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4.硬件电路的设计
(1)电容检测电路 电容检测电路由电容频率转换电路和施密特触发器组成。图3为电容检测电路图。
电容频率转换电路是以NE555(8脚时基集成电路)芯片为核心，将自制的圆形平行板电容传感器作为外接电容接入到电路中，构成多谐振荡器，然后完成纸张电容的采集和电容到频率的转换。施密特触发器可以对电容频率转换电路的输出频率信号进行鉴幅和整形。 在前期试验中得知，自制的平行板电容传感器在无纸张插入时的电容约为20pf。在图3中，取Cx作为平行板电容传感器的外接电容，取固定电阻R1和R2分别为49.9kΩ和576kΩ，能保证振荡频率较为稳定。所以平行板电容传感器的输出电容信号Cx经电容频率转换电路转换以后的输出频率f的计算公式如下。 在已知Cx、R1和R2的情况下，根据公式(2)得到f。 (2)单片机 选用超低功耗的单片机STC89C52RC作为测定仪的微控制器，工作电压为3.3～5.5V，晶振频率为12MHz，工作频率范围0～40MHz。该单片机的晶振频率和工作频率都能满足系统的设计要求。在测定仪中，单片机主要实现的是电容信号的采集和运算，并控制输入设备和输出设备。 (3)键盘和液晶显示器 该测定仪的键盘有5个按键，分别是电源的开关、仪器的复位和3种纸张类型的选择等。液晶显示器采用的是LCD1602显示器，可以实时显示纸张的含水量。 |
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