电容传感器测量系统模块电路设计集锦

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1、基于海上溢油回收的特殊环境，该文设计了一种基于AT89S51单片机的海上液位测量系统。该系统采用分段电容检测的原理，以实现汕水双液位的检测。合理搭建了微小电容测最的硬件电路。系统可以准确无误地应用于海上油位的测量。方波产生电路图4方波产牛电路由NE555构成的多谐振荡器是二极管交流电桥测量的方波信号源，其具体电路如图4所示。频率计算如式（4）、式（5）和式（6）所示。7

2、=A

3、Cki2j药=2（［、）(6)令^=^=1.5AQO

4、=0.0UtflC=UFf则：/»500*/&因此，旺555可以为电容检测电路提供电压幅值为5V、频率为500kHz的方波

5、信号源。双T二极管交流电桥电容测量电路电容传感器将液位高度转化为电容最,再通过电容测最电路将其转化成与其成线性函数关系的电压、电流或频率信号。由于电容只有几个PF,所以釆用双T二极管交流电桥微电容检测电路将电容的变化量转化成电压输出。测量原理如图5所示。图5二极管T型网络在图5中：e为高频电源，DI、D2为特性完全相同的两个二极管。精密放大电路将0〜0.5mV电压转换成0〜5V,以进行A/D转换。采用OP07构成两级集成运算放人电路，第一级放大倍数为20,笫二级放大倍数为50,其电路构成如图6所示。图6精密放人电路单片机与A/D接口电路传感器和单片机

6、之间需要A/D转换器将输入的模拟电压信号转换成二进制数字信号。木文采用逐次比较A/D转换器ADC0809。少单片机具体的接口电路如图7所示。6moDOnilDIm?D2DtTiD>DtTID4a，DrDtTiDoTGND02OfPI.201CLI：2PL1D2CLL1CLL2DIVCCCLEI0_74LS74—r

7、4T7II-Pl0VCCPllPO0Pl2PO1Pl3PO2Pl♦PO3Pl/PO4PliP0.5Pl7POiG1TDPO7P30FTPJivTP：：ENP3♦P2-P37WP2iP2.5P31P2♦P33.milP?3P3」P22XIA.L?P21XZKL1P20ALEL；：IAT89S5110T?1T讦1T1T1T31+rv4?1110^92IiIH5□图7ADC0809与单片机接口电路在图7中，单片机通过P1.0,Pl.1,P1.2口控制ADC0809的地址选择端口A、B、C。单片机ALE端口输出2MHz时钟频率信号，经过74LS74四分频电路

8、产生ADC0809所需要的500kHz时钟信号。P3.4作为片选信号，当它为低电平时，打开或非门，允许写信号通过，选中ADC0809的某一•通道进行A/D转换。转换结束标志位通过非门触发外部中断0,读取转换数据。数码管显示电路采用三位LED数码管作为液位数据的显示。74HC245为显示驱动芯片，其输入接P0口，输出接数码管八个管脚。三段数码管分别由P2.0、P2.1、P2.2控制。AT89S51单片机与数码管的显示电路如图8所示。《V39232V1oIE04±二二厂厂QD：：2虫9&oo•■ar-i2•尹220022芒rir—

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