三江学院
本科生毕业设计（论文）
题目基于单片机的电容电感测量系统设计
电气与自动化工程学院院（系）
电气工程及其自动化专业
学生姓名吴含学号 12011071010 指导教师康明才职称副教授
指导教师工作单位南京理工大学
起讫日期 2015.2.22-5.23
摘要
随着电子工业的发展，电子元器件急剧增加，电子元器件的适用范围也逐渐广泛起来，在应用中我们常常要测定电容电感的大小。因此，设计可靠，安全，便捷的电容电感测试仪具有极大的现实必要性。
本文分析测量了电容和电感量原理并且研究了单片机测量频率的方法，介绍了以MCS-51单片机为核心的电容电感测量系统的设计，将电容电感使用对应的振荡电路转化为频率实现各个参数的测量。该测试仪具有低功耗、高精度、携带方便等特点，把所测数据保存在单片机里，然后通过LCD显示。其中电容是采用555多谐振荡电路产生的，而电感则是根据电容三点式产生的。本设计采用Keil51为仿真平台，设计测量系统软件包括主程序模块、显示模块、电容测试模块和电感测试模块。最后测试结果表明，本设计性能稳定，测量精度高。
关键词：MCS-51单片机；Keil51仿真平台；电容；电感；LCD
Abstract
With the development of electronic industry, electronic components rapidly increased the scope of electronic components becomes more and more popularin the application,we often measured the size of the inductor and capacitor.Therefore,the design of reliable,safe,has a great practical necessity capacitance inductance tester convenient.
This paper analyzes the method to measure the capacitance and inductance of the principle and measure the frequency of SCM,the system design of capacitance and inductance measurement using MCS-51 microcontroller as the core of the oscillation circuit capacitance and inductance using the corresponding frequency into the measurement parameters to achieve the.The instrument has the characteristics of low power consumption,high precision,easy to carry,the measured data is stored in the microcontroller,and thenthrough the LED display.The capacitance is generated by the 555 multivibrator circuit,but the inductance is generated according to the three point capacitance.This design uses Keil51 as the simulation platform,the design of the measurement system software consists of main program module,display module,test module capacitance and inductance test module.The test results show that the design of stable performance,high measurement precision.
Keywords: MCS-51 microcontroller; Keil51 platform; capacitance; inductance; LCD
第一章前言 (1)
1.1 研究的目的意义 (1)
1.2 电容电感测试仪的发展历史和研究现状 (1)
1.3 本设计所做的工作 (2)
第二章电容电感测试仪的系统设计 (1)
2.1 分析测量电容和电感量原理 (1)
2.2单片机测量频率的方法。 (2)
第一章前言
1.1研究的目的意义
电容电感测试仪针对变电站现场测量并联电容器组中的单个电容器电容值时存在的问题而专门研制的。电容电阻的测量在测试技术和产品研究中研发中应用的十分广泛。在应用中我们常常要测量电容电阻的大小。因此，设计可靠，安全，便捷的电阻，电容，电感测试仪具有极大的现实必要性和具有广泛的使用价值和应用前景。传统的测量电容方法有谐振法和电桥法两种。前者电路简单，速度快，但精度低；后者测量精度高，但速度慢。随着数字化测量技术的发展，在测量速度和精度上有很大的改善，电容的数字化测量常采用恒流法和比较法。电感测量可依据交流电桥法，这种测量方法虽然能较准确的测量电感但交流电桥的平衡过程复杂，而且通过测量Q值确定电感的方法误差较大，所以电感的数字化测量常采用时间常数发和同步分离法。由于测量电容，电感方法多并具有一定的复杂性，所以本次设计是在555振荡器基础上拟定的一套自己的设计方案。
本毕业设计希望通过对电容、电感测试仪的设计来培养学生综合运用所学知识分析和解决实际问题的能力，系统的掌握单片机的开发设计过程，强化实际应用技能训练，为今后开展单片机应用系统的设计和开发打下初步的基础。
1.2电容电感测试仪的发展历史和研究现状
由于使用的场合不同，测量电容的方法各有不同，在电容的测量系统中，几乎都是普通的电路原理，比如把它作为阻抗的虚部来测量的有充电法、电感交流耦合电桥、比例法等而标准器件测量法、脉冲计数法、恒流源测量法和在线测量法则充分利用了单片机的可编程性，实现了电容测量的智能化。
测量电感有很多的方法，有电桥法、谐振法等等，但都不能精确地读出大小。例如：电桥法由于调节电阻值一般只能用手动，电桥的平衡判断亦难以用简单的电路实现，因此不宜实现自动测量；而谐振法对振动器的要求比较高，因此和电桥法一样，他调节平衡判别很难实现智能化。随着单片机的诞生，传统的测量方法得到了根本性的改革，促进了仪器仪表的更新换代，提高了测量精度。
在我国1997年05月21日中国航空工业总公司研究出一种电阻、电容、电感在线测量及装置等点位隔离方法，用于对在线的电阻、电容、电感元件实行等电位隔离。
随着生产水平和测试技术的提高，测试仪器得到了迅速发展，近年来我国测量仪器的可靠性和稳定性问题得到了很多方面的重视，状况有了很大改观。不论是航空和导航系统的设计、调试，或者是自动生产线上的产品测试与控制，发展自动测试已经成为唯一的出路。测试仪器行业目前已经越过低谷阶段，重新回到了快速发展的轨道，尤其最近几年，中国本土仪器取得了长足的进步，现在误差为0.1%左右的测试仪器，大部分已经被具有高速度、高精确度、多参数、多功能
的自动测量仪器所代替。特别是通用电子测量设备研发方面，与国外先进产品的差距正在快速缩小，对国外电子仪器巨头的垄断造成了一定的冲击。随着模块化和虚拟技术的发展，为中国的测试测量仪器行业带来了新的契机，加上各级政府日益重视，以及中国自主应用标准研究的快速进展，都在为该产业提供前所未有的动力和机遇。从中国电子信息产业统计年鉴中可以看出，中国的测试测量仪器每年都以超过30%以上的速度在快速增长。在此快速增长的过程中，无疑催生出了许多测试行业新创企业，也催生出了一批批可靠性和稳定性较高的产品。他是电测技术与电子测量仪器及数字电子计算机结合的产物。
1.3本设计所做的工作
本设计是以555为核心的振荡电路，将被测参数模拟转化为频率，并利用单片机实现计算频率，所以，本次设计需要做好以下工作：
1．分析测量电容和电感量原理。
2．研究单片机测量频率的方法。
3．LCD(液晶显示器)显示的使用和编程方法。
4．以MCS-51单片机为核心，设计测量系统硬件。
5．以Keil51为仿真平台，设计测量系统软件，包括主程序模块、显示模块、电容测试模块和电感测试模块。
6．设计直流稳压电源。
第二章电容电感测试仪的系统设计
2.1分析测量电容和电感原理
电容器的种类很多，依其中使用的绝缘介质材料不同可分为：纸介电容、金属化纸介电容、云母电容、瓷介电容、涤纶薄膜电容、聚本乙烯薄膜电容、钽电解电容、铝电解电容、双电层电容等。大多数电容器没有正负极之分，容量一般都在1uf以下，一般适合在较高频率的场合使用；电解电容器的容量可以做到104uf，超大容量的双电层电容器（EDLC）其容量可以做到法拉级，但都有极性，适合低频场合使用，容量测量方法与无极性电容器不同。电感器一般有空心、磁心、铁心之分，但电感量的测量方法一般没有区别。
基于此思想，且利用单片机，我们把电感值L通过三点式振荡器转变成频率信号f,然后传送至单片机，在单片机的内部计数器中计数，记录下产生的方波脉冲并通过事先输入的程序计算出电感值，最终通过串行口传到以为寄存器，然后经过气短数码显示管显示出来，最终得到结果。逻辑框如图2-1所示：
图2-1 电容测量逻辑框
电容电感侧量有4种方法：
1.利用电容器放电测电容实验原理
电容器充电后，所带电荷量Q与两极板电势差U和电容C之间满足Q=CU的关系.U可由直流电压表测出，Q可由电容器放电测量.使电容器通过高电阻放电，放电电流随电容器两极板间的电压下降而减少，通过测出不同时刻的放电电流值，直至i=0，作出放电电流i随时间变化的曲线，曲线下的面积即等于电容器所带电荷量Q.由C=QU可求出电容器的电容值.
2.利用放电时间比率测电容
其测量原理是把被测电容和基准电容连接到同一电阻上，构成RC网络。通过测量两个电容放电时间的比率，就可以求出被测电容的电容值。测量范围从pF(10-12F)到几十个nF(10-9F)，并且在寄生电容的抑制和温度稳定性方面具有极很大的优势。
3.RC或LC振荡器频率测量法
利用单片机测脉冲来测时间常数RC再计算电容，其测量原理是把被测电容和电阻串联，构成RC网络，然后可利用这个时间常数去弄个振荡器，调好振荡信号的波形然后开始计数脉冲值，可能的周期为
T=A0 × RC
A0为一个常数，可通过周期可以计算出C的值。这个可以用单片机来测，理
论上可以从测的值可以为N 多个，大大超过前面所讲述的。
也可以采用LC 组成三点式振荡器，而将电子元件的参数C 、L 转换成频率信号f.这样先用单片机测量该振荡器的频率或周期，然后再根据公式
2f π
=
4.利用交流电桥的平衡原理测量电容
如图2-2是交流电桥的原理线路。它与直流单电桥原理相似。在交流电桥中，四个桥臂一般是由交流电路元件如电阻、电感、电容组成；电桥的电源通常是正弦交流电源；交流平衡指示仪的种类很多，适用于不同频率范围。
图2-2 交流电桥的原理线路
当电桥平衡时，
Rx
由上式可求得
Cx
2.2单片机测量频率的方法
由振荡器频率的定义可知，测量频率就是测1S 时间内计数脉冲的个数。因此，用单片机侧量频率的基本方法，就是采用一个定时器，用另外一个定时器作为计数器，来计数1S 内脉冲的个数，得到的计数值就是脉冲的频率。这里有三个数据需要特别关注。
1.定时器的最大定时时间
当单片机使用不同晶振时，定时器的最大定时时间不同。这里使用的12MHz
晶振，其时钟周期是1US，T0在16位定时器工作方式时的最大定时时间是：
1US*65536=65.535ms
也就是说直接使用T0不能得到1S的时间。
2.计数器的最大计数
1)、13位定时计数方式，最大计数值为2^13=8192,定时8192个机器周期。此方式已经不再用了，是为了和以前的单片机兼容，学初者不用掌握。
2)、16位定时计数方式，最大计数值为2^16=65536,定时65536个机器周期。此方式可实现最大的定时时间和最大计数次数。是最常用方式之一。
3)、8位自动重装计数方式，最大计数值为2^8=256,定时256个机器周期。此方式工作时定时或计数到了不用重装初值，精度较高。另外在串口通讯时常用此方式。是最常用方式之一。
4)、特殊工作方式。将定时器0分成两个8位功能不全的定时计数器，要占用T1部分功能。也不常用
3.LC振荡器的频率
LC振荡器的频率公式是
f=1/2π√LC
当选用L=100μH时，不同电容由公式计算所得到的f值如表2-1：
表2-1 由公式求得的LC振荡器的频率
由表2-1中的数据可以看出，当电容为10nF时，LC振荡器的频率已大大超过单片机的计数范围。因此在使用单片机测量频率时，要根据振荡频率的范围确定计时时间。
2.3本机的测量原理
