数字式电容测量仪的设计Word格式文档下载.docx

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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间也有所不同，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。

设计要求：

（1）自制稳压电源。

（2）被测电容的容量在0.01μF至100μF范围内

（3）设计两个的测量量程。

（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100μF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〔包括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）。

4．主要参考文献：

1．傅劲松.电子制作实例集锦.福州：

福建科学技术出版社，2006.

2．张庆双.实用电子电路200例.机械工业出版社，2003

3．刘修文.实用电子电路设计制作300例.中国电力出版社，2005

5．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日~12月29日资料调研

12月30日~2011年1月5日方案论证，进行详细设计，电路仿真，

分析仿真结果

2011年1月6日~1月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：

年月日

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100Kz的脉冲，当定时一开始，闸门开通，被测脉冲通过闸门，计数器开始计数，直到定时时间结束时闸门关闭，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：

数码显示管

图1.1系统总设计框图

图中时基电路是给定事电路产生一个下降沿脉冲，同时控制计数器清零信号和锁存器控制。

当下降沿到来时，定时电路开始定时，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，然后计数器开始计数，通过锁存译码，将其显示出来。

3、芯片介绍：

3.1、555芯片简介：

图1.2555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定时器输出端，输出波形为矩形波；

5管脚：

控制端，常对地接一个0.01uF的滤波电容；

7管脚：

放电端，控制波形周期；

8管脚：

Vcc端。

2）、555定时器功能表：

表1.1555定时器的功能表

输入

输出

高电平触发端（uI1）

低电平触发端（uI2）

复位

（

）

（u0）

放电管VT的

状态

X

导通

<

2/3Vcc

1/3Vcc

1

截止

>

不变

当UI1>

UR1、UI2>

UR2时，比较器C1和C2的输出uc1=0、uc2=1,基本RS触发器被置0，Q=0、

=1，输出Uo=0，同时V导通。

当UI1<

UR1、UI2<

UR2时，uc1=0、uc2=1,基本RS触发器被置1，Q=1、

=0，输出Uo=1，同时V导通。

UR2时，uc1=1、uc2=1,基本RS触发器保持原状态不变。

3.2160芯片简介：

图1.3160芯片逻辑符号

稳压源：

220V电压：

经过稳压源后输出电压：

基准信号

定时器：

计数器：

锁存器：

整体电路：