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第二章 电容测试仪的系统设计
2.1 电容测试仪设计方案比较
电容测试仪设计可用使用纯模拟电路， PLC，CPLD和EDA振荡电路，结合一个微型计算机来完成实现。在承接各种方案进行比较：
（1）采用纯模拟电路
避免编程但对用于精确低，而且系统复杂，带来很多麻烦，现在很少使用。
（2）PLC
后期应用模块或电路系统可以很容易地集成到控制系统中。它具有速度快，尺寸小，可靠性和精度高的特点。在计划中可以使用PLC硬件，但对于实验来说PLC的成本太高。
（3）用CPLD或FPGA实现
作为硬件描述语言的VHDL，现在已经被广泛应用于电子电路系统之中。可以实现获得电容值的测试仪的设计，但是整个系统太过复杂。
（4）振荡电路结合单片机实现
555芯片是一种将电容参数转换为振荡器频率的电子芯片，所以就可以准确地实现模拟到数字之间的转换，频率是一种单片机可准确高效处理的数据类型，具有精确度高的特点和优势。另一方面，555芯片能够便于实现电子仪表的自动化，使单片机应用系统能够拥有更高的可靠性。它有利于电路系统的扩展，提高电路系统配置的灵活性，能够轻松打造多种规模的智能化应用。通过对555单片机进行编程，那么完全可以在软件设计基础上实现对硬件系统功能的描述。
综上所述，使用简便可行，成本节约的STC89C52来构成振荡电路。
2.2 系统的原理框图
本设计主要实现了电容模拟量到RC振荡频率的f信号的转换，然后送到单片机中处理，并送到显示屏上显示所测量的电容的值。
2.2.1实现RC振荡器电路连接
首先插入被测电容，使之与555芯片构成方波振荡发生器，然后根据送入STC89C52RC中的脉冲信号实现计数。依靠软件编程来将脉冲电路发出的脉冲信号转换成对应的电容值，并通过LCD显示屏实时显示输出的电容值。该电路系统总体上由测量电路模块与电路控制模块两部分组成，具体的如下图2.1所示。
(1)测量部分：将电容的值转换为振荡电路的频率输出，这样就实现了模拟到数字的转换。该测量部分的核心模块是采用555芯片作为定时器的RC振荡器构成的振荡电路。555芯片构成的高灵敏度的差分振荡电路，影响其振荡频率的主要因素是供电电源的电压变化、温度变化等。振荡电路产生的频率信号可通过单片机的引脚来获取。
(2)控制部分：该部分的设计是以当期使用广泛的C52单片机为核心部件，使用该单片机引脚对应的特殊功能，以及单片机附带的中断功能、定时器功能和计数器功能。该模块通过选用型号为LCD1602的显示屏，以实现电容值的实时显示功能。
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