原创 一个基于89S52的电容表(原理图+PCB+源代码+实物照片)

2007-3-30 13:57 11540 12 37 分类: 测试测量

电容表PCB下载:rar


电容表源代码下载:rar


电容表原理图:


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相关讨论:http://computer00.21ic.org/user1/2198/archives/2006/9828.html


 


**************************  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。
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                          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n>1,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
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一级菜单。使用ENTER键,来确认选用的功能。UP和DOWN键用来
移动菜单和切换量程用。


       主菜单包括以下几项:1. Capacity 电容测量;2. Frequency 频率测量;
3. Square Wave 方波发生;4. Settings 设置。1.0版本的Settings里边只有一个
选项——调整电容测试0点。5. Help 帮助选项。


       在电容测量的手动模式下,按动MENU键,将返回到主菜单;按动UP键,将增大
量程;按动DOWN键,将减少量程;按动ENTER键,将保存当前量程状态,下次进入电容
测试时,将会自动选择该量程。
      
       在频率测量模式下,按下MENU键,返回主菜单。其它按键无效。
      
       在方波发生模式下,按下MENU键,返回主菜单;UP键,升高输出频率;DOWN键,
降低输出频率;ENTER键,保存当前频率值,下次再进入方波发生模式时,会自动选则
该频率值。


   注意:上边的按动,指的均为短按键。短按键——按键时间大于20ms,小于1S。
                                     长按键——按住按键大于1S。
      在1.0版本中,未使用长按键功能。如果您长按键,系统则会忽略本次按键。



下边是我测试的几个电容的值,供参考:


   电容编号          1          2        3           4           5 
    
   标称值          3.3pF      30pF     250pF      2200pF     47000pF


          量程1   000004pF  000029pF  000249pF   00222*pF   0405**pF
          量程2   --------  --------  --------  0002.22nF  0048.8*nF
   实测值 量程3   --------  --------  --------  00002.2nF  00049.1nF
          量程4   --------  --------  --------  000.002uF  000.048uF
          量程5   --------  --------  --------  ---------  0000.04uF


   电容编号          6          7           8         9          10
       
   标称值          0.1uF      0.47uF       1uF       22uF       47uF


          量程1    0926**pF  --------   --------   ---------  --------
          量程2   0110.**nF  0458.1*nF  1014.**nF  ---------  --------
   实测值 量程3   00114.4nF  00491.0nF  01080.*nF  2224*.*nF  6451*.*nF
          量程4   000.112uF  000.482uF  001.057uF  021.886uF  056.6**uF
          量程5   0000.10uF  0000.43uF  0000.96uF  0021.31uF  0048.52uF


   电容编号          11          12        13         14         15
       
   标称值           100uF      220uF      470uF     1000uF     1500uF


          量程1   ---------  --------   --------   ---------  --------
          量程2   ---------  --------   --------   ---------  --------
   实测值 量程3   ---------  --------   --------   ---------  --------
          量程4   115.8**uF  231.8**uF  482.***uF  ---------  --------
          量程5   0111.65uF  0228.9*uF  0476.**uF  1045.**uF  1484.**uF


注:“--------”表示量程不适合,未做测试。“*”表示读数不稳定。


          测量示波器探头,容量为140pF


通过上面的测试可以看出,基本上可以确定出电容的容量了。比如测得的值为22uF
左右,那么我就知道这是一个标称为22uF的电容。


 


                                            Computer-lov 
                                              2004.11.25 00:41 @SCUT


 


补充几点:


        系统最好接地(大地),否则,在pF挡,将会导致数据跳动。如果不好接地,
用手握住测量端的地,也会稳定得多。

         另外,调零的时候,要把探头接上,否则调好后再接探头,会使底数增加。
我用的这个探头,接上去,底数会增加大概28pF。


           在U6(74HC00)的①脚上接一个100K的电阻到地,在R40与频率测试输入之间,


接一个0.1uF的电容,可大大提高频率测试的灵敏度。

           另外,当测试频率不高时,会发生振荡现象。在U6(74HC00)的⑥脚与U4(74HC393)


的①脚间,串联一个10K的电阻,即可解决这问题。


                                        Computer-lov


                                             2005-1-20 @SCUT


 


 


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文章评论25条评论)

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用户1399546 2009-7-27 00:05

如果再增加一个LC 震荡法测量 电感就更棒了!! 我正在尝试,希望能得到楼主的帮助,谢谢了.我的QQ:77695137

用户221507 2009-7-14 22:39

大哥:把你做好的电容表买给我一个,我现在很需要它.(自己做太麻烦费时间啊.)请回复.我的邮箱是724791682@qq.com TEL:1378002664

computer00 2009-4-13 12:52

可能是有压缩密码吧?密码应该是computer00。或者你看看压缩文件的注释。

用户545017 2009-4-12 02:50

大哥:源代码下载后不能解压? 357651586@qq.com帮忙发给我咯

用户24118 2009-2-22 14:13

好东西

用户1364249 2009-2-18 09:27

哈哈,我从网友那里要到PCB了,有时间就做一个,现在元件还不齐呢。

用户89781 2009-1-8 01:07

真的是非常的感谢  和  佩服!!!~~

   敬礼!

computer00 2008-6-20 18:26

这个图已经很清楚了呀…… 标注*号的是不装的。

用户1364249 2008-6-20 18:22

还有就是原理图不清楚,能再给一个PDF文件吗??

用户1364249 2008-6-20 18:18

问一个问题,发现PCB上有不少电阻的标注是“*”不知是什么意思?
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