3.硬件模塊設(shè)計(jì)

3.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)

系統(tǒng)核心的控制器采用的是AT89C51單片機(jī)，圖3所示為單片機(jī)最小系統(tǒng)，包括單片機(jī)和單片機(jī)正常工作需要的晶振電路和復(fù)位電路。Proteus中默認(rèn)單片機(jī)電源和地已接好，所以圖中省去了。

3.2 按鍵電路

按鍵電路用于確定是測(cè)量電容還是電阻，如圖4所示，采用了一個(gè)單刀雙擲按鍵。當(dāng)按鍵打到上方接通單片機(jī)P3.6引腳時(shí)，用于測(cè)量電容;打到下方P3.7引腳時(shí)，用于測(cè)量電阻。

3.3 555多諧振蕩器

如圖5所示，利用555和待測(cè)電容或者電阻組成多諧振蕩器，555產(chǎn)生的周期性方波從Q引腳輸出，然后接至單片機(jī)的外部中斷INT0引腳，即P3.2引腳。測(cè)量時(shí)，兩電路只有一個(gè)接至單片機(jī)，分別用于測(cè)量電容和電阻。

3.4 液晶顯示電路

測(cè)量的結(jié)果要顯示出來(lái)，本系統(tǒng)采用LCD1602作為顯示器，圖6為L(zhǎng)CD1602和單片機(jī)的連接電路，P0口接了上拉電阻，作為數(shù)據(jù)口;P2口的前3位作為讀寫(xiě)和使能的控制引腳。

4.軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)軟件流程圖如7所示。接通電源，首先是初始化工作，包括定時(shí)器T0、外部中斷0和LCD1602的初始化。然后啟動(dòng)555芯片，通過(guò)單片機(jī)判斷是否有中斷請(qǐng)求，若無(wú)的話，繼續(xù)等待中斷請(qǐng)求;若有的話，啟動(dòng)定時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)直到有中斷請(qǐng)求時(shí)停止計(jì)時(shí)。得到計(jì)時(shí)值，即555輸出信號(hào)的一個(gè)周期后，判斷是測(cè)量電阻還是測(cè)量電容。判斷后將電阻或者電容值由LCD1602顯示出來(lái)。

5.仿真結(jié)果

將上述各電路模塊整合到一起，組成一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)。采用Keil編寫(xiě)好程序無(wú)誤后，在Proteus中進(jìn)行電路仿真。分別測(cè)量一個(gè)50kΩ電阻和一個(gè)150μF電容的仿真結(jié)果如圖8所示。從中可以看出，測(cè)量有一定的誤差，這主要是因?yàn)椴捎们懊婀接?jì)算時(shí)取了近似值。仿真通過(guò)后，按照仿真電路，購(gòu)買(mǎi)需要的元器件，制作出實(shí)物電路。

6.結(jié)束語(yǔ)

本文介紹了一種基于555定時(shí)器和單片機(jī)的電阻和電容測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和仿真中，是以Keil和Proteus兩種軟件為平臺(tái)。在Keil中使用C語(yǔ)言編寫(xiě)了程序，再利用Proteus仿真了系統(tǒng)電路的功能。該測(cè)量電路簡(jiǎn)單可靠，較易實(shí)現(xiàn)，能夠測(cè)量一定范圍內(nèi)的電阻和電容值從而證實(shí)了本設(shè)計(jì)方案的實(shí)用性。