簡易數(shù)字電容測量儀..

1、電子技術(shù)課程設(shè)計報告簡易數(shù)字電容測量儀的設(shè)計作品40%報告20%答辯20%平時20%總分100%設(shè)計題目：簡易數(shù)字電容測量儀班級學(xué)號：學(xué)生姓名：目錄一、 預(yù)備知識 . 錯誤！未定義書簽。二、 課程設(shè)計題目：簡易數(shù)字電容測量儀的設(shè)計錯誤！ 未 定義書簽。三、 課程設(shè)計目的及基本要求.錯誤！未定義書簽。四、設(shè)計內(nèi)容提要及說明 .錯誤！未定義書簽。4.1 設(shè)計內(nèi)容.錯誤！未定義書簽。4.2 設(shè)計說明.錯誤！未定義書簽。五、原理圖及原理說明 .錯誤！未定義書簽。5.1 功能模塊電路原理圖 .錯誤！未定義書簽。5.2 模塊工作原理說明 .錯誤！未定義書簽。六、 調(diào)試. 錯誤！未定義書簽。七、 設(shè)計中涉及

2、的實驗儀器和工具.錯誤！未定義書簽。八、 課程設(shè)計心得體會 .錯誤！未定義書簽。九、 參考文獻 .錯誤！未定義書簽。、預(yù)備知識關(guān)于數(shù)字式簡易數(shù)字電容測試儀的設(shè)計，我們提出了三種設(shè)計 方法和思路。在具體操作中，經(jīng)過對資料的收集、分析，研究與對比， 最終選擇了簡單易懂，而且精度較高的方法，即門控法。本方法的基本理論是單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路的輸出脈寬 wt 與電容 C 成正 比，再通過一系列的控制，計數(shù)，鎖存，顯示電路實現(xiàn)了對電容的一 般測試與數(shù)字顯示。在本次數(shù)電課程設(shè)計的同時，對于中大規(guī)模集成 電路從認識到分析、再到整體框圖設(shè)計、單元模塊設(shè)計、最終到電路 的模擬和實際電路的成形有了一定的認識， 同時使我

3、們在電子設(shè)計方 面有了一定的實際動手能力，也為這次數(shù)電課程設(shè)計打下了堅實的基 礎(chǔ)。數(shù)字電子課程設(shè)計是電子計數(shù)綜合應(yīng)用的實踐環(huán)節(jié)，同時也是增 強學(xué)生實踐與動手能力，這也是教學(xué)環(huán)節(jié)的實踐部分之一。 本文設(shè)計 的簡易數(shù)字式電容測試儀，既融合了電子技術(shù)的基礎(chǔ)知識，又與生產(chǎn) 實際結(jié)合緊密，能夠滿足實驗教學(xué)需要和科研開發(fā)應(yīng)用的需要， 同時, 電路簡潔，條理清晰，便于溝通和交流學(xué)習(xí)，具有較強的通用性和實 用性。在本次課程設(shè)計過程中得到了各方面的支持和幫助，在此特別向 數(shù)子電子技術(shù)老師表示由衷的感謝。 由于設(shè)計時間和水平的限制，如 有不足之處，敬請指正、課程設(shè)計題目：簡易數(shù)字電容測量儀三、課程設(shè)計目的以及基本

4、要求目的：1 1 ）利用給定的元器件設(shè)計一個能測量并顯示電容容值大小的數(shù)字電容表;（2 2） 用 3 3 位數(shù)碼管顯示；（3 3） 測量范圍 100pF100pF105pF105pF，誤差小于 10%10%。（4 4）在計算機上仿真優(yōu)化。（5 5）在萬能板（孔孔板）上安裝、調(diào)試。基本要求：1 1、利用給定的元器件設(shè)計一個能測量并顯示電容容值大小的數(shù)字電容表;2 2、用三位數(shù)碼管顯示3 3、測量范圍 100pf-10000pf100pf-10000pf，誤差小于 10%10%4 4、在計算機上用仿真軟件仿真優(yōu)化。5 5、在萬用板上安裝，調(diào)試。四、設(shè)計內(nèi)容提要以及說明 設(shè)計內(nèi)容：標(biāo)準(zhǔn)脈沖AH計數(shù)器

5、U-寄存器鎖存A-I譯碼顯示控制被測電容電子電路網(wǎng)http:/dzz.c4(1)(1)計數(shù)器。計數(shù)器主要用來對時鐘進行計數(shù)并送入顯示電路 顯示。45184518 是雙 BCDBCD 碼同步十進制計數(shù)器,每個計數(shù)器包含兩個時 鐘輸入端: :CPCP 和 ENEN CPCP 用于上升沿觸發(fā),要求EN=1EN=1 ENEN 用于下降 沿觸發(fā), ,要求 CP=0CP=0 CRCR 是異步復(fù)位端，高電平有效,正常計數(shù)時 CR=0CR=0 這里,我們要測量的電容范圍是 0 0 到 999pF,999pF,需要三位十進制 計數(shù)器進行級聯(lián)。其級聯(lián)的方法是將低位的 Q Q3 3 端接高位的 E EN N 端，

