基于单片机的数字电容表设计

　　设计并制作一个数字电容表，系统实现的功能及要求如下：

　　(1)设计的电容表可测量容量小于2μF的电容。

　　(2)设计的电容表采用3位半数字显示，最大显示值为1 999。

　　(3)设计的电容表读数单位统一采用nF，量程分4档，实际电容值为读数乘以相应的倍率。

　　2 方案论证

　　2．1 电路方案

　　(1)方案一：基本电路搭建

　　用基本电路来实现数字显示的电容表，电路结构复杂，故障系数大，不易调试，误差也较大。

　　(2)方案二：单片机编程

　　用单片机设计电路，由于使用软硬件结合的方式，所以电路结构简单、调试也相对方便。与第一种方案比较优点是非常明显的。

　　2．2 显示方案

　　(1)方案一：静态显示

　　静态显示，显示驱动电路具有输出锁存功能，单片机将所要显示的数据送出后就不用再管，直到下一次显示数据需要更新时再传送一次数据。

　　此方案编程容易，管理简单，显示亮度高，显示数据稳定，占用很少的CPU时间。但是引线较多，线路复杂，硬件成本较高。

　　(2)方案二：动态显示

　　动态显示需要CPU时刻对显示器件进行数据刷新，显示数据会有闪烁感，占用的CPU时间多，但使用的硬件少，能节省线路板空间。

　　这两种显示方式各有利弊，静态显示虽然数据稳定，占用很少的CPU时间，但每个显示单元都需要单独的显示驱动电路，使用的硬件较多；动态显示虽然有闪烁感，占用的CPU时间多，但使用的硬件少，能节省线路板空间。

　　2．3 系统框图

　　根据上述分析，该系统以AT89C2051单片机为核心，系统框图如图1所示。

　　3 AT89C205l简介

　　AT89C2051是Atmel公司生产的低电压、高性能CMOS 8位单片机，片内含2 KB可反复擦写的只读程序存储器(EPROM)和128 B的随机数据存储器。器件采用AtmeI公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS51指令系统，片内置通用8位中央处理器和FLASH存储单元。AT89C2051作为AT89C51的简化版虽然去掉了P0，P2等端口，使I／O口减少了，但是却增加了一个电压比较器，因此其功能在某些方面反而有所增强。引脚图如图2所示。