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微小电容检测系统的研究与实现

作　者: 陈学英
导　师: 吕明；马建国
学　校: 电子科技大学
专　业: 信息获取与探测技术
关键词: AD7746 微小电容检测单片机 I2C
分类号: TM934.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 298次
引　用: 1次
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内容摘要

MEMS技术近年来的快速发展,微机械电容式传感器的广泛使用,及微机械集成电路的研究问世,其微小电容及微小变化量的检测研究变得非常重要,本论文主要对微小电容检测原理及方法进行研究与实现。本文主要基于AD公司2005年3月发布的一款芯片AD7746实现微小电容的检测。根据微机械设备及微机械系统对微小电容现场检测与控制方便的需求,采用单片机控制及数码管显示的方式,实现了微小电容的精确测量及误差补偿设计。项目研究始于2005年10月,当时与AD7746相关的研究在国内属于空白。本文对AD7746芯片的内部原理和相关测试评估板进行了探索,通过对评估板的深入分析,研究出微小电容的A/D检测原理和D/A运算公式。设计出基于AD7746在单片机控制下的微小电容检测方案,确定了系统的性能指标。本文实现了微小电容检测系统的原理图设计、PCB设计、制板、装配、与软件编程和系统调试。进行了设计系统的应用测试与数据分析。本文在设计实现过程中,根据芯片多功能特性,还进行了微小电压的精确测量与温度测量等扩展性设计研究。同时为更好地适应现场,进行了系统的小型化设计与研究,完善了系统的功能任务。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章引言  9-13
  1.1 选题背景和研究意义  9-10
  1.2 研究现状和发展态势  10-11
  1.3 本文主要研究工作  11-12
  1.4 本章小结  12-13
第二章微小电容检测原理分析  13-22
  2.1 电容传感器的基本原理  13
  2.2 电容传感器的分类  13-15
  2.3 微小电容基本检测原理分析  15-17
  2.4 电容—数字A/D 转换原理研究  17-20
  2.5 微小电容检测系统设计原理  20-21
  2.6 本章小结  21-22
第三章微小电容测试评估板的分析与研究  22-28
  3.1 评估板EVAL 的性能  22
  3.2 评估板的原理结构分析  22-23
  3.3 评估板微小电容的测试  23-27
  3.4 测量微小电容的D/A 运算  27
  3.5 本章小结  27-28
第四章微小电容检测系统组成模块研究  28-45
  4.1 系统模块结构  28-30
  4.2 电容—数字转换芯片AD7746  30-39
  4.3 系统设计主控制器AT89C52  39-43
  4.4 数字显示的七段数码管  43-44
  4.5 系统工作电源ADP3303  44
  4.6 本章小结  44-45
第五章微小电容检测系统硬件电路设计与实现  45-54
  5.1 电容测量电路  45-48
  5.2 单片机控制与处理电路  48-51
  5.3 电容数字显示电路  51
  5.4 工作电源电路  51-52
  5.5 系统总电路设计  52
  5.6 系统PCB 电路设计与装配  52-53
  5.7 本章小结  53-54
第六章微小电容检测系统软件程序设计与实现  54-68
  6.1 主程序  55-56
  6.2 通信模块—模拟 I2C 程序设计  56-64
  6.3 AD7746 配置模块程序设计  64-65
  6.4 数据读取、运算与显示—中断程序设计  65-67
  6.5 本章小结  67-68
第七章系统调试与测量分析及扩展设计  68-72
  7.1 系统调试  68
  7.2 电容测量  68
  7.3 电容测试数据分析  68-69
  7.4 测量误差补偿设计  69
  7.5 电压与温度的测量  69-71
  7.6 本章小结  71-72
第八章微小电容检测系统小型化设计与改进  72-76
  8.1 改进系统的原理设计  72-73
  8.2 改进系统的电路板设计与实现  73-75
  8.3 改进系统的软件设计  75
  8.4 本章小结  75-76
第九章总结  76-77
致谢  77-78
参考文献  78-80
附录  80-85
在学期间的研究成果  85-86

微小电容检测系统的研究与实现

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