困扰
引言:新型恩智浦ARM Cortex-M3微控制器首次采用的SPI闪存接口技术(SPIFI,已申请专利)可以帮助32位嵌入式系统设计人员以小尺寸、低成本的串行闪存替代大尺寸、高成本的并行闪存。利用SPIFI (读音与spiffy谐音,意为 出色、整洁、漂亮 等 译注),外部串行闪存可以映射到微控制器内存中,达到片上内存读取效果。新技术可以解决传统嵌入式系统外部闪存选型难题,为设计人员在保持系统性能的同时缩小尺寸及降低成本提供了一条新途径。 目前恩智浦开发出一种新型外设接口技术,该技术在基于ARM Cortex-M3内核的最新LPC1800微控制器上已得到成功应用。嵌入式系统设计人员利用该技术可将串行闪存取代并行闪存,缩小封装尺寸,
[单片机]
基于SPIFI外设的Cortex-M <font color='red'>MCU</font>彻底解决嵌入式闪存选型困扰
触摸传感器QST108与PIC单片机的接口设计
触摸传感器QST108与PIC单片机的接口设计 1 概 述 QST108是意法半导体公司针对人机界面的触摸按键控制而推出的电容触摸传感器。 其工作原理采用了美国昆腾公司的电荷转移电容专利技术(QProx),支持8个独立按键,且可选择按键状态检测输出或I2C总线控制2种正常工作方式;同时,通过软件命令可使其进入低功耗模式,当有按键按下时可被唤醒。QST108特有的相邻按键抑制算法使得一个按键在按下未松开时,其他按键处于无效状态;自校准和自动漂移补偿功能使其无须人工校准,从而进一步降低了QST108的应用难度。引脚配置如图1所示,各引脚功能如表1所列。 2 QST108的工作方式 2.1 按键状态检测输出方式
[单片机]
触摸传感器QST108与PIC<font color='red'>单片机</font>的接口设计
基于AVR单片机的有害气体感应及警示控制系统的设计
利用红外感应系统感应附近有无有害气体,当红外感应系统感受到有有害气体接近时,送出持续一段时间的高电平;单片机通过开启中断,启动语音芯片,单片机通过串口通信,从上位机提取的有害气体参数提示给附近人体,并经过与安全值的比较判定当前环境是否安全。对语音芯片的使用,先将必要的文字、数字信息录制进去,放音时,通过单片机自动寻址,把实时参数读取出来。为便于以后系统改进或移植到其他系统,可设计录音、放音电路,通过切换录制不同内容。系统设计友好、方便,给人的信息也更加直接。 1系统总体设计方案 在气体浓度是现有可利用的数据的基础上,考虑了系统的衔接性和可移植性。系统总体方案见图1。 本系统分为四大模块:核心控制模块、语音电路
[单片机]
基于AVR<font color='red'>单片机</font>的有害气体感应及警示控制系统的设计
单片机的乘法:把ff*03h 结果送p1口先送高8位再送低8位
知识要点:理解2进制数的乘法 ;运行结果先输出00000010 ,然后输出11111101,就是1011111101换算后等于10进制765,就是两数相乘的结果 ;注意是从高向低排列,同时该数已经超过256, 所以进位cy=1 ORG 0000H;程序开始 LJMP MAIN; ORG 030H; MAIN:ACALL DEL; MOV A,#0FFH;寄存器a送0ff MOV B,#03H;寄存器b送03h MUL AB; 相乘 MOV P1,b ;高8位输出结果是00000010 acall del MOV P1,a;低8位输出结果是11111101
[单片机]
<font color='red'>单片机</font>的乘法:把ff*03h 结果送p1口先送高8位再送低8位
STM32单片机如何实现软硬件结合
本文分析 STM32 单片机到底是如何实现软硬件结合的,接着分析单片机程序如何编译、运行。 软硬件结合 初学者,通常有一个困惑,就是为什么软件能控制硬件?就像当年的 51单片机,为什么只要写 P1=0X55,就可以在 IO 口输出高低电平?要理清这个问题,先要认识一个概念:地址空间。 寻址空间 什么是地址空间呢?所谓的地址空间,就是PC指针的寻址范围,因此也叫寻址空间。 大家应该都知道,我们的电脑有32位系统和64位系统之分,为什么呢?因为32位系统,PC指针就是一个32位的二进制数,也就是0xffffffff,范围只有4G寻址空间。现在内存越来越大,4G根本不够,所以需要扩展,为了能访问超出4G范围的内存,就
[单片机]
STM32<font color='red'>单片机</font>如何实现软硬件结合
蓝桥杯STC15单片机复习——外部中断
前言 终于到外部中断了,其实从往届赛题来看,外部中断的使用比较少(也可能是我太菜了),不过咱得秉着宁错勿漏的精神来复习才行。 如上图所示,STC15的单片机的外部中断分别位于P32、P33(EX0、EX1),其中,外部中断0的中断号为0,外部中断1的中断号为2. 1、通过外部中断0控制LED亮灭 /* 彭某的蓝桥杯复习——外部中断 1、外部中断按键控制LED亮灭 */ #include STC15F2K60S2.h #define uint unsigned int #define uchar unsigned char void ALL_Init(); void EX0_Init(); void
[单片机]
蓝桥杯STC15<font color='red'>单片机</font>复习——外部中断
单片机制作超级流水灯
实验源程序: #include reg52.h #include intrins.h unsigned int a,b; unsigned char d; sbit LED1 = P1^0; sbit LED2 = P1^1; sbit LED3 = P1^2; sbit LED4 = P1^3; sbit LED5 = P1^4; sbit LED6 = P1^5; sbit LED7 = P1^6; sbit LED8 = P1^7; sbit LED9 = P2^0; sbit LED10 = P2^1; sbit LED11 = P2^2; sbit LED12 = P2^3; sbit LE
[单片机]
小广播
添点儿料...
无论热点新闻、行业分析、技术干货……
设计资源 培训 开发板 精华推荐

最新单片机文章
何立民专栏 单片机及嵌入式宝典

北京航空航天大学教授,20余年来致力于单片机与嵌入式系统推广工作。

换一换 更多 相关热搜器件
随便看看
电子工程世界版权所有 京B2-20211791 京ICP备10001474号-1 电信业务审批[2006]字第258号函 京公网安备 11010802033920号 Copyright © 2005-2024 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved