利用51單片機(jī)測量電容量

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在博文“時(shí)基電路555的應(yīng)用”中，做而論道介紹了使用555構(gòu)成多諧振蕩器，并利用該電路測量電容器容量的方法。
通過合理設(shè)計(jì)電路，可以使得脈沖周期的ms數(shù)，等于電容器容量的uF數(shù)。
詳細(xì)內(nèi)容可見：http://hi.baidu.com/do_sermon/item/fa8586d8f91de910e0f46f91

使用示波器觀察ms數(shù)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如使用單片機(jī)直觀方便。
下面介紹一個(gè)利用單片機(jī)測量周期的方法，測量上述電路中電容器的電容量。

大家都知道，51單片機(jī)的外部中斷，可以設(shè)定為下降沿觸發(fā)。

當(dāng)?shù)谝淮蜗陆笛貋砼R時(shí)，在中斷程序中，啟動(dòng)定時(shí)器的計(jì)時(shí)；在第二次下降沿來臨時(shí)，再停止定時(shí)器。
這樣一來，計(jì)時(shí)器所統(tǒng)計(jì)的數(shù)值，就代表了脈沖的周期。

定時(shí)器在計(jì)時(shí)方式下，是針對(duì)機(jī)器周期計(jì)數(shù)，在晶振為12MHz時(shí)，計(jì)時(shí)的結(jié)果將在0~65536us范圍內(nèi)。
以ms為單位，就是：00.000~65.535，也就是：00.000~65.535uF。

直接用顯示器把這個(gè)數(shù)字顯示出來，這就是測量電容的結(jié)果。

如果電容器的容量，超出了這范圍，可以顯示超量程的信息，提示使用者換用不同的檔位，就是換用不同的電阻。

使用單片機(jī)測量電容的仿真電路如下：

圖片連接：http://xiangce.baidu.com/picture/detail/2776d1bacedd2e7b086f49f008d859e9f24b9b6b

超量程的提示顯示如下：

圖片連接：http://xiangce.baidu.com/picture/detail/045f76180831956a08cc9ea432e7bcbcc6776579

單片機(jī)的程序如下：
*/
#include"reg51.h"
#include"intrins.h"

#defineLCD_IOP0

sbitRS=P2^0;//1602寫地址
sbitRW=P2^1;//1602寫數(shù)據(jù)
sbitEN=P2^2;//1602工作使能

sbitRST_5=P3^0;//555芯片工作控制
sbitK_STA=P3^1;//開始測量的按鍵

unsignedchara[16]="MeasureCapac...";
//MeasureCapacitance
unsignedcharb[16]="C:00.000uF";
unsignedintCap;
bitFlg;

//*************延時(shí)1ms*******************
voidDelay1ms(unsignedintmm)
{
unsignedinti;
for(;mm>0;mm--)for(i=100;i>0;i--);
}
//*************LCD延時(shí)******************
voidLCD_delay(void)
{
chari;
for(i=10;i>0;i--);
}
//*************檢查忙否******************
voidCheckstates()
{
RS=0;RW=1;
while(LCD_IO&0x80){
EN=0;LCD_delay();
EN=1;LCD_delay();
};
EN=0;
}
//*************向?qū)慙CD命令***************
voidwcomd(unsignedcharcmd)
{
Checkstates();
RS=0;RW=0;
LCD_IO=cmd;LCD_delay();
EN=1;LCD_delay();EN=0;
}
//*************向?qū)慙CD數(shù)據(jù)***************
voidwdata(unsignedchardat)
{
Checkstates();
RS=1;RW=0;
LCD_IO=dat;LCD_delay();
EN=1;LCD_delay();EN=0;
}
//*************初始化LCD*****************
voidLCD_INIT()
{
Delay1ms(5);
wcomd(0x38);Delay1ms(10);//功能設(shè)置
wcomd(0x01);Delay1ms(1);//清屏
wcomd(0x08);Delay1ms(1);//關(guān)顯示
wcomd(0x0c);Delay1ms(1);//開顯示，不開光標(biāo)
}
//*************LCD顯示*******************
voidDisplay(void)//顯示
{
unsignedchari;
wcomd(0x80);Delay1ms(5);//顯示第一行
for(i=0;i<16;i++)wdata(a[i]);
wcomd(0xc0);Delay1ms(5);//顯示第二行
for(i=0;i<16;i++)wdata(b[i]);
}
//-------------------------------------------------
voidmain()
{
RST_5=0;//關(guān)閉555
LCD_INIT();
Display();//顯示

TMOD=0x01;//T0定時(shí)方式1
TH0=0x00;//初始值為零
TL0=0x00;
IT0=1;//下降沿觸發(fā)中斷
IE=0x03;//開放局部中斷

while(1){
while(!K_STA){//當(dāng)測量鍵被按下
RST_5=1;//啟動(dòng)555
Flg=0;
Delay1ms(100);//稍稍延時(shí),讓555穩(wěn)定工作
EA=1;//開總中斷
while(EA==1);//等待測量完畢,下面進(jìn)行數(shù)據(jù)處理
//因?yàn)橛布O(shè)計(jì)合理,所以數(shù)據(jù)很簡單,無需復(fù)雜處理,分離出過大過小的即可
if(Cap<1000){//計(jì)數(shù)值小于100,顯示small,提示換量程
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]='';
}
elseif(Cap>60000){//大于60000,顯示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();//顯示
while(!K_STA);//等待按鍵釋放
}}
}
//-------------------------------------------------
voidX0_INT(void)interrupt0//控制計(jì)時(shí)的啟動(dòng)、停止
{
Flg=~Flg;
if(Flg)TR0=1;//開始計(jì)時(shí)
else{
TR0=0;//停止計(jì)時(shí)
EA=0;//關(guān)閉中斷
RST_5=0;//關(guān)閉555
Cap=TH0*256+TL0;//取出機(jī)器周期數(shù)
TH0=0x00;//恢復(fù)T0初值
TL0=0x00;
}
}
//-------------------------------------------------
voidT0_INT(void)interrupt1//測量超時(shí)
{
EA=0;//關(guān)閉中斷
RST_5=0;//關(guān)閉555
TR0=0;//停止定時(shí)
TH0=0x00;//恢復(fù)T0初值
TL0=0x00;
Cap=65535;//超出值
Flg=0;
}
//-------------------------------------------------