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基于单片机和NE555的3档电容测试器的设计(仿真+代码)

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楼主
ID:142045 发表于 2018-12-21 07:29 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
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1、插入电容，按下相应nf、pf、uf、uf按键选择档位；
2、按下测试按键，屏幕出现提示信息，提示档位选择低或者高，如正常档位屏幕显示当前测量电容值；
3、对于大容量电容要多按几次测试键方能显示正常值；
4、复位按键按下系统复位。

设计的主要方法是采用555芯片构成单稳态触发器,将电容容量转换为脉冲宽度。通过单片机的计时器测量脉宽, 根据已知的R值，通过单片机的运算功能，计算出电容容量,最后，再通过单片机的普通I/O口控制液晶屏显示出电容容量的计算结果。系统的测量范围为10pF~ 500uF, 具有多个量程，可根据用户需要由用户选择，与用户的交互是通过键盘实现，不同量程的实现是通过单片机的I/O口控制继电器的吸合与断开来选择不同的R值，从而实现不同的量程。

仿真原理图如下（proteus仿真工程文件可到本帖附件中下载）


单片机源程序如下:
  1. #include <reg52.h>
  2. #include "1602.h"
  3. #include "delay.h"

  5. sbit vo = P3^2;             // 用于检测P3.2口的值，计算时间。  计时器0的开与断
  6. sbit tr = P3^7;                                                                 // 产生一个低电平脉冲
  7.                                                                                   // 超量程提示灯
  8. sbit ledclc = P2^0;

  10. sbit con1 = P1^5;                            // 用于控制继电器，实现档位选择
  11. sbit con2 = P1^6;                                                               
  12. sbit con3 = P1^7;                                                               

  14. sbit key1 = P1^0;                                                          // 独立按键部分，用于用户选择量程
  15. sbit key2 = P1^1;
  16. sbit key3 = P1^2;
  17. sbit key4 = P1^3;

  19. sbit led1 = P2^1;                                                          // 量程提示灯
  20. sbit led2 = P2^2;
  21. sbit led3 = P2^3;
  22. sbit led4 = P2^4;


  25. unsigned int tw;                                // 用于获取定时器的数值

  27. float ftemp;                                                                         // 用于计算电容值的中间变量

  29. unsigned long int c;                                                                // 存放电容值

  31. unsigned char need;                                                         // 需要测量时置1，一次测量结束置0
  32. unsigned char R;                            // 表示不同的档位
  33. unsigned char flag;                                  // 数据处理结束置1
  34. unsigned char temp[8];                        // 存放电容值的各个位         
  35. unsigned char zimu1[] = " range is higher";                   //量程太高
  36. unsigned char zimu2[] = "The value of Cap";
  37. unsigned char zimu3[] = "please press key";
  38. unsigned char zimu4[] = "     to measure ";
  39. unsigned char zimu5[] = " range is lower ";        
  40. void process(unsigned long int c);                         // 数据处理函数
  41. void keyscan();                                                                 // 键盘扫描函数
  42. void ledlight(unsigned char R);                                         //        量程指示灯函数
  43. void init_timer0()                                     // 定时器0  初始化   
  44. {
  45.         TMOD = 0x09;                   // gate置1，方式1,16位计时，定时器由P3.2控制开断
  46.         TH0 = 0x00;
  47.         TL0 = 0x00;
  48.         EA   = 1;
  49.         ET0 = 1;                                            
  50.         TR0 = 1;
  51. }
  52. void init_INT1 ()                                                                    // 定时器0  初始化
  53. {
  54.         EA = 1;
  55.         IT1 = 1;                                      // 下降沿触发
  56.         EX1 = 1;
  57. }                  
  58. void main()
  59. {
  60.          ledclc = 1;                                                                    // 超量程提示灯熄灭
  61.          need = 0;                                                // 一开始无需测量
  62.     con1 = con2 = con3 = 1;
  63.         flag = 0;
  64.           init_timer0();                                                                    // 初始化
  65.         init_INT1();
  66.         LCD_init();
  67.          dispchar1(zimu3);
  68.         dispchar2(zimu4);
  69.         while(1)
  70.         {
  71.                   if(need == 1)
  72.                 {                                                                                        // 当需要测量时
  73.                         if(vo == 0 ) //vo == 0时检测计数器的值可能还没开始计数，可能计数结束
  74.                         {
  75.                                  if(TH0 != 0x00 || TL0 != 0x00) // 是计数结束 若有读数，用tw 存下
  76.                                  {
  77.                                           tw = TH0 << 8;
  78.                                          tw = tw | TL0;        
  79.                                          TH0 = 0x00;                               // 一次结束，计时器清零
  80.                                          TL0 = 0x00;
  81.                      need = 0;    // 需要再次测量时，need置1.避免tw的值被更//改   即不需要测量时，一直保持
  82.                                          EX1 = 1;                                                 // 开外部中断1
  83.                                  }
  84.                                  else          // 反之，证明没有计数，无电容，默认值tw置0
  85.                                  {
  86.                                          tw = 0;
  87.                                  }
  88.                         }