6、高 位計數(shù)器的 C CP P 端接地。 其輸出端 Q3Q2Q1Q3Q2Q1C C 輸出 8421BC8421BCD D碼, ,接顯 示譯碼器的代碼輸入端。電路圖比較簡單，在這里就不再贅述了。(2)(2)譯碼器電路。譯碼顯示電路的設(shè)計比較簡單,選用 4511,4511,該譯碼器 為 B B C C D D - -七段鎖存/ /譯碼/ /驅(qū)動器，其數(shù)據(jù)輸入端接計數(shù)器 Q3Q2Q1QQ3Q2Q1Q 端輸出的 BCDBCD 碼, ,譯碼器的輸出端接共陰極七段半導(dǎo)體 數(shù)碼顯示器。(3 3)LEDLED 數(shù)碼顯示LEDLED 數(shù)碼管分為共陽極與共陰極兩種，對于共陽極 LEDLED 數(shù)碼 管，將 8 8 只

7、發(fā)光二極管的陽極短接后作為公共陽極，接+5V+5V 電源。共 陰極 LEDLED 數(shù)碼管則與之相反，它是將發(fā)光二極管的陰極短接后作設(shè)計說明：總體方案：本設(shè)計中用555555 振蕩器產(chǎn)生一定周期的矩形脈沖作為計數(shù)器的標(biāo)準(zhǔn)脈沖。同時待測電容C C 轉(zhuǎn)換成寬度為 twtw 的矩形脈沖，轉(zhuǎn)換的原理是單脈沖觸發(fā)器的輸出脈寬twtw 與電容 C C 成正比。用這個寬度的矩形脈沖作為閥門信號控制計數(shù)器計數(shù)，合理處理計數(shù)系統(tǒng)電路，可以使計數(shù)器的技 術(shù)值即為被測電容的容值。或則把此脈沖作控制時間和標(biāo)準(zhǔn)頻率脈沖相“與”，得到計數(shù)脈沖，該技術(shù)脈沖送計數(shù)- -鎖存- -譯碼顯示系統(tǒng)就可以得到電容量的數(shù)據(jù)。共陰數(shù)碼管：

8、共陰數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極(COM)的數(shù)碼管，共陰數(shù)碼管在應(yīng)用時應(yīng)將公共極COM接到地線GND上，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陽極為高電平時，相應(yīng)字段就點亮，當(dāng)某一字段的陽極為低電平時，相應(yīng)字段就不亮。共陰數(shù)碼管：共陰數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極(COM)的數(shù)圖 4-1 共陰極數(shù)碼管Cd4518 : CD4518 是一個雙 BCD 同步加計數(shù)器，由兩個相同的同步 4 級計數(shù)器組成。CD4518 引腳功能(管腳功能)如下:1CP 2CP 時鐘輸入端。1CR 2CR 清除端1EN 2EN 計數(shù)允許控制端。1Q0-1Q3:計數(shù)器輸出端。2QL2Q3:計

9、數(shù)器輸出端。Vdd:正電源。Vss：地CD45I80MS. CO4520BMSTOP VIEW圖 4-24-2 cd4518cd4518 引腳圖ne555 : NE555(Timer IC )為 8 腳時基集成電路，大約在 1971年由 Corporation 發(fā)布，在當(dāng)時是唯一非?？焖偾疑虡I(yè)化的 Timer IC， 在往后的 30 年中非常普遍被使用，且延伸出許多的應(yīng)用電路，后來 基于CMOS 技術(shù)版本的 Timer IC 女口 MOTOROLA 的 MC1455 已被 大量的使用，但原規(guī)格的 NE555 依然正常的在市場上供應(yīng)，盡管新 版 IC 在功能上有部份的改善，但其腳位功能并沒變化，

10、所以到目前 都可直接的代用。CLOCK AENABLE AO1ARESET A可回Q3BENABLEBCLOCKBGNDTriggerOutputResetControl diJfflTT3圖 5-25-2 簡易電容測量儀5.2模塊工作原理說明1 1、標(biāo)準(zhǔn)脈沖產(chǎn)生電路標(biāo)準(zhǔn)脈沖發(fā)生器由 ne555ne555 構(gòu)成輸出周期為 T=0.693(R2+R3)c1T=0.693(R2+R3)c1 的基準(zhǔn)脈沖產(chǎn)生電 平，該數(shù)字電路電容表中間們信號的寬度等于控制脈沖的高電平時間，設(shè)置T=NTT=NT，那么閘門信號閘門內(nèi)有多少個基準(zhǔn)脈沖，電容值就多少，該標(biāo)準(zhǔn)脈沖周 期為 10uS10uS。2 2、清零與鎖存脈

