基于脉冲计数法的电容测量仪的设计

李　烨，张　平

（江苏联合职业技术学院镇江分院 机电工程系，江苏　镇江　212016）



基于脉冲计数法的电容测量仪的设计

李烨，张平

（江苏联合职业技术学院镇江分院 机电工程系，江苏镇江212016）

摘要：文章采用555定时器与待测电容相连构成矩形波振荡器，通过AT89S51单片机对矩形波频率进行计算求得待测电容值，采用74LS153进行量程转换控制并采用LCD1602显示测量结果。

关键词：电容测量；555定时器；AT89S51；74LS153

在电子线路的设计研究中，电容值通常是电路的重要参数。对电容值进行测量大多采用如电桥平衡法、谐振频率测量法或脉冲宽度测量法等，这些方法通常电路复杂、灵活性差、测量精度低。采用“脉冲计数法”设计电容测量仪，将相关参数转化为频率，采用单片机对电路的频率进行计数，通过计算求得电容值并显示出来。这样的设计具有电路简单、操作方便、测量精度高、显示直观等优点，使得电路更加智能化。

1　原理分析

系统采用555定时器和RC积分电路构成矩形波振荡器，并采用单片机实现运算、显示和控制功能。设计思路：当被测电容接入电路，矩形波振荡器即产生一个振荡信号，将该信号的频率送入单片机，通过“脉冲计数法”对频率进行运算，同时求出被测电容值，最终将电容值在显示模块上显示出来。系统设计框图如图1所示。

图1　系统设计框图

2　硬件设计

2.1555定时器和RC积分电路

555定时器是一种多用途的数字-模拟混合集成电路。由于555内部的比较器灵敏度较高，而且采用差分电路形式，它的振荡频率受电源电压和温度变化的影响很小，故能保证检测结果的准确性。……