数字式电容测量仪设计

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1、南京机电职业技术学院毕业设计(论文)题目数字式电容测量仪的设计系部电子工程系专业电子测量技术与仪器姓名周桥学号G1010314指导教师郁镭2013年04月28日摘要随着社会物质财富的日益增长，安全防盗已成为社会问题。而锁自古以来就是把守门户的铁将军，人们对它要求甚高，既要安全可靠地防盗，又要使用方便，这也是制锁者长期以来研制的主题。目前国内，大部分人使用的还是传统的机械锁。然而，眼下假冒伪劣的机械锁泛滥成灾，互开率非常之高。所谓互开率，是各种锁具的一个技术质量标准，也就是1把钥匙能开几把锁的比率。经国家工商局、国家内贸局、中国消协等部门对锁具市场的调查，发现个别产品的互开率居然超标26倍。机

2、械锁的这些弊端为一种新型的锁---电子密码锁，提供了发展的空间。本密码锁的主控芯片采用价格实惠而且容易购买的STC89C52芯片。密码输入采用矩阵键盘，密码显示采用LCD显示屏。系统能完成密码输入、正确开锁、错误提示这些基本的密码锁的功能。因此没使用编程器，用C语言实现系统的软件部分。此设计具有安全性高、价格低廉便于实现等优点。关键词:电子密码锁STC89C52矩阵键盘目录摘要I目录III第一章引言1第二章系统方案设计32.1测量部分的系统方案设计32.2利用单片机进行编程翻译32.3利用译码器进行翻译3第三章单元电路设计及原理43.1电容测量电路及原理43.1.1多谐振荡电路及工作原理43

3、.1.2单稳态触发电路图及工作原理53.1.3显示电路设计73.1.4滤波器工作电路图及原理73.2模拟信号的处理以及数字化显示8第四章系统参数设定与测试结果104.1系统参数设定104.2测试结果10第五章设计结论与谢词11参考文献12附录1元器件清单1313第一章引言随着社会物质财富的日益增长，安全防盗已成为社会问题。如何实现防盗和安全这一问题也变的尤其的突出，传统的机械锁由于其构造的简单，被撬的事件屡见不鲜，而锁自古以来就是把门户的将军，人们对其要求比较高，不仅能够安全的防盗，而且还要使用方便，这是制锁者长期以来研制的主题。而当今社会由于计算机的迅猛发展，数字电子技术已经进入人们生活的

4、各个领域，在国内外，电子产品的更新可谓如雨后的春笋层出不群，更多的电子产品也越来越多的应用于安全防范领域。有需求就必有发展，不同种类的锁也应运而生，有密码锁、磁性锁、电子锁、激光锁、声控锁等等，它们的实现在传统钥匙的基础上加了一组或多组密码，不同声音，不同磁场，不同声波，不同光束光波，不同图像（如指纹、眼底视网膜等）来控制锁的开启。电子密码锁由于其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，受到了广大用户的亲呢。电子密码锁是一种通过密码输入来控制电路或是芯片工作，从而控制机械开关的闭合，完成开锁、闭锁任务的电子产品。它的种类很多，有简易的电路产品，也有基于芯片的性价比较高的产品。现在应用较广的电子密

5、码锁是以芯片为核心，通过编程来实现的。其性能和安全性已大大超过了机械锁。其特点如下：1)保密性好，编码量多。随机开锁成功率几乎为零。2)密码可变，用户可以随时更改密码，防止密码被盗，同时也可以避免因人员的更替而使锁的密级下降。3)密码输入错误红灯亮，正确绿灯亮。4)无活动零件，不会磨损，寿命长。5)使用灵活性好，不像机械锁必须佩带钥匙才能开锁。6)电子密码锁操作简单易行，一学即会。随着电子元件的进一步发展，电子密码锁也出现了很多的种类，功能日益强大，使用更加方便，安全保密性更强，由以前的单密码输入发展到现在的，密码加感应元件，实现了真正的电子加密，用户只有密码或电子钥匙中的一样，是打不开锁的

6、，随着电子元件的发展及人们对保密性需求的提高出现了越来越多的电子密码锁。13电子锁是采取电子电路控制，以电磁铁或者卫星电机和锁体作为执行装置的机电一体化锁具，相比传统的机械锁具，电子锁不使用金属钥匙，保密性、精度都有很大提高。本系统由单片机系统、矩阵键盘、LCD显示组成。本系统成本低廉，功能实用。13第二章系统方案设计2.1测量部分的系统方案设计恒压充电法测量：用一个电阻和电容串联，用恒压源对电容进行充电，然后根据电容充电的曲线超过某个固定电压所需要的时间，利用曲线拟合的方法测量。测量所使用的原始公式是：C=。可见电容的值和电压以及时间呈微分关系。用这种方法测量，时间和容值是非线性的。因此测

7、量难度高，精度低，并且难以实现数字化。恒流充电法测量：用恒流源对电容充电，此时电容的量程和充电时间是成正比的，所以可以利用AD或者比较功能同某个固定电压比较。来实现电容测量。测量所用的原始公式是C=.所以U=。恒流源的电流大小是已知的，时间和电压也可以测量出来，由上面的公式即可求得电容的大小。使用这种方法来测量。精度较上一种方法有所提高，且便于操作和实现。但要使用恒流源，恒流源的设计要求很高，且达不到测量所需