利用51单片机测量电容量

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在博文“时基电路555的应用”中，做而论道介绍了使用555构成多谐振荡器，并利用该电路测量电容器容量的方法。
通过合理设计电路，可以使得脉冲周期的ms数，等于电容器容量的uF数。
详细内容可见：http://hi.baidu.com/do_sermon/item/fa8586d8f91de910e0f46f91

使用示波器观察ms数，远远不如使用单片机直观方便。
下面介绍一个利用单片机测量周期的方法，测量上述电路中电容器的电容量。

大家都知道，51单片机的外部中断，可以设定为下降沿触发。

当第一次下降沿来临时，在中断程序中，启动定时器的计时；在第二次下降沿来临时，再停止定时器。
这样一来，计时器所统计的数值，就代表了脉冲的周期。

定时器在计时方式下，是针对机器周期计数，在晶振为12MHz时，计时的结果将在0~65536us范围内。
以ms为单位，就是：00.000~65.535，也就是：00.000~65.535uF。

直接用显示器把这个数字显示出来，这就是测量电容的结果。

如果电容器的容量，超出了这范围，可以显示超量程的信息，提示使用者换用不同的档位，就是换用不同的电阻。

使用单片机测量电容的仿真电路如下：

图片连接：http://xiangce.baidu.com/picture/detail/2776d1bacedd2e7b086f49f008d859e9f24b9b6b

超量程的提示显示如下：

图片连接：http://xiangce.baidu.com/picture/detail/045f76180831956a08cc9ea432e7bcbcc6776579

单片机的程序如下：
*/
#include"reg51.h"
#include"intrins.h"

#defineLCD_IOP0

sbitRS=P2^0;//1602写地址
sbitRW=P2^1;//1602写数据
sbitEN=P2^2;//1602工作使能

sbitRST_5=P3^0;//555芯片工作控制
sbitK_STA=P3^1;//开始测量的按键

unsignedchara[16]="MeasureCapac...";
//MeasureCapacitance
unsignedcharb[16]="C:00.000uF";
unsignedintCap;
bitFlg;

//*************延时1ms*******************
voidDelay1ms(unsignedintmm)
{
unsignedinti;
for(;mm>0;mm--)for(i=100;i>0;i--);
}
//*************LCD延时******************
voidLCD_delay(void)
{
chari;
for(i=10;i>0;i--);
}
//*************检查忙否******************
voidCheckstates()
{
RS=0;RW=1;
while(LCD_IO&0x80){
EN=0;LCD_delay();
EN=1;LCD_delay();
};
EN=0;
}
//*************向写LCD命令***************
voidwcomd(unsignedcharcmd)
{
Checkstates();
RS=0;RW=0;
LCD_IO=cmd;LCD_delay();
EN=1;LCD_delay();EN=0;
}
//*************向写LCD数据***************
voidwdata(unsignedchardat)
{
Checkstates();
RS=1;RW=0;
LCD_IO=dat;LCD_delay();
EN=1;LCD_delay();EN=0;
}
//*************初始化LCD*****************
voidLCD_INIT()
{
Delay1ms(5);
wcomd(0x38);Delay1ms(10);//功能设置
wcomd(0x01);Delay1ms(1);//清屏
wcomd(0x08);Delay1ms(1);//关显示
wcomd(0x0c);Delay1ms(1);//开显示，不开光标
}
//*************LCD显示*******************
voidDisplay(void)//显示
{
unsignedchari;
wcomd(0x80);Delay1ms(5);//显示第一行
for(i=0;i<16;i++)wdata(a[i]);
wcomd(0xc0);Delay1ms(5);//显示第二行
for(i=0;i<16;i++)wdata(b[i]);
}
//-------------------------------------------------
voidmain()
{
RST_5=0;//关闭555
LCD_INIT();
Display();//显示

TMOD=0x01;//T0定时方式1
TH0=0x00;//初始值为零
TL0=0x00;
IT0=1;//下降沿触发中断
IE=0x03;//开放局部中断

while(1){
while(!K_STA){//当测量键被按下
RST_5=1;//启动555
Flg=0;
Delay1ms(100);//稍稍延时,让555稳定工作
EA=1;//开总中断
while(EA==1);//等待测量完毕,下面进行数据处理
//因为硬件设计合理,所以数据很简单,无需复杂处理,分离出过大过小的即可
if(Cap<1000){//计数值小于100,显示small,提示换量程
b[4]='t';b[5]='o';b[6]='o';b[7]='';b[8]='s';b[9]='m';
b[10]='a';b[11]='l';b[12]='l';b[13]='.';b[14]='';b[15]='';
}
elseif(Cap>60000){//大于60000,显示large,提示量程
b[4]='t';b[5]='o';b[6]='o';b[7]='';b[8]='l';b[9]='a';
b[10]='r';b[11]='g';b[12]='e';b[13]='.';b[14]='';b[15]='';
}
else{
b[4]='0'+Cap/10000%10;
b[5]='0'+Cap/1000%10;
b[6]='.';
b[7]='0'+Cap/100%10;
b[8]='0'+Cap/10%10;
b[9]='0'+Cap%10;
b[10]='';b[11]='u';b[12]='F';b[13]='';b[14]='';b[15]='';
}
Display();//显示
while(!K_STA);//等待按键释放
}}
}
//-------------------------------------------------
voidX0_INT(void)interrupt0//控制计时的启动、停止
{
Flg=~Flg;
if(Flg)TR0=1;//开始计时
else{
TR0=0;//停止计时
EA=0;//关闭中断
RST_5=0;//关闭555
Cap=TH0*256+TL0;//取出机器周期数
TH0=0x00;//恢复T0初值
TL0=0x00;
}
}
//-------------------------------------------------
voidT0_INT(void)interrupt1//测量超时
{
EA=0;//关闭中断
RST_5=0;//关闭555
TR0=0;//停止定时
TH0=0x00;//恢复T0初值
TL0=0x00;
Cap=65535;//超出值
Flg=0;
}
//-------------------------------------------------