  90.                         ftemp = tw / 1.1  ; // 计算电容值   根据公式 tw = 1.1 * R * C

  92.                         c = (unsigned long int)(ftemp )*100;    //扩大了一百倍   便于后续程序
  93. //取两位小数点
  94.                         process(c);                 // 调用数据处理函数，根据不同的R值进行处理                                                                                                                                                        
  95.                 }                                                         
  96.                 if(flag == 1 ) // 数据处理结束   每次处理结束，证明需要更新显示的数据
  97.                 {
  98.                         if(tw>=50000 || ledclc == 0)                        // 量程超出
  99.                         {
  100.                                 dispchar3(zimu1);               // 量程太高
  101.                                 ledclc = 0;
  102.                         }                                                
  103.                         else if(tw<=100 && ledclc == 1)                   //量程太低
  104.                         {
  105.                                 dispchar3(zimu5);
  106.                                 ledclc = 0;
  107.                         }
  108.                         else   
  109.                       {
  110.                                 dispchar1(zimu2);
  111.                                 disp(temp);
  112.                         }                                                         
  113.                         flag = 0;
  114.                 }               
  115.                 keyscan();
  116.         }   
  117. }

  119. void timer0()  interrupt 1                      // 定时器0中断  用于超量程提示
  120. {
  121.          ledclc = 0;
  122. }

  124. void exint1        () interrupt 2          // 外部中断0  用于产生低脉冲，启动555定时器
  125. {
  126.         unsigned char a;
  127.         tr = 1;                                                            // tr端一个负脉冲
  128.         a = 1;
  129.         while(--a);
  130.         tr = 0;
  131.         a = 20;
  132.         while(--a);
  133.         tr = 1;                               // tr端负脉冲结束           大约40us的负脉冲
  134.         need = 1;                                                                                // 表示需要测量
  135.         ledclc = 1;                                                                            // 关闭先前的超量程提示
  136.         EX1 = 0;                 // 暂时关闭外部中断，一次测量结束，再开放外部中断
  137. }

