基于單片機的數字電容表設計
設計并制作一個數字電容表,系統實現的功能及要求如下:
(1)設計的電容表可測量容量小于2μF的電容。
(2)設計的電容表采用3位半數字顯示,最大顯示值為1 999。
(3)設計的電容表讀數單位統一采用nF,量程分4檔,實際電容值為讀數乘以相應的倍率。
2 方案論證
2.1 電路方案
(1)方案一:基本電路搭建
用基本電路來實現數字顯示的電容表,電路結構復雜,故障系數大,不易調試,誤差也較大。
(2)方案二:單片機編程
用單片機設計電路,由于使用軟硬件結合的方式,所以電路結構簡單、調試也相對方便。與第一種方案比較優點是非常明顯的。
2.2 顯示方案
(1)方案一:靜態顯示
靜態顯示,顯示驅動電路具有輸出鎖存功能,單片機將所要顯示的數據送出后就不用再管,直到下一次顯示數據需要更新時再傳送一次數據。
此方案編程容易,管理簡單,顯示亮度高,顯示數據穩定,占用很少的CPU時間。但是引線較多,線路復雜,硬件成本較高。
(2)方案二:動態顯示
動態顯示需要CPU時刻對顯示器件進行數據刷新,顯示數據會有閃爍感,占用的CPU時間多,但使用的硬件少,能節省線路板空間。
這兩種顯示方式各有利弊,靜態顯示雖然數據穩定,占用很少的CPU時間,但每個顯示單元都需要單獨的顯示驅動電路,使用的硬件較多;動態顯示雖然有閃爍感,占用的CPU時間多,但使用的硬件少,能節省線路板空間。
2.3 系統框圖
根據上述分析,該系統以AT89C2051單片機為核心,系統框圖如圖1所示。
3 AT89C205l簡介
AT89C2051是Atmel公司生產的低電壓、高性能CMOS 8位單片機,片內含2 KB可反復擦寫的只讀程序存儲器(EPROM)和128 B的隨機數據存儲器。器件采用AtmeI公司的高密度、非易失性存儲技術生產,兼容標準MCS51指令系統,片內置通用8位中央處理器和FLASH存儲單元。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,但是卻增加了一個電壓比較器,因此其功能在某些方面反而有所增強。引腳圖如圖2所示。
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