這次的課程設(shè)計報告

東華理工大學(xué)長江學(xué)院數(shù)字電路課程設(shè)計報告報告題目：數(shù)字測容儀姓名：毛效禹學(xué)號：201230020222班級：1230202年級：12級專業(yè)：自動化學(xué)院：機械與電子工程指導(dǎo)教師：張勝群完成時間：2014年06月20日任務(wù)書1設(shè)計電容數(shù)字測試電路；2測量電容范圍：100pf～1μf；3數(shù)碼管顯示電容值；4掌握數(shù)字電路的設(shè)計及調(diào)試方法；5.心得體會方案論證設(shè)計思路本設(shè)計中用555振蕩器產(chǎn)生一定周期的矩形脈沖作為計數(shù)器的CP脈沖也就

是標(biāo)準(zhǔn)頻率。同時把待測電容C轉(zhuǎn)換成寬度為tw的矩形脈沖，轉(zhuǎn)換的原理是單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸出脈寬tw與電容C成正比。用這個寬度的矩形脈沖作為閘門信號控制計數(shù)器計數(shù)，合理處理計數(shù)系統(tǒng)電路，可以使計數(shù)器的計數(shù)值即為被測電容值?；蛘甙汛嗣}沖作為閘門時間和標(biāo)準(zhǔn)頻率脈沖相“與”，得到計數(shù)脈沖，該計數(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)2.設(shè)計框圖實驗設(shè)計框圖如下：

脈沖形成電路脈沖形成電路計數(shù)器譯碼器時基電路控制電路顯示電路清零計數(shù)被測電容

原理電路分析與設(shè)計（

1）.555脈沖形成電路此電路由555時基電路芯片與分立元件構(gòu)成。此模塊要求將被測電容Cx的大小轉(zhuǎn)換成脈沖信號。具體電路如下：被測電容Cx的充放電時間分別為：T1=（R1+R2+RP）CxLn2T2=R2CxLn2可以通過調(diào)節(jié)電位器來調(diào)節(jié)輸出脈沖的低電平時間，而高電平持續(xù)時間則是由被測電容決定。通過此方法就把被測電容轉(zhuǎn)換成了脈沖信號。時基電路與控制電路產(chǎn)生10Hz的脈沖計數(shù)信號。先由555時基電路產(chǎn)生1KHz的脈沖信號，再由74LS90芯片對其進(jìn)行100分頻（100分頻可由兩片74LS90組合而成），則可得到10Hz的計數(shù)信號。具體電路如下：（3）計數(shù)器模塊先將電容轉(zhuǎn)換成的脈沖信號送至74LS123芯片通過其12端口輸出的脈沖信號去控制計數(shù)器的清零。并將其13端口的脈沖信號送至譯碼器模塊作為譯碼器的時鐘信號。再把前面產(chǎn)生的10Hz計數(shù)信號與電容轉(zhuǎn)換成的脈沖信號通過與非門后送計數(shù)器作為計數(shù)信號。在計數(shù)器的清零端口可以接一個開關(guān)電路，來控制計數(shù)器的清零與計數(shù)。（4）通過計數(shù)器將計數(shù)信號送至74LS273寄存器然后送至數(shù)碼管進(jìn)行顯示輸出。實驗總原理圖如下：按總電路圖分模塊連接好實驗電路調(diào)試（1）整個實驗在一個面包板上完成，首先按照要求挑選好所需要的器件，熟悉面包板的結(jié)構(gòu)后，考慮好如何布局更省導(dǎo)線，更合理，將集成芯片安裝到面包板上，按照總體電路設(shè)計圖分步連接導(dǎo)線。

1、

時基電路的調(diào)試

按電路圖連接好時基電路后，用實驗箱觀察555定時器的3腳輸出時是頻率為1000Hz的信號，人眼是看不出來的，當(dāng)經(jīng)過兩片74LS90芯片后，在第二片相匹配的11腳可以看到頻率約為10Hz的脈沖信號，調(diào)節(jié)電位器的阻值可以改變其頻率。

（2）

脈沖形成電路的調(diào)試

因為該電路的阻值)R(R421RR很大，其產(chǎn)生信號頻率f=1/T約為1s左右，

因此可以很清楚地看到指示燈的閃爍，燈亮?xí)r長1s，燈滅時長為0.25s左右。同樣調(diào)節(jié)電位器可以輸出信號的頻率。

3、

信號的檢測判斷

除了以上兩個信號的頻率，我們還須檢測74LS00芯片輸出的信號頻率，用指示燈來顯示是閃亮閃亮的即是正確的信號，說明與非門工作正常。

4、

實驗結(jié)果

待測電容

顯示容值

10μF

10

23μF并聯(lián)10μF

33

68μF并聯(lián)10μF

74

實驗中存在一定的誤差，并且待測電容的容值越大，電容充放電的時間就越長，數(shù)碼管反映的時間越長。心得體會在張勝群老師的耐心幫助和指導(dǎo)下，我順利地完成了此次課程設(shè)計課題——數(shù)字式測容儀，通過此次動手設(shè)計，使我更進(jìn)一步對數(shù)字電路產(chǎn)生了濃厚的興趣，不僅對以前上課的理論知識有了進(jìn)一步的了解掌握，此次設(shè)計用時兩天，兩天里，我嘗到了動手操作的極大樂趣，同時，也遇到了許多問題，一開始對這個電路的結(jié)構(gòu)不是很清楚，對每個電路單元的功能、輸出信號不明確，在實驗過程中，通過不斷的回想課堂和觀察實驗輸出信號，逐漸掌握每個電路單元的功能，加上老師的講解，一段時間后對整個電路的