本机的测量原理就是基于测量振荡器频率的方法。为了能够同时测量电容和电感，采用了LC三点式振荡器，拟采用MCS-51单片机为核心来实现核心电路是由LM311N组成的LC振荡器。由单片机测量LC振荡回路的频率，然后再依据振荡频率计算出对应的电容电感量。但是由于单片机测量频率范围的限制，同事也为了减少分布参数对测量精度的影响，本机采用一个比较特殊的方法。概括地说。它是以一个意志的标准电容C2为基准，测量其振荡器频率，然后在计算电容或者电感。
具体的测量原理如图2-3所示。图中C2由一个1000pF的聚苯乙烯电容与一个20pF的瓷介电容并联而成，精度0.5%，当C2未接入电路时，由L1和C1组成的振荡器的频率为
然后将C2与C1并联，这时由L1和C1+C2组成的振荡器的频率为
2f
将以上两式变换整理后可得
2f
和
1L
图2-3 测量原理图
三江学院2011届本科毕业设计（论文）
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电阻电感电容测试仪的设计与制作 论文编号B甲1301 参赛题目电阻电感电容测试仪的设计与制作参赛学校山东理工大学 学院电气与电子工程 指导老师李震梅唐诗 参赛队员姓名吴硕刚王鹿鹿张兵联系方式
电阻电容电感测试仪的设计与制作 摘要：本文设计了一种基于单片机的数字式RCL自动测量仪。该系统由STC89C52、DDS、自校准电路、分压及R运算电路、频率测量及控制电路、高精度交流/有效值转换电路、DAC、译码控制电路、液晶显示电路等构成，采用AD9850产生高精度的正弦波信号,采用电压比例算法推算出电阻、电容值或者电感值。测量电路由八级标准电阻、继电器和NEC5532组成，能自动选择相应的标准电阻挡级及标准信号源的频率，完成量程的自动转换。用单片机控制测量和计算结果,运用自校准电路提高测量精度,采用1602液晶模块实时显示数值。实验测试结果表明,本设计性能稳定,测量精度高，超过设计要求。 关键词: STC89C52,测量，DDS，显示，频率 The Design and Manufacture of Resistance Capacitance & Inductance Test Instrument This paper presents a Digital Automatic RCL Meter based on MCU. This system consists of STC89C52, DDS, Self-calibration circuit, V oltage divider and RCL operation circuit, Frequency measurement and control circuit, High Precision AC / RMS conversion circuit, DAC, Decoding control circuit, and LCD display circuit. The high-precision sine wave signal was produced by AD9850, The resistance, capacitance and inductance can be calculated by voltage ratio algorithmThe measurement circuit consists of eight standard resistance, relays and NEC5532. It can automatically select the appropriate level of resistance and frequency of signal source, fulfill the automatic switch of measurement range.The measurement and calculation were controlled by chip microcomputer.The self-calibration circuit was used to improve the measurement accuracy. The real-time values were displayed by 1602 LCD module.The experimental results show that the performance of the system is stable with high accuracy; the capacity of the system is over the design requirements. Keywords: S TC89C52, measurement, DDS, dislay, frequency
基于单片机的电容测量仪的设计与实现 专业：电子信息工程学号：XXX 学生姓名：XXX 指导老师：XXX 【内容摘要】随着科技的不断发展，人类的不断进步，在电子技术领域的发展可谓突飞猛进，然而电容器在电子线路中得到广泛的应用，它的容量大小对电路的性能有着重要的作用。因此，电容量的测量在日常使用中就不可避免。 本设计采用STC89C52单片机和继电器控制电容充放电主要电路测量电容电路，电容测量是采用RC充放电的基本原理实现的。测量电容元器件的仪表种类较多，方法也各有不同，但都有其优缺点。一般的测量方法都存在计算复杂、不易实现自动测量。在这里是把电容元件参数C转换成时充电时间的长短，用时间继电器定时，单片机定时器0计算充电时间，当电容充电到预设好的电压后LM393反转输出低电平。LM393的输出端接到STC89C52单片机的INT0口，当低电平时单片机产生外部中断，单片机计数后再运算求出C，最后通过LCD1602显示器显示被测电容容值。在软件设计中，该设计使用C语言来编写程序。 【关键词】STC89C52单片机继电器LM393