11、沖產(chǎn)生電路當(dāng)待測脈沖上升沿到達時，經(jīng)過一個微分電路當(dāng)作清零信號，再用兩個反相 器和一個微分電路產(chǎn)生鎖存信號，從而實現(xiàn)清零和鎖存信號的產(chǎn)生和分離。六、實驗中涉及的實驗儀器與工具-H-LJL心片數(shù)量Cd45113Cd45182n e5552Cd40931共陰數(shù)碼管3自鎖開關(guān)2電阻47021電阻1k2電阻10k13電阻1m1精密可調(diào)電阻5032瓷片電容1044電容100uf1另外實驗工具有1 1、電烙鐵2 2、烙鐵架3 3、錫絲4 4、松香5 5、斜口鉗6 6、鑷子八、實驗中的心得體會通過這次課程設(shè)計，加強了我們動手、思考和解決問題的能力。在整個設(shè)計 過程中，我們通過這個 方案包括設(shè)計了一套電路原理

12、和 pcbpcb 連接圖，和芯片上 的選擇。這個 方案總共使用了三個 cd45112cd45112 個 cd4518,2cd4518,2 個 ne555ne555，1 1 個 cd4093,3cd4093,3 個共陰極數(shù)碼管，2 2 個自鎖開關(guān) 2121 個 470470 電阻， 2 2 個 1k1k 電阻， 1313 個 10k10k 電阻， 1 1 個 1m1m 電阻， 2 2 個精密可調(diào)電阻 503,503,4 4個 104104 瓷片電容，1 1 個 100uF100uF 電容。在設(shè)計過程中，經(jīng)常會遇到這樣那樣的情況，就是心里想老著這 樣的接法可以行得通，但實際接上電路，總是實現(xiàn)不了，

13、因此耗費在這上面的時 間用去很多。我沉得做課程設(shè)計同時也是對課本知識的鞏固和加強，由于課本上的知識太多，平時課間的學(xué)習(xí)并不能很好的理解和運用各個元件的功能，而且考試內(nèi)容有限，所以在這次課程設(shè)計過程中，我們了解了很多元件的功能，并且對 于其在電路中的使用有了 更多的認識。平時看課本時，有時問題老是弄不懂，做完課程設(shè)計，那些問題就迎刃而解 了。而且還可以記住很多東西。比如一些芯片的功能，平時看課本，這次看了， 下次就忘了，通過動手實踐讓我們對各個元件映象深刻。 認識來源于實踐，實踐 是認識的動力和最終目的，實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。 所以這個期末測試之后 的課程設(shè)計對我們的作用是非常大的。在制作

14、pcbpcb 時，發(fā)現(xiàn)細心耐心，恒心一定要有才能做好事情，首先是線的布局 上既要美觀又要實用和走線簡單，兼顧到方方面面去考慮是很需要的，否則只是 一紙空話。在畫好原理圖后的做 pcbpcb 版時，由于項目組成員對單面板的不熟悉，導(dǎo)致布線 后元件出現(xiàn)在另一邊，增加了布線難度，也產(chǎn)生很多不曾注意的問題，今后要牢 記這個教訓(xùn)，使以后布線更加順利。經(jīng)過兩個星期的實習(xí)，過程曲折可謂一語難盡。在此期間我們也失落過，也曾一 度熱情高漲。從開始時滿富盛激情到最后汗水背后的復(fù)雜心情，點點滴滴無不令 我回味無長。生活就是這樣，汗水預(yù)示著結(jié)果也見證著收獲。勞動是人類生存生活永恒不 變的話題。通過實習(xí)，我才真正領(lǐng)略到

15、 艱苦奮斗”這一詞的真正含義，我才意識 到老一輩電子設(shè)計為我們的社會付出。 我想說，設(shè)計確實有些辛苦，但苦中也有 樂，在如今單一的理論學(xué)習(xí)中，很少有機會能有實踐的機會，但我們可以，而且 設(shè)計也是一個團隊的任務(wù)，一起的工作可以讓我們有說有笑， 相互幫助，配合默 契，多少人間歡樂在這里灑下，大學(xué)里一年的相處還趕不上這十來天的合作， 我 感覺我和同學(xué)們之間的距離更加近了 ；我想說，確實很累，但當(dāng)我們看到自己所 做的成果時，心中也不免產(chǎn)生興奮；正所謂 三百六十行，行行出狀元”。我們同 樣可以為社會作出我們應(yīng)該做的一切，這有什么不好 ？我們不斷的反問自己。也 許有人不喜歡這類的工作，也許有人認為設(shè)計的工作有些枯燥，但我們認為無論干什么，只要人生活的有意義就可。社會需要我們，我們也可以為社會而工作。既然如此，那還有什么必要失落呢？于是我們決定沿著自己的路，執(zhí)著的走下去。同時我認為我們的工作是一個團隊的工作，團隊需要個人，個人也離不開團隊，必須發(fā)揚團結(jié)協(xié)作的精神。某個人的離群都可能導(dǎo)致導(dǎo)致整項工作的失敗。實習(xí)中只有一個人知道原理是遠遠不夠的，必須讓每個人都知道，否則一個人的錯誤， 就有可能導(dǎo)致整個工作失敗。團結(jié)協(xié)作