利用51单片机测量电容量

末蓝、 2022-08-20 01:09 212阅读 0赞

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在博文“时基电路 555 的应用”中，做而论道介绍了使用555构成多谐振荡器，并利用该电路测量电容器容量的方法。  
通过合理设计电路，可以使得脉冲周期的 ms 数，等于电容器容量的 uF 数。  
详细内容可见：[http://hi.baidu.com/do\_sermon/item/fa8586d8f91de910e0f46f91][http_hi.baidu.com_do_sermon_item_fa8586d8f91de910e0f46f91]

使用示波器观察 ms 数，远远不如使用单片机直观方便。  
下面介绍一个利用单片机测量周期的方法，测量上述电路中电容器的电容量。

大家都知道，51 单片机的外部中断，可以设定为下降沿触发。

当第一次下降沿来临时，在中断程序中，启动定时器的计时；在第二次下降沿来临时，再停止定时器。  
这样一来，计时器所统计的数值，就代表了脉冲的周期。

定时器在计时方式下，是针对机器周期计数，在晶振为 12MHz 时，计时的结果将在 0~65536us 范围内。  
以 ms 为单位，就是：00.000 ~ 65.535，也就是：00.000 ~ 65.535 uF。

直接用显示器把这个数字显示出来，这就是测量电容的结果。

如果电容器的容量，超出了这范围，可以显示超量程的信息，提示使用者换用不同的档位，就是换用不同的电阻。

使用单片机测量电容的仿真电路如下：

![利用51单片机测量电容量 - 非著名博主 - 电子信息角落][51_ - _ -]  
图片连接：[http://xiangce.baidu.com/picture/detail/2776d1bacedd2e7b086f49f008d859e9f24b9b6b][http_xiangce.baidu.com_picture_detail_2776d1bacedd2e7b086f49f008d859e9f24b9b6b]

超量程的提示显示如下：

![利用51单片机测量电容量 - 非著名博主 - 电子信息角落][51_ - _ - 1]  
图片连接：[http://xiangce.baidu.com/picture/detail/045f76180831956a08cc9ea432e7bcbcc6776579][http_xiangce.baidu.com_picture_detail_045f76180831956a08cc9ea432e7bcbcc6776579]

单片机的程序如下：  
\*/  
\#include "reg51.h"  
\#include "intrins.h"

\#define LCD\_IO P0

sbit RS = P2^0;      //1602写地址  
sbit RW = P2^1;      //1602写数据  
sbit EN = P2^2;      //1602工作使能

sbit RST\_5 = P3^0;   //555芯片工作控制  
sbit K\_STA = P3^1;   //开始测量的按键

unsigned char a\[16\] = "Measure Capac...";  
//Measure Capacitance  
unsigned char b\[16\] = " C: 00.000 uF   ";  
unsigned int Cap;  
bit  Flg;

//\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*延时1ms\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*  
void Delay1ms(unsigned int mm)  
\{  
    unsigned int i;  
    for(; mm > 0; mm--)  for(i = 100; i > 0; i--);  
\}  
//\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*LCD 延时\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*  
void LCD\_delay(void)     
\{  
    char i;  
    for (i = 10; i > 0; i--);   
\}  
//\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*检查忙否\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*  
void Checkstates()  
\{  
    RS = 0; RW = 1;  
    while(LCD\_IO & 0x80) \{  
      EN = 0; LCD\_delay();  
      EN = 1; LCD\_delay();  
    \};  
    EN = 0;  
\}  
//\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*向写LCD命令\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*  
void wcomd(unsigned char cmd)  
\{  
    Checkstates();  
    RS = 0; RW = 0;  
    LCD\_IO = cmd; LCD\_delay();   
    EN = 1; LCD\_delay(); EN = 0;  
\}  
//\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*向写LCD数据\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*  
void wdata(unsigned char dat)  
\{  
    Checkstates();  
    RS = 1; RW = 0;  
    LCD\_IO = dat; LCD\_delay();   
    EN = 1; LCD\_delay(); EN = 0;  
\}  
//\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*初始化LCD\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*  
void LCD\_INIT()  
\{  
    Delay1ms(5);  
    wcomd(0x38);  Delay1ms(10);//功能设置  
    wcomd(0x01);  Delay1ms(1); //清屏  
    wcomd(0x08);  Delay1ms(1); //关显示  
    wcomd(0x0c);  Delay1ms(1); //开显示，不开光标  
\}  
//\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*LCD显示\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*  
void Display(void) //显示  
\{  
    unsigned char i;  
    wcomd(0x80);  Delay1ms(5); //显示第一行  
    for(i = 0; i < 16; i++)  wdata(a\[i\]);   
    wcomd(0xc0);  Delay1ms(5); //显示第二行  
    for(i = 0; i < 16; i++)  wdata(b\[i\]);  
\}  
//-------------------------------------------------  
void main()  
\{  
    RST\_5 = 0;        //关闭555  
    LCD\_INIT();  
    Display();        //显示