The capacitance meter Design and Implementation based on microcontroller 【Abstract】With the continuous development of science and technology, the continuous progress of human development in the field of electronic technology can be described by leaps and bounds, capacitor, however, has been widely used in electronic circuits, its size has an important role on the performance of the circuit. Therefore, the measurement of the capacitance in the day-to-day use is inevitable. This design uses STC89C52 MCU and relay control capacitor charging and discharging the capacitor circuit of the main circuit measurement, capacitance measurement RC charge and discharge the basic realization of the principle. More kind of instrument for measuring capacitance components, the method is also different, but it has its advantages and disadvantages. The ships measuring method of computational complexity are present, is not easy to achieve automatic measurement. Here is convert the capacitive element parameters C charging time, time relay timing, SCM timer to calculate the charging time, when the capacitor is charged to the preset voltage LM393 inverted output low. LM393 output end to STC89C52 MCU INT0 mouth, external interrupt generated when the low single-chip, single-chip count and then computing the calculated C, and finally through the the LCD1602 display shows the measured capacitance value. In software design, the design uses the C language to write the program. 【Key words 】STC89C52 microcontroller relay LM393
简易数字式电阻、电容和电感测量仪设计报告 摘要：本系统利用TI公司的16位超低功耗单片机MSP430F149和ICL8038精密函数发生器实现对电阻、电容和电感参数的测量。本系统以自制电源作为LRC数字电桥和各个主要控制芯片的输入电源，并采用ICL8038芯片产生高精度的正弦波信号流经待测的电阻、电容或者电感和标准电阻的串联电路，通过测量电阻、电容或者电感和标准电阻各自的电压，利用电压比例计算的方法推算出电阻值、电容值或者电感值。利用MSP430F149单片机控制测量和计算结果，运用自校准电路提高测量精度，同时用差压法，消除了电源波动对结果的影响。测量结果采用12864液晶模块实时显示。实验测试结果表明，本系统性能稳定，测量精度高。 关键词：LRC 数字电桥、电压比例法、液晶模块、MSP430F149、电阻电容电感测量 一、设计内容及功能 1.1设计内容 设计并制作一台简易数字式电阻、电容和电感参数测量仪，由测量对象、测量仪、LCD 显示和自制电源组成，系统模块划分如下图所示： 测量对象 LCD显示 电阻/电容/电感 简易的数字电阻、电容和电感测量仪 自制电源 1.2 具体要求 1. 测量范围 （1）基本测量范围：电阻100Ω～1MΩ；电容100pF～10000pF；电感100μH～10mH。 （2）发挥测量范围：电阻10Ω～10MΩ；电容50pF～10μF；电感50μH～1H。 2. 测量精度 （1）基本测量精度：电阻±5% ；电容±10% ；电感±5% 。 （2）发挥测量精度：电阻±2% ；电容±8% ；电感±8% 。 3. 利用128*64液晶显示器，显示测量数值、类型和单位。 4. 自制电源 5. 使用按键来设置测量的种类和单位 1.3系统功能 1. 基本完成以上具体要求 2. 使用三个按键分别控制R、C、L的测试 3. 采用液晶显示器显示测量结果 二、系统方案设计与选择 电阻、电容、电感测试仪的设计目前有多种方案可以实现，例如、使用可编程逻辑控制器(PLC)、振荡电路与单片机结合或CPLD与EDA相结合等等来实现。在设计前本文对各
基于单片机控制无线充电系统的研究与设计毕业论文 目录 摘要....................................................... 错误!未定义书签。Abstract ...................................................... 错误!未定义书签。第一章引言............................................................ - 1 - 1.1 研究背景......................................................... - 1 - 1.2 研究前景与意义................................................... - 1 - 1.3 无线充电技术分类及国外现状....................................... - 3 - 1.3.1 无线充电技术的分类.......................................... - 3 - 1.3.2 无线充电技术的历史及现状.................................... - 7 - 1.4 本文主要研究容................................................... - 9 -第二章无线电力传输原理................................................. - 10 - 2.1 电磁感应原理.................................................... - 10 - 2.2 基于近场磁感应无线电力传输原理.................................. - 10 - 2.3 基于电磁耦合共振的无线电力传输原理.............................. - 13 -第三章影响无线电力传输效率的因素分析................................... - 16 - 3.1 近场磁感应无线电力传输系统模型.................................. - 16 - 3.2 距离与线圈半径对效率的影响...................................... - 17 - 3.2.1 距离与效率关系............................................. - 18 - 3.2.2 线圈半径与效率关系......................................... - 19 -
第2章方案论证 2.1设计原理 本设计采用筒式电容传感器采集液位的高度。主要利用其两电极的覆盖面积随被测液体液位的变化而变化，从而引起对应电容量变化的关系进行液位测量。由于从传感器得出的电压一般在0~30mv之间，太小不易测量，所以要通过放大电路进行放大。从放大电路出来的是模拟量，因此送入ADC0809转换成数字量，ADC0809连接于单片机，把信号送入单片机。通过单片机控制水泵的运转。显示电路连接于单片机用于显示水位的高度。该显示接口用一片MC14499和单片机连接以驱动数码管。 2.2．系统框图 被测物理量：主要是指非电的物理量，在这里为水位。
传感器：将输入的物理量转换成相应的电信号输出，实现非电量到电量的变换。传感器的精度直接影响到整个系统的性能，所以是系统中一个重要的部件。 放大，整形，滤波：传感器的输出信号一般不适合直接去转换数字量，通常要进行放大，滤波等环节的预处理来完成。 A/D转换器：实现将模拟量转换成数字量，常用的是并行比较型、逐次逼近式、积分式等。在此用到逐次逼近式。 单片机：目前的数据采集系统功能和性能日趋完善，因此主控部分一般都采用单片机。 显示设备：在此用到8段数码管。 控制设备：控制电动机的运行或关闭。 第三章单元电路设计 3.1传感器设计 3.1.1传感器原理 电容式液位传感器系统; 它利用被测体的导电率, 通过传感器测量电路将液位高度变化转换成相应的电压脉冲宽度变化, 再由单片机进行测量并转换成相应的液位高度进行显示,该系统对液位深度具有测量、显示与设定功能, 并具有结构简单、成本低廉、性能稳定等优点。 3.1.2传感器的组成
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基于51单片机的RLC测量仪的设计与实现 【内容摘要】为实现RLC测量操作简洁化、携带便携化和价格低廉化等性能。文设计了一款基于51单片机的RLC测量仪系统。系统由STC89C52单片机、NE555芯片、CD4052开关、LCD1602显示器以及LC震荡电路组成。经测试结果表明：该系统具有测量电阻，电容以及电感等功能，电阻测量范围100Ω~1M Ω，电容测量范围100pF~10000pF，电感测量范围100uH~1000mH；测量精度：±5%，具有较好的应用价值和参考意义。 【关键字】STC89C52；NE555；CD4052；LCD162；电容三点
1前言 1.1课题研究背景 现如今在电子测试方面，电阻，电容和电感的测量在测试技术和产品研发应用得非常普遍，国内外电阻、电容和电感测试发展历史悠久，方法多如牛毛，本文整理了一些常用的方法，如下： 电阻测量按照其产生恒流源的方法分为三种：电位降法、比例运算器法以及积分运算器法。比例运算器法测量的缺陷为误差稍大，积分运算器法更适合用于高电阻的测量。 经典的电容测试有两种方式，一种是谐振法，另一种是电桥法，尽管谐振测试法电路具备测量简单，速度快的优势，但是精度低；电桥测试法则是具有测量精度高的有点，但是速度慢。在数字化测量的高速发展下，电容的测量在速度和精度上有很大的提高，然而电容最常用的数字化测量方法则是恒流法与比较法。 电感测量最为常用的是交流电桥法，尽管交流电桥法能够比较准确的测量出电感值，然而该法不仅交流电桥的平衡过程复杂，难以调节，而且由测量Q 的值去确定电感的方法误差较大。在数字化测量的影响下，相关技术人员又研发出电感的数字化测量的便捷方法，最为常用是时间常数法和同步分离法。1.2国内外发展现状 纵横国内外，有很多测试厂家一直致力于RLC测试仪的研发生产，国际的测试厂家主要产品有美国的安杰伦、惠普和美的福禄克、日本本置等，其中产品做得更为优秀的以安杰伦和惠普福禄克系列为主，其公司生产的测试产品不仅体积小、基本精度可达到0.1%、测试频率的应用范围由十几赫兹扩展到达几十兆赫兹并且用户可选择多种方式测试运行频率，测试速度也非常快。我国主要品牌有常州同惠电子、苏州协锐电子、上海仪器仪表研究所和重庆茂丰工贸等生产厂家。我国仪器厂家所生产的RLC测试仪体积相对而言比国际的厂家要大一些，外形大多数为一个长方体，而国际的大多数为一手持测试表。
基于单片机的电容测量 随着科技的不断发展，单片机已经成为了现代电子技术中不可或缺的一部分。它具有高效、集成度高、处理能力强等优点，被广泛应用于各种嵌入式系统中。而电容测量作为电子测量中的重要组成部分，对于单片机来说具有重要的应用价值。本文将介绍一种基于单片机的电容测量方法。 一、单片机与电容测量概述 单片机是一种集成电路芯片，内部集成了计算机的基本单元，包括中央处理器、存储器、输入输出接口等。它能够实现各种数字信号处理、控制、通信等功能，具有体积小、功耗低、可靠性高等优点。而电容测量则是通过测量电容值来实现对被测物体参数的检测，常被应用于各种物理量、化学量、生物量等的测量。 二、基于单片机的电容测量系统设计 基于单片机的电容测量系统主要包括单片机、测量电路和显示模块三个部分。其中，单片机作为核心控制单元，负责处理测量数据并控制整个系统的工作流程；测量电路包括电容传感器和信号处理电路，用于实现电容值的测量；显示模块则将测量结果显示出来。
