[發明專利]一種寬量程數字電容表

無效

• 申請號: 201410194826.6
• 申請日: 2014-05-10
• 公開（公告）號: CN103954846A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發明（設計）人: 張新安
• 申請（專利權）人: 張新安
• 主分類號: G01R27/26
• 分類號: G01R27/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及電子測量儀器技術領域，具體涉及一種寬量程數字電容表。

背景技術

?在電子產品的設計、生產和維修中，電容的測量十分重要，電子技術的快速發展，使電容表成為了一種不可缺少的測量儀器。傳統的電容測量方法有電橋法和諧振法兩種，電橋法測量精度高，但速度慢，諧振法測量電路簡單，速度快，但精度低。集成電路技術和數字電路技術的飛速發展，使電容的測量實現了數字化和智能化。用單片機制作的數字電容表，具有測量速度快、精度高、功能強、讀數方便等優點，越來越廣泛地應用于電子產品的生產和維修中。

發明內容

為解決現有電容表的不足，本發明公開一種寬量程數字電容表。該數字電容表采用555集成電路設計的單穩態電路，將電容的測量轉換為對555輸出高電平的時間的測量，利用AT89C2051單片機進行數據采集和處理，應用四位LED數碼管顯示電容的測量值，選用78L05三端固定集成穩壓器供電，電容的測量范圍為1pF～2000μF。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：本發明由555電容時間轉換電路、AT89C2051單片機電路、LED顯示電路和電源電路組成。555電容時間轉換電路的閾值輸入端接被測電容，輸出端接AT89C2051單片機的P3.2端。AT89C2051單片機的P3.5端接555電容時間轉換電路的觸發輸入端，P1.0～P1.6端接LED顯示電路的筆劃驅動a～g端，P3.4、P3.3、P3.1、P3.0端分別接LED顯示電路的1、2、3、4端，P1.7、P3.7端分別接555電容時間轉換電路的量程轉換開關K1的pF和nF端。電源電路的輸入端接交流市電，輸出端接555電容時間轉換電路、AT89C2051單片機電路和LED顯示電路的電源輸入端。電容的測量范圍為1pF～2000μF。

?本發明的積極效果在于：測量速度快、精度高、功耗低、量程寬、體積小、功能強、價格便宜、工作可靠、讀數方便。

附圖說明

圖1為本發明的結構方框圖。

圖2為本發明的電路原理圖。

具體實施方式

如附圖1所示，本發明由555電容時間轉換電路、AT89C2051單片機電路、LED顯示電路和電源電路組成。555電容時間轉換電路的閾值輸入端接被測電容，輸出端接AT89C2051單片機的P3.2端。AT89C2051單片機的P3.5端接555電容時間轉換電路的觸發輸入端，P1.0～P1.6端接LED顯示電路的筆劃驅動a～g端，P3.4、P3.3、P3.1、P3.0端分別接LED顯示電路的1、2、3、4端，P1.7、P3.7端分別接555電容時間轉換電路的量程轉換開關K1的pF和nF端。電源電路的輸入端接交流市電，輸出端接555電容時間轉換電路、AT89C2051單片機電路和LED顯示電路的電源輸入端。

如附圖2所示。

555電容時間轉換電路是由555集成電路，電阻R1、R2、R3，電容C1、量程轉換開關K1和被測電容Cx組成的單穩態電路。單片機P3.5端輸出的負脈沖加到555集成電路的2腳時，它的輸出端3腳可輸出暫穩態時間即脈寬T＝1.1RCx的方波脈沖。R為量程轉換開關K1所接通的電阻是已知的，則Cx＝T/1.1R，因此，對電容的測量實際上是對555輸出高電平的時間的測量。量程轉換開關K1為單刀三擲開關，設計的三個量程為：0～2000pF、0～2000nF、0～2000μF。

AT89C2051單片機電路由AT89C2051單片機，電阻R4，電容C2、C3、C4，晶振X1和按鈕開關K2組成。AT89C2051是Atmel公司生產的低電壓、高性能CMOS?8位單片機，20個引腳，內含2KB可重復編程Flash存儲器和128×8位SRAM，工作電壓2.6～6V，工作頻率0～24MHz，15條雙口可編程I/O口線，2個16位定時器T0和T1，5個中斷源，一個串行口。