数字电容表(原理图PCB源代码
11页1、* 说明 * 本电路只供电子爱好者学习和制作使用,如果由于用于其它用途而带来的损失或者影响,本人一概不予负责。本人保留所有版权和解释权。* 自制电容表 很多贴片电容都没有标明电容值,而我又舍不得扔了它们;自己做电路玩时,经常看到一些废电路板上有很多贴片电容,可以拆下来用,但是却看不到容量,很郁闷。所以我决定做一个电容表来测试它们的容量。 我用单片机8952和电压比较器339做了一个简单的电容容量测量表,参数大致如下: 电容测量范围为1pF-9999.99uF,最小分辨力为1pF。分为5个量程,可以自动切换量程,也可手动切换。 另外,有简单的频率计功能,能测量0-60MHz的数字信号频率(TTL电平);还可以产生几个单点频率的方波信号(比如1KHz)。 采用1602LCD作为显示器;4个按键控制;使用24C01保存当前设置值,不用每次开机重新设置。可单5V供电,也可9V交流供电。 电容测试原理简介:根据电容的充电公式,可以计算出电容在充电到1/nVcc(其中n1,Vcc为充电电源电压)电压时充电时间跟电容的容量和电阻成正比,跟充电电源电压无关。(通过一个微分方程即可求得,具体的计算步骤这
2、里省略,一般的电路教材上都有讲解)。 工作过程如下:首先,通过单片机选通放电三极管Q9,将电容上的电放掉,放电完毕之后,选通Q1-Q5中的一个三极管,经过一定的电阻,对电容进行充电;同时,打开单片机的计数器0,开始计数。然后单片机等待外部中断0的发生。当电容充电达到参考电压值时,比较器翻转,发出充电完成信号到中断0端口,单片机响应中断,停止计数器0,并关闭充电电路,接通放电电路。接着读出计数器0的值,进行计算,适当的调整后,输出到LCD上显示。然后又开始一次新的测试,如此循环。 本电路通过一个电压比较器(LM339)来检测电容充电的终止。由电阻R31,R32及RW1构成一个分压器,产生一个基准电压。当电容两端电压超过比较电压时,比较器翻转,产生一个低电平到单片机的中断0(INT0)引脚,通知单片机电容充电完成。 RW1是精密可调电阻,用来调整电压比较器的参考电压。调整RW1,使P点电压为电源电压的0.632倍(理论值,实际值可能有点不一样,见调试部分)。 C0是并联在测量端的一个小电容(30pF),用来减少电路分布电容的影响。因为在单片机内部做了软件调零,所以有一个固定的偏移量,对结果
3、的显示不会造成影响。 Q8和Q10是用来平衡电路和温度补偿。作用不是很大,如果觉得麻烦,可以省掉这个两个三极管,把集电极和发射极直接连接起来,基极那个位置悬空就行了。 U4是一个计数器,测量频率时,先做一个预分频。因为52的计数器频率不够高。 调试: 先把HEX文件烧入到单片机中,然后将全部零件装好,检查确认无误后,接通电源。调整RW1,使P点电压约为电源电压的0.632倍。然后进入主菜单,选择校准0点,确定,等待校准完成。然后退回到主菜单,选择电容测量,自动模式。用几个质量比较好的电容(或者用另一块电容表先测量出来),检查电容值是否显示正确。如果不正确,可适当微调RW1,使其正确。然后依次检查其它量程,是否正确。如果各个量程不能同时调准,则需要适当微调一下R11、R13、R15、R18、R20等量程电阻的阻值(可以通过采用并联电阻等方式,不过一般要求不严格的情况下,这些电阻都是可以满足要求的)。当调试完成后,可用热熔胶将RW1固定下来,避免使用时不小心改变了它的阻值。 使用方法: 板上总共有四个按键:MENU键,UP键,DOWN键和ENTER键。可以使用MENU键,退回到主菜单或者上
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