1、单片机选型与编程 在基于单片机的电容测量系统中，单片机的选型与编程是至关重要的环节。常见的单片机型号包括STM32、PIC、AVR等，其中STM32系列单片机具有处理速度快、功能丰富、易于开发等优点，因此被广泛应用于各种嵌入式系统中。在编程方面，一般采用C语言或汇编语言进行编程，其中C语言由于可读性强、易于维护等特点而得到广泛应用。 2、测量电路设计 测量电路是实现电容测量的关键部分，主要包括电容传感器和信号处理电路。电容传感器是将被测物体转换为电容值的变化，而信号处理电路则将这种微小的电容变化转化为可读的电压信号，并传输给单片机进行数据处理。常用的信号处理电路包括放大器、滤波器、运算放大器等。 3、显示模块设计 显示模块用于将测量结果显示出来，一般采用LED或LCD显示屏。其中，LED显示屏具有亮度高、寿命长、功耗低等优点，而LCD显示屏则具有显示清晰、色彩丰富等优点。在基于单片机的电容测量系统中，一般采用LED显示屏作为显示模块。
毕业论文（设计） 题目电阻电容电感测仪的设计 英文题目Inductance capacitance resistance tester 院系________________________________ 专业_________________________________ 姓名_________________________________ 年级_________________________________ 指导教师______________________________
摘要 摘要内容： 设计是一种基于单片机（89C51）的高精度电阻电感电容测量仪器的设计•本设计采用MAX038单片压控函数发生器产生高精度的正弦波信号流经待测的电容或者电感和标准电阻的串连电路，利用电压比例计算的方法推算出电容值或者电感值，利用51单片机控制测量和计算结果，采用1602液晶模块实时显示数值，可以手动调节量程，正弦信号发生器可以实现幅值和频率的调整,为了提高精度,我们把被测的交流电压先通过ICL7650来消除因为AD637输入电阻较低产生的误差.实验测试结果表明,本设计性能稳定,测量精度高。 关键词：电压比例法；89C51; AD637; 1602 液晶;
Desig n of in ducta nee capacita nee resista nee tester ABSTRACT Abstract content: he design is the design of a high-precision instrument for RLC measurement based on microc on troller(89C51).This desig n adopted MAX038 mon olithic voltage-c on trolled fun ctio n gen erator to produce high accuracy sine wave sig nal,which passed through the series circuit of the capacity or in ducta nee and sta ndard resista nce,a nd the n measured the respective voltage of the capacity or the inductanee and the standard https://www.doczj.com/doc/c519070384.html,ing the voltage proportion method calculated the capacitanee values or inductanee values.The design used 51 microcontroller to control the measurement and calculation results,used 1602 LCD to show the result. The range can be adjusted manu ally, sine sig nal gen erator can adjust amplitude and freque ncy to improve accuracy, we measured the AC voltage through the ICL7650 to elimi nate the error caused by the lower in put resista nee of AD637. Experime ntal results show that the performa nee of this desig n is stable and of high measureme nt accuracy. Key words : Voltage proportion method; 89C51; AD637; 1602 LCD; 第一章引言错误！未定义书签 电压比例法测量原理. 第三章系统方案
（完整版）基于单片机的毕业论文设计标题：基于单片机的室内温湿度监测与控制系统 摘要：本论文设计了一种基于单片机的室内温湿度监测与控制系统。 该系统通过温湿度传感器实时感知室内的温湿度信息，并由单片机进行数 据处理和控制。用户可以通过LCD显示屏和按键进行界面交互和参数设置。系统可以实时显示室内的温湿度信息，并根据设定的温湿度范围进行自动 调节。实验结果表明，该系统具有良好的稳定性和准确性，能够满足室内 温湿度的要求。 关键词：单片机，温湿度传感器，LCD显示屏，温湿度监测与控制 1.引言 室内温湿度是人们日常生活中非常重要的参数，直接影响室内舒适度 和健康。然而，室内温湿度的监测和控制通常需要人工干预，效率较低， 无法实时调节。本论文旨在设计一种基于单片机的室内温湿度监测与控制 系统，以便实现室内温湿度的自动化管理。 2.系统设计 本系统主要由温湿度传感器、单片机、LCD显示屏和按键组成。温湿 度传感器负责实时感知室内的温湿度信息，并将数据传输给单片机。单片 机进行数据处理和判断，可以根据设定的温湿度范围进行自动调节。用户 可以通过LCD显示屏和按键进行界面交互和参数设置。 3.硬件设计 温湿度传感器采用XX型号传感器，通过串口将温湿度数据传输给单 片机。单片机选择XX型号，具备较强的数据处理能力和通信功能。LCD
