基于單片機(jī)的數(shù)字電容表設(shè)計(jì)

　　設(shè)計(jì)并制作一個(gè)數(shù)字電容表，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能及要求如下：

　　(1)設(shè)計(jì)的電容表可測(cè)量容量小于2μF的電容。

　　(2)設(shè)計(jì)的電容表采用3位半數(shù)字顯示，最大顯示值為1 999。

　　(3)設(shè)計(jì)的電容表讀數(shù)單位統(tǒng)一采用nF，量程分4檔，實(shí)際電容值為讀數(shù)乘以相應(yīng)的倍率。

　　2 方案論證

　　2．1 電路方案

　　(1)方案一：基本電路搭建

　　用基本電路來實(shí)現(xiàn)數(shù)字顯示的電容表，電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故障系數(shù)大，不易調(diào)試，誤差也較大。

　　(2)方案二：單片機(jī)編程

　　用單片機(jī)設(shè)計(jì)電路，由于使用軟硬件結(jié)合的方式，所以電路結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)試也相對(duì)方便。與第一種方案比較優(yōu)點(diǎn)是非常明顯的。

　　2．2 顯示方案

　　(1)方案一：靜態(tài)顯示

　　靜態(tài)顯示，顯示驅(qū)動(dòng)電路具有輸出鎖存功能，單片機(jī)將所要顯示的數(shù)據(jù)送出后就不用再管，直到下一次顯示數(shù)據(jù)需要更新時(shí)再傳送一次數(shù)據(jù)。

　　此方案編程容易，管理簡單，顯示亮度高，顯示數(shù)據(jù)穩(wěn)定，占用很少的CPU時(shí)間。但是引線較多，線路復(fù)雜，硬件成本較高。

　　(2)方案二：動(dòng)態(tài)顯示

　　動(dòng)態(tài)顯示需要CPU時(shí)刻對(duì)顯示器件進(jìn)行數(shù)據(jù)刷新，顯示數(shù)據(jù)會(huì)有閃爍感，占用的CPU時(shí)間多，但使用的硬件少，能節(jié)省線路板空間。

　　這兩種顯示方式各有利弊，靜態(tài)顯示雖然數(shù)據(jù)穩(wěn)定，占用很少的CPU時(shí)間，但每個(gè)顯示單元都需要單獨(dú)的顯示驅(qū)動(dòng)電路，使用的硬件較多；動(dòng)態(tài)顯示雖然有閃爍感，占用的CPU時(shí)間多，但使用的硬件少，能節(jié)省線路板空間。

　　2．3 系統(tǒng)框圖

　　根據(jù)上述分析，該系統(tǒng)以AT89C2051單片機(jī)為核心，系統(tǒng)框圖如圖1所示。

　　3 AT89C205l簡介

　　AT89C2051是Atmel公司生產(chǎn)的低電壓、高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含2 KB可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲(chǔ)器(EPROM)和128 B的隨機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。器件采用AtmeI公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和FLASH存儲(chǔ)單元。AT89C2051作為AT89C51的簡化版雖然去掉了P0，P2等端口，使I／O口減少了，但是卻增加了一個(gè)電壓比較器，因此其功能在某些方面反而有所增強(qiáng)。引腳圖如圖2所示。