TMOD = 0x01;      //T0定时方式1  
    TH0 = 0x00;       //初始值为零  
    TL0 = 0x00;  
    IT0 = 1;          //下降沿触发中断  
    IE = 0x03;        //开放局部中断

while(1)  \{  
      while(!K\_STA)   \{ //当测量键被按下  
        RST\_5 = 1;      //启动555  
        Flg = 0;  
        Delay1ms(100);  //稍稍延时, 让555稳定工作  
        EA = 1;         //开总中断  
        while (EA == 1);//等待测量完毕, 下面进行数据处理  
//因为硬件设计合理, 所以数据很简单, 无需复杂处理, 分离出过大过小的即可  
        if(Cap < 1000)  \{ //计数值小于100, 显示small, 提示换量程  
           b\[4\] = 't'; b\[5\] = 'o'; b\[6\] = 'o'; b\[7\] = ' '; b\[8\] = 's'; b\[9\] = 'm';  
          b\[10\] = 'a';b\[11\] = 'l';b\[12\] = 'l';b\[13\] = '.';b\[14\] = ' ';b\[15\] = ' ';  
        \}  
        else if(Cap > 60000)  \{ //大于60000, 显示large, 提示量程  
           b\[4\] = 't'; b\[5\] = 'o'; b\[6\] = 'o'; b\[7\] = ' '; b\[8\] = 'l'; b\[9\] = 'a';  
          b\[10\] = 'r';b\[11\] = 'g';b\[12\] = 'e';b\[13\] = '.';b\[14\] = ' ';b\[15\] = ' ';  
        \}  
        else \{  
          b\[4\] = '0' + Cap / 10000 % 10;  
          b\[5\] = '0' + Cap / 1000 % 10;  
          b\[6\] = '.';  
          b\[7\] = '0' + Cap / 100 % 10;  
          b\[8\] = '0' + Cap / 10 % 10;  
          b\[9\] = '0' + Cap % 10;  
          b\[10\] = ' ';b\[11\] = 'u';b\[12\] = 'F';b\[13\] = ' ';b\[14\] = ' ';b\[15\] = ' ';  
        \}  
        Display();      //显示  
        while(!K\_STA);  //等待按键释放  
    \} \}  
\}  
//-------------------------------------------------  
void X0\_INT(void) interrupt 0 //控制计时的启动、停止  
\{  
    Flg = ~Flg;  
    if(Flg)  TR0 = 1;   //开始计时  
    else  \{  
      TR0 = 0;          //停止计时  
      EA = 0;           //关闭中断  
      RST\_5 = 0;        //关闭555  
      Cap = TH0 \* 256 + TL0; //取出机器周期数  
      TH0 = 0x00;       //恢复T0初值  
      TL0 = 0x00;  
    \}  
\}  
//-------------------------------------------------  
void T0\_INT(void) interrupt 1 //测量超时  
\{  
    EA = 0;             //关闭中断  
    RST\_5 = 0;          //关闭555  
    TR0 = 0;            //停止定时  
    TH0 = 0x00;         //恢复T0初值  
    TL0 = 0x00;  
    Cap = 65535;        //超出值  
    Flg = 0;  
\}  
//-------------------------------------------------

[http_hi.baidu.com_do_sermon_item_fa8586d8f91de910e0f46f91]: http://hi.baidu.com/do_sermon/item/fa8586d8f91de910e0f46f91
[51_ - _ -]: /images/20220731/0b0e8b645ee140259f398f5b05ff9a8c.png
[http_xiangce.baidu.com_picture_detail_2776d1bacedd2e7b086f49f008d859e9f24b9b6b]: http://xiangce.baidu.com/picture/detail/2776d1bacedd2e7b086f49f008d859e9f24b9b6b
[51_ - _ - 1]: /images/20220731/e934732ccb0848abb0076347a560e05e.png
[http_xiangce.baidu.com_picture_detail_045f76180831956a08cc9ea432e7bcbcc6776579]: http://xiangce.baidu.com/picture/detail/045f76180831956a08cc9ea432e7bcbcc6776579