显示屏选用XX型号，可实现温湿度信息的实时显示和参数设置。按键采 用XX型号，用于用户与系统的交互。 4.软件设计 系统的软件设计主要包括温湿度数据处理、控制算法实现和界面设计。温湿度数据处理部分主要负责接收温湿度传感器的数据，进行数据校正和 滤波处理，以确保数据的准确性和稳定性。控制算法实现部分根据设定的 温湿度范围，计算出相应的控制信号，控制系统的终端设备进行温湿度的 调节。界面设计部分主要负责实现与用户的交互，包括温湿度信息的显示 和参数设置等功能。 5.实验结果与分析 对系统进行了多次实验，结果表明系统具有良好的稳定性和准确性， 能够满足室内温湿度的要求。通过LCD显示屏可以实时显示室内的温湿度 信息，并且用户可以通过按键进行设定和调节。系统能够根据设定的温湿 度范围进行自动控制，保持室内温湿度在适宜的范围内。 6.总结与展望 本论文设计了一种基于单片机的室内温湿度监测与控制系统，具备实 时监测和自动控制的功能。该系统能够实现室内温湿度的自动化管理，提 高了室内舒适度和健康水平。然而，本系统还存在一些改进空间，例如可 以增加更多的传感器和功能模块，进一步提升系统的性能和扩展性。 [1]张三.基于单片机的温湿度监测与控制系统设计[D].XX大学,20XX. [2]李四,王五.单片机原理与应用[M].北京:人民邮电出版社,20XX.
毕业设计（论文） 基于单片机的RLC测试仪设计Design of RLC Instrument Based on SCM 长春工程学院
摘要 随着电子技术的发展，产品智能化、数字化已成为人们追求的一种趋势，尤其对电子设备的精密度和稳定度最为关注。现在使用的RLC测试仪大都是硬件电路往往比较复杂，体积比较庞大，不便携带，而且价格比较昂贵，而且对初学者来说很不方便。所以本设计设计了基于AT89S51单片机控制的RLC测试仪。利用单片机的运算和控制功能，方便地实现对R、L、C的参数的测量。可在硬件结构不变的情况下，同时用软件程序代替一些硬件测量电路。能够很好的完成对RLC 参数的测量。本设计通过插值算法使测量结果精度得到了有效的提高，同时通过数字惯性滤波法避免了读数的跳动，使得读取测量结果更加方便。本设计正是应社会发展的要求，研制出一种价格便宜和操作简单、自动转换量程、体积更小、功能强大、便于携带的RLC测试仪。 关键词 单片机RLC测试仪插值算法数字滤波 Abstract
With the develop of electronic technology,the products’intelligentize and digitized has become a trend which is pursued by human ，Especially for electronic equipment precision and stability .The RLC testers now are used mostly hardware circuits ,which are complex, large volume comparison, inconvenience to carry, and price is more expensive and inconvenient for beginners. Therefore, the design of the RLC tester based on AT89C51 SCM is necessary. using the SCM’s operation and control functions to realize the measure of the R, L, C parameters expediently. In the case of the hardware structure remain unchangable, using a software program to replace some hardware measuring circuit,which can complete the measure of RLC parameters very well. The design improve s the results’measuring accuracy by using the interpolation algorithm effectively, at the same time through a filtering method to avoid reading the beat, making it more convenient to read the measuring results. The design is conformed to the social development, developed a cheap and simple, automatic conversion range and smaller size, and portable RLC Tester. Key word:Single chip micro RLC measuring meter Interpolation algorithm Digital filtering
基于单片机的电流电压测量系统设计 目录 1 前言 (2) 1.1 电子测量概述 (2) 1.2 数字电压表的特点 (2) 1.3 单片机的概述 (3) 2 系统方案的选择与论证 (4) 2.1 功能要求 (4) 2.2 系统的总体方案规划 (4) 2.3 各模块方案选择与论证 (5) 2.3.1 控制模块 (5) 2.3.2 量程自动转换模块 (5) 2.3.3 A/D转换模块 (5) 2.3.4 显示模块 (6) 2.3.5 通信模块 (6) 3 系统的硬件电路设计与实现 (7) 3.1 系统的硬件组成部分 (7) 3.2 主要单元电路设计 (7) 3.2.1 中央控制模块 (7) 3.2.2 量程自动转换模块 (8) 3.2.3 A/D模数转换模块 (13) 3.2.4 显示模块 (14) 3.2.5 通信模块 (15) 3.2.6 电源部分 (16) 4 系统的软件设计 (16) 4.1 软件的总体设计原理 (16) 4.1.1 A/D转换程序设计 (17) 4.1.2 数字滤波程序设计 (18) 4.1.3 量程自动转换的程序设计 (20) 5 系统调试及性能分析 (22) 5.1 调试与测试 (22) 5.2 性能分析 (22) 6 结束语 (23) 6.1 设计总结 (23) 6.2 设计的心得 (23) 7 致谢词 (24) 附录 (25) 附录1 参考文献 (25)
