基于51单片机的数字电容测量仪设计 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/11/15 1:50:49星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

2.2 硬件电路设计

2.2.1 单片机电路设计

为使单片机正常工作,除电源供电部分外,还需提供晶振电路和复位电路。具体电路如下:

C4U11nFX1CRYSTAL1918XTAL1XTAL2C2+5V1nF9RSTP0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WRP3.7/RD393837363534333221222324252627281011121314151617P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7P2.0P2.1P2.2P2.3P2.4P2.5P2.6P2.7C110uF293031PSENALEEAR110KP1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.712345678P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7AT89C51INT0P3.7 图2-3 单片机工作电路

由图2-3可知,9脚外接的是按键复位电路,18,19脚外接的是晶振电路,这样,就构成了单片机正常工作的必备电路。同时,为使P0口正常工作,并增加其带负载能力,P0口需接了上拉电阻(在图中未画出)。

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2.2.2 555时钟芯片与单片机连接

图2-4是555时钟芯片构成的单稳态触发电路,6脚和7脚接在一起,R2和C4构成商店复位电路,2脚用于接收单片机P3.7口产生的低脉冲,3脚接于P3.2脚,用于门控制计时器0的启动与停止。从而将电容容量转为脉冲宽度。 +5VC44.7ufR22kR88U2QDC37100INT0RC251nFP3.72CVVCC4GNDTRTH6NE5551THCX 图2-4 555芯片与单片机的连接 2.2.3 低脉冲产生电路

如图2-5所示,按键接于P3.3口,即外部中断1接口,因此低脉冲是利用中断实现的,P3.7口产生低脉冲,可在软件中的外部中断1函数中实现,整个过程为,需要测量时,按

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键,产生外部中断,利用外部中断,用软件再在P3.7口产生一个低脉冲,之所以利用中断实现该功能,是为了增加产品的可靠性,因为按键的时间是比较长的,直接用按键产生低脉冲可能导致T1 > Tw ,导致测量错误。而利用中断,可以直接在中断函数中产生一个固定时间的低脉冲,保证了测量条件,避免发生错误。

+5VU119XTAL1XTAL2C110uF189RSTP0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WRP3.7/RD393837363534333221222324252627281011121314151617P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7P2.0P2.1P2.2P2.3P2.4P2.5P2.6P2.7R110K293031PSENALEEAP1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.712345678P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7AT89C51INT0200P3.7+5VR4 图2-5 按键产生低脉冲电路

2.2.4 键盘电路

如图2-6所示键盘电路主要用于与用户进行交互,如用户需要选择量程时,就必须交互。键盘分为独立键盘和矩阵键盘,这里只需要实现量程的选择,共四个量程,故无需矩阵键盘,4个独立按键就完全够用了。

P0.3P0.4P0.5P0.6

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图2-6 键盘电路

2.2.5 指示灯电路

如图2-7所示,指示灯主要用于给用户以提示,如当前量程提示,超量程提示等等。 D2用于超量程提示,D6用于电源提示。 P2.3P2.4P2.5P2.6P2.7R9680R10680R11680R12680R3680R6680+5VD1D3D4D5D2LED-GREEND6LED-GREENLED-GREENLED-GREENLED-GREENLED-GREEN 图2-7 指示灯电路

2.2.6 量程选择电路

在图2-4中可以看到,在RC充电回路中,R值是固定的,不可变的,那么量程也显然是不可变的,因此,需要在此加入可调节充电回路电阻的电路部分,这里,利用继电器可以简单实现。具体电路如图2-8所示,利用继电器时需特别注意,由于单片机输出电流是很小的,不足以驱动继电器吸合,因此要加驱动电路,在这里,选择ULN2003芯片来实现。当然,也可以利用典型的三极管驱动来实现,虽然选择的是芯片实现驱动,在这里也将典型的三极管驱动电路列于此。如图2-9所示。

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