  139. void process(unsigned long int c)
  140. {
  141.                 if(R == 1)          // 10M         的电阻                   量程10pf ~ 5000pf
  142.                 {
  143.                         c = c /10;                  
  144.                          lcd_pos(0x4a);
  145.                            LCD_write_Data(' ');
  146.                         LCD_write_Data('p');
  147.                         LCD_write_Data('f');
  148.                         LCD_write_Data(' ');
  149.                         LCD_write_Data(' ');
  150.                 }
  151.                 if(R == 2)                  // 100k 的电阻               量程5nf~ 500nf
  152.                 {
  153.                         c = c /100;                  
  154.                          lcd_pos(0x4a);
  155.                            LCD_write_Data(' ');
  156.                         LCD_write_Data('n');
  157.                         LCD_write_Data('f');
  158.                         LCD_write_Data(' ');
  159.                         LCD_write_Data(' ');                        
  160.                 }
  161.                 if(R == 3)                      //1k欧姆 的电阻                   量程0.5uf ~ 50uf
  162.                 {
  163.                         c = c /1000;                 // 扩大了一百倍 单位  c = tw/500   uf
  164.                          lcd_pos(0x4a);
  165.                            LCD_write_Data(' ');
  166.                         LCD_write_Data('u');
  167.                         LCD_write_Data('f');
  168.                         LCD_write_Data(' ');
  169.                         LCD_write_Data(' ');                     
  170.                 }
  171.                 if(R == 4)                 //100欧姆 的电阻                   量程50uf ~ 500uf
  172.                 {
  173.                         c = c /100;                  // 扩大了一百倍 单位  c = tw/500   uf
  174.                          lcd_pos(0x4a);
  175.                            LCD_write_Data(' ');
  176.                         LCD_write_Data('u');
  177.                         LCD_write_Data('f');
  178.                         LCD_write_Data(' ');
  179.                         LCD_write_Data(' ');                                                        
  180.                 }
  181.                 temp[0] = c / 100000;                                // 千位
  182.                 temp[1] = c / 10000 % 10;                        // 百位                                       
  183.                 temp[2] = c / 1000 % 10;                           // 十位
  184.                 temp[3] = c / 100 %10;                            // 个位        
  185.                 temp[4] = c / 10 % 10;            
  186.                 temp[5] = c  % 10;
  187.                 flag = 1;
  188. }
  189. void keyscan()
  190. {
  191.         if(key1 == 0)
  192.         {
  193.                 delay_ms(10);
  194.                 if(key1 == 0)                                        //  b3按下
  195.                 {
  196.                         while(key1==0);
  197.                         R = 1;        // 10M 的电阻               量程10pf~ 5000pf(5nf)
  198.                         con1 = 0;
  199.                         con2 = 0;
  200.                         con3 = 0;
  201.                         ledclc = 1;
  202.                         dispchar1(zimu3);
  203.                         dispchar2(zimu4);
  204.                 }
  205.         }
  206.         if(key2 == 0)                                                                           //  b4按下
  207.         {
  208.                 delay_ms(10);
  209.                 if(key2 == 0)
  210.                 {
  211.                         while(key2==0);
  212.                         R = 2;             // 100k 的电阻               量程5nf~ 500nf
  213.                         con1 = 1;
  214.                         con2 = 1;
  215.                         con3 = 0;
  216.                         ledclc = 1;
  217.                         dispchar1(zimu3);
  218.                         dispchar2(zimu4);
  219.                 }
  220.         }

  222.         if(key3 == 0)                                                                             //  b5按下
  223.         {
  224.                 delay_ms(10);
  225.                 if(key3 == 0)
  226.                 {
  227.                         while(key3==0);
  228.                         R = 3;
  229.                         con1 = 0;       // 1k欧姆 的电阻                   量程0.5uf ~ 50uf
  230.                         con2 = 1;
  231.                         con3 = 1;
  232.                         ledclc = 1;
  233.                         dispchar1(zimu3);
  234.                         dispchar2(zimu4);
  235.                 }
  236.         }
  237.         if(key4 == 0)                                                                             //  b6按下
  238.         {
  239.                 delay_ms(10);
  240.                 if(key4 == 0)
  241.                 {
  242.                         while(key4==0);
  243.                         R = 4;
  244.                         con1 = 0;       // 100欧姆 的电阻           量程50uf ~ 500uf
  245.                         con2 = 0;
  246.                         con3 = 1;
  247.                         ledclc = 1;
  248.                         dispchar1(zimu3);
  249.                         dispchar2(zimu4);
  250.                 }
  251.         }
  252.         ledlight(R);
  253. }        
  254. ……………………

  256. …………限于本文篇幅 余下代码请从51黑下载附件…………
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沙发
ID:443911 发表于 2019-8-7 21:29 | 只看该作者
请问Nte-r22-5是什么元件
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板凳
ID:598151 发表于 2019-8-9 09:14 | 只看该作者
原理图可以分享下嘛
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地板
ID:269960 发表于 2019-8-10 10:33 来自手机 | 只看该作者
是测得C?的容值吗，怎么所有选项都是range is lower
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5#
ID:722171 发表于 2020-4-8 17:13 来自手机 | 只看该作者
有没有pcb图
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