阵列电容读取电路设计.docx

摘 要：随着科学技术的进步，机器人的发展越来越全面，为了使机器人更具备人类的特征，电子皮肤领域也蓬勃发展起来。电子皮肤具有仿真人类皮肤的功能，可以区分压力、拉伸、压缩、纹理等多种功能。电子皮肤的原理可分为压阻式、电容式、压电式、摩擦电式等多种，其中电容式由于具有更高的灵敏度，更宽的测量范围被广泛采用。由于人体皮肤的空间分辨率仅有1mm，因此电容式电子皮肤的设计通常具有高密度的大阵列结构，由于单个电容的尺寸很小，结合柔性材料特性，通常电容的初始值约为几pF。因此，本文设计了一个基于电子皮肤的阵列电容读取电路。

本文所设计的电容读取电路包含了 检测技术、数字技术、信息处理等多种技术，这些技术的应用和我们生活息息相关。此电路系统的设计主要包括三个方面：硬件电路设计与仿真、软件程序调试,和实物焊接调试，正文将会对这三个部分进行详细的阐述。本设计使用的核心处理芯片是STC89C52，STC89C52对数据进行处理并传送，通过一块555芯片来测量一个2*2的阵列电容，结果显示模块采用LCD1602液晶，并且使显示的内容保持稳定的状态。

关键词：电子皮肤； 阵列电容； 电容读取； 单片机； 555芯片

目录

摘要

Abstract

1 绪论1

1.1基于电子皮肤阵列电容读取的研究背景和意义1

1.2基于电子皮肤阵列电容读取的发展历史及研究现状2

1.3阵列电容读取电路的设计要求2

1.4阵列电容读取电路的设计方案3

1.5本章小结3

2 阵列电容读取电路的硬件设计5

2.1电路的元器件选型及参数介绍5

2.1.1 单片机的定义 .5

2.1.2 电路系统的单片机选型5

2.1.3 电容测量的芯片选择8

2.1.4 电路系统的显示器选型.11

2.2 硬件电路设计.13

2.2.1 单片机主控电路设计.13

2.2.2 显示模块电路设计.14

2.2.3 电容读取电路模块.15

2.2.4 阵列电容选择模块.16

2.3 硬件电路的绘制.18

2.3.1 原理图绘制与仿真.18

2.4 本章小结.19

3 软件设计.20

3.1 软件编译的环境介绍.20

3.2 程序流程图.20

3.3 程序编写.21

3.3.1 显示模块程序.21

3.3.2 数据处理程序.21

3.3.3键盘扫描程序.22

3.4  本章小结。.22

4 实物调试与测量结果展示.23

4.1电路展示.23

4.2 测量结果展示.23

4.3 测量数据与分析.24

4.4 本章小结.25

5 总结与体会.26

5.1 总结.26

5.2 体会.26

参考文献.27

致谢.28

附录.29