附录2 系统总电路图 (26) 附录3 源程序 (27) 1 前言 1.1 电子测量概述 从广义上讲，但凡利用电子技术来进行的测量都可以说是电子测量；从狭义上来说，电子测量是在电子学中测量有关电量的量值。与其他一些测量相比，电子测量具有以下几个明显的特点：①测量频率范围极宽，这就使它的应用范围很广；②量程很广；③测量准确度高；④测量速度快；⑤易于实现遥测和长期不间断的测量，显示方式又可以做到清晰，直观；⑥易于利用电脑，形成电子测量与计算技术的紧密结合。 随着科学技术和生产的发展，测量任务越来越复杂，工作量加大，测量速度测量准确度要求越来越高，这些都对测量仪器和测试系统提出了更高的要求。微机的出现为解决上述问题提供了条件。利用微机的记忆，存储，数学运算，逻辑判断和命令识别等能力，发展了微机化和自动测试系统。近年来微机和大规模集成电路发展很快，价格大幅下降，同时在测试系统中还解决了通用接口母线标准化问题，使微机化仪器和自动测试系统得到了很大发展，正改变着电子测量的面貌。 1.2 数字电压表的特点 1.读数直观、准确 电压表的数字化，是将连续的模拟量(如直流电压)转换成不连续的离散的数字形式并加以显示。这有别于传统的以指针与刻度盘进行读数的方法，防止了读数的视差和视觉疲劳。 2.显示范围宽、分辫力高 指针表的分辫力，是由刻度盘的细度表达的，刻度盘在一定条件下无法分得很细，太细了视觉分辫也很困难，而数字显示的电压表，目前可以做到从2〔1/2〕到10〔1/2〕。 数字电压表的输入阻抗可高达(1~10000)M。输入阻抗越高，所吸收被测信号的电流就越小，所带来的附加误差极小，可以忽略。 4.集成度高、功耗小、抗干扰能力强 由于CMOS技术的发展，集成电路的功耗变得很小，即发热量很小，这样就可以在同一块芯片上集成更多的元件，形成大规模或超大规模集成电路。这给制造业带来了飞跃，不仅仪表小巧而功能齐全，其他如、袖珍电脑等也得以诞生。目前双积分或多重积
南昌工程学院 毕业设计(论文) 机械与电气工程学院系（院）电气工程及其自动化专业毕业设计（论文）题目基于单片机的锂离子电池电量检测系统设计 学生姓名纪炜焕 班级电气工程及其自动化（1）班 学号2009100106 指导教师饶繁星 完成日期2013 年 5 月20 日
基于单片机的锂离子电池电量检测系统设计Lithium-ion battery detection system design based on MCU 总计毕业设计（论文） 34 页 表格 7 个 插图 15 幅
摘要 锂离子电池与其他种类的电池相比有着诸多优势，已经成为我们日常生活中必不可少的一部分。相信在使用锂离子电池的过程中，我们常会考虑还剩多少电量的问题，但是又找不到好的电量检测方法，针对该要求，本文设计了一种基于单片机的锂离子电池电量检测系统，该检测系统可以满足我们日常生活中对锂离子电池电量检测的需求，以全面掌握锂离子电池的电量状态。 本文主要叙述了基于单片机的锂离子电池电量检测系统的研究和设计，该系统主要由模拟量采集、锂离子电池检测模块、单片机模块、以及LED驱动显示电量等相应的部分组成，介绍了锂离子电池的特点、电池电量检测原理、系统的结构及性能，重点介绍了该系统的软硬件设计等。 考虑到检测系统的复杂程度、精确性、可靠性等各个方面，本文介绍的设计方案能够满足我们对锂离子电池电量检测的要求。 关键字：锂离子电池BQ2040 电池检测单片机LED显示
Abstract Compared with other types of batteries, the lithium-ion battery have many advantages, becoming an indispensable part of our daily lives. I believe that in the process of using lithium-ion battery, we often consider the question of how much power is left, but they can not find a good power detection method. for the requirements, we design a lithium-ion battery detection system based on MCU, the detection system can meet the demand for lithium-ion battery detection in our daily lives , in order to fully grasp the charge status of the lithium-ion battery. This paper describes the research and design of lithium-ion battery detection system based on MCU The system consists of a Analog acquisition module, battery detection module, MCU module and LED drive power display modules. the article describes the characteristics of the lithium-ion battery, the battery detection principle, structure and performance of the system,, focusing on the system hardware and software design. Taking into account the complexity of the detection system, accuracy, reliability, and other aspects, the article describes the design can meet the requirements of our lithium-ion battery detection. Key words：Lithium-ion battery BQ2040 Battery detection MCU LED display