数字式电容测量仪的设计

1、课程设计任务书下达任务书日期：2010年12月24日课程设计任务书1二设计目的：通过本课程设计，主要训练和培养学生1.查阅资料，选用公式的能力；2.树立既考虑 技术上的先进性与可行性，又考虑经济上的合理性的正确设计思想，在这种设计思想的指 导不去分析和解决实际问题的能力；3.止确的进行设计电路的能力和应用计算机的能力; 4.用简洁的文字，清晰的图表来表达自己设计思想的能力。2. 设计内容和要求(包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等)：设计说明：当外接电容的容量不同时，与定时电路所对应的时问也有所不同，即c=f(t),而时 间与脉冲数目成正比，脉冲数目可以通过计数译码获得。设计耍求：(1)

2、自制稳压电源。(2) 被测电容的容量在0.01 uf至100 uf范鬧内(3) 设计w个的测量量程。(4) 用3为数码管显示测量结果，测量误差小于20%。(5) 至少设计两个以上的测量量程，使被测电容的容量扩大到100pf至100pf范围 内。(6) 测量误差小于10%。3. 设计工作任务及工作量的要求包拈课程设计计算说明书(论文)、图纸、 实物样品等)：1）论文符合规定要求。2）器件的工作原理及应用。3）电路原理图。4）必要的仿真结果。5）参考文献（不少于三篇）。课程设计任务书4. 主要参考文献：1. 傅劲松.电子制作实例集锦.福州：福建科学技术!li版社，2006.2. 张庆双.实用电子电

3、路200例.机械丄业出版社，20033. 刘修文.实用电子电路设计制作300例.中国电力出版社，20055. 设计成果形式及要求:（1）课程设计说明书;（2）电路原理图；（3）仿真结果。6. 工作计划及进度:2010年 12月 27曰12月29日资料调研12月30日2011年1月5 h方案论证，进行详细设计，电路仿真, 分析仿真结果2011年1刀6日1刀7日完成设计总结报告（附完整电路图）1月7日答辩或成绩考核系主任审查意见：签字：年只闩一、设计方案简介：1、原理：利用单稳态触发器，可以把被测电容的大小转换成脉冲的窄宽通过单稳态触发器产生定时时间，时基电路提供标准频率基础信号，频率 为look

4、z的脉冲，当定时一开始，闸门开通，被测脉冲通过闸门，计数 器幵始计数，直到定时时问结束时闸门关闭，停止计数。若在定时时间 内计数器计得的脉冲个数为n,参数设置适当，则脉冲的个数n为电容 容量的值。2、系统框图设计：系统总设计框图如图所示：& 脉冲控制电路1 -计数器 x1数码显示管1数码显示管图1.1系统总设计框图图屮吋基电路是给定事电路产生一个下降沿脉冲，同吋控制计数器清零信 号和锁存器控制。当下降沿到來吋，定吋电路开始定吋，基准信号电路是1秒钟 产生100000个计数脉冲电路，与定时电路一起送入闸门电路，然盾计数器开始 计数，通过锁存译码，将其显示出来。3、芯片介绍：3.1、555

5、芯片简介：图1.2 555芯片逻辑符号 1）、各管脚功能：gnd：接地端；tr和th:信号的输入端；3管脚：555定吋器输出端，输出波形为矩形波；5管脚：控制端，常对地接一个o.oluf的滤波电容; 7管脚：放电端，控制波形周期；8管脚：vcc端。2）、555定吋器功能表:表1.1555定时器的功能表输入输出高电平触发端(un)低电平触发端(ui2)复位(rd)输出(uo)放电管vt的 状态xx00导通<2/3vcc<l/3vcc11截止>2/3vcc>l/3vcc10导通<2/3vcc>l/3vcc1不变不变当 ui1ur1、ui2ur2 吋，比较器 cl

6、 和 c2 的输出 ucl=o、uc2=l，基木 rs 触发器被置0，q=0> q = l，输出uo=0，同吋v导通。当 ui1<ur1、ui2<ur2 时,ucl=0、uc2=l，基本 rs 触发器被置 1，q=l、q=0, 输出uo=l，同时v导通。当uikurl、ui2ur2时，ucl = l、uc2=l，基本rs触发器保持原状态不变。 3.2 160芯片简介：稳压源:220v电压:uscilloscope-xscl经过稳压源后输出电压:基准信号oscilloscopexscltime10.611 ms 10.663 ms 51.570 uschannel5.000 v

7、 5.000 v 0.000 vchannel breversesave ext. triggertimebasescale 100 us/divchannel ascale ：5 術channel bscale 5 vdivbtriggeredge : j7 1:1x position 0y position 0y position 0level0lvyzt 处d b/a a/bac| 0 dcac 0 dc -type sing. nor. altonone定时器:计数器:u9u10u12veeu1xfglv' -nr45va bcd队qbqcqn6:4vcu2amxlb c d ehp - eot -qn- 贤 qc- qdrco±l109:tu3141:3vecaqftrbqb(jqc.d*qi>ehp -rcq eot-ls_11loadclr-0> clx5vload-clp-锁存器:.:、：.：.：;o*o» 0*0 0*0*0 0*o»o*cro»oo*ooo»cyo»o»oo»o*o*93895298vec5vq1141:5:vecvcqfr曲qc-&±1.vc -clk74ls160du6：:74ls273owu7:74ls273o