此后当电容充电至Vc=2Vcc/3时输出由高电平变为低电平。
从而输出一个单周期的方波。
周期T=1.1RC
本设计中当量程为0.01μF～1μF时，电阻R=10兆欧姆，当量程为1μF～100μF时，电阻R=10千欧姆，电容C1为待测电容，电容C2=0.01uF，
（2）多谐振荡器电路：
电路图如如图：
接通电源后，电容C充电，当Vc上升到2Vcc/3时输出Vo为低电平。
此时电容C通过R2和T放电。
当Vc下降到Vcc/3时输出Vo翻转为高电平。
如此周而复始，在输出端得到一个矩形波。
电容C放电时间即方波低电平输出时间TpL=0.7CR2。
高电平输出时间TpH=0.7C（R1+R2）
则一个方波的周期T=TpL+TpH频率f=1/（TpL+TpH）=1.43/（R1+2R2）C
本设计中R1=R2=510欧姆，C2=0.01uF，C3=10uF，周期T=0.7（R1+2R2）C3=1ms，
（3）计数器单元电路：
使用三个74LS160。
连接见电路图。
为同步时钟计数方式。
启动电路后计数器CLR端由单稳态触发器输入高电平开始计数。
当定时结束时输入一个低电平触发清零端，计数器清零。
由上至下分别对应个位，十位，百位计数。
当个位计数满十时其对应个位计数器的进位端置1，使十位计数器使能端置1，十位开始计数。
同理当十位计数满十时其对应位十位计数器的进位端置1，使百位计数器使能端置1，百位开始计数。
（4）锁存器单元电路：
使用三个74LS175。
连接见电路图。
由上至下分别对应个位，十位，百位计数器。
1D,2D,3D,4D分别为数据输入端，1Q,2Q,3Q,4Q分别为数据输出端。
启动电路后开关闭合，CLR端输入高电平，当是时钟端收到由单稳态触发器送来的上升沿触发信号时开始锁存数据。
打开开关，CLR端输如低电平锁存器清零。
（5）译码及显示单元电路：
连接见电路图。
使用三个74LS147（protel电路中）由上至下分别对应个位，十位，百位锁存器。
三个7管脚数码显示管（共阳极）由上至下分别对应个位，十位，百位译码器。
译码器将十进制数字译成数码显示管对应管脚的高低电平，从而显示出相应的数字。
如数字“1”译码器输出1001111使显示管b管脚为和c管脚为低电平，其它为高电平。
从而显示1。
（6）总电路仿真结果如图：
3.用Protel绘制电路原理图和PCB电路板图
（1）绘制过程框图：
（2）电路原理图
（3）PCB电路板图
电路板主要参数如图：
生成过程：
导入网络表生成初始PCB板图：
布局结果：
布线结果：
（4）元件封装
元件
元件序号
元件型号
封装形式
555定时器
UI
DIP8
555定时器
U2
DIP8
74LS160
160A
DIP16
74LS160
160B
DIP16
74LS160
160C
DIP16
74LS175
175A
DIP16
74LS175
175B
DIP16
74LS175
175C
DIP16
74LS47
47A
DIP16
74LS47
47B
DIP16
74LS47
47C
DIP16
数码管
D1
DPY_7-SEG
SIP9
数码管
D2
DPY_7-SEG
SIP9
数码管
D3
DPY_7-SEG
SIP9
电阻
R1
910ohm
AXIAL0.4
电阻
R2
510ohm
AXIAL0.4
电阻
R3
510ohm
AXIAL0.4
电容
C1
10uF
RAD0.2
电容
C2
0.01uF
RAD0.2
电容
C3
10uF
RAD0.2
电容
C4
0.01uF
RAD0.2
74LS00
S00
DIP14
开关
S
SW-SPST
SW2
（5）制板过程中的问题及解决：
绘制原理图是最主要的问题就是元件库的查找与添加，因为不熟悉各个所用器件所在的封装库，查找和添加比较麻烦。
。
其次是元件属性设置中封装形式的确定比较困难。
如果选择不准确或者不对或者PCB元件库中没有此封装在生成网络表载入PCB原理图是就会出现很多错误，使得载入失败。
进而使后续的生成PCB电路板的工作无法进行。
最后通过多次使用和查找资料了解到常用元件封装所在的库问题就基本解决了。
在绘制PCB主要的就是电板参数的设定问题。
因为不太了解各种参数对最后电板效果及质量的影响。
所以在选取参数值时有点棘手。
通过学习和查找资料部分基本参数的设置已比较了解。
但还有待很大的提升和学习。
4．电路的安装与调试
1.出现的问题：
问题一：
在仿真电路中：
由于方案二改用74LS160同步计数器，对于在单稳态周期内包含的多谐脉冲个数的计数是累加的，这就让我们在测被测电容（例如被测电容大小为10uF）时，数码显示管以10为基础累加，会出现10,20,30······的显示结果，改进方法是在单稳态输出信号与高电平接入到与非门中，同时从与非门输出的信号触发计数器的时钟端，这样做的目的是每次遇到下降沿后，计数器会自动清零，从0重新计数，从而改变了计数器的累加效果，达到了直接显示被测电容大小的目的。
问题二：
在实际连接电路中：
由于数字电路实验箱上没有我们需要的电阻，所以只能利用买来的元件，利用导线接到电路中，电路复杂，导线使用过多，第一次实际连接电路后并没有出现我们想要的结果，解决方法是我们将真个设计的电路拆成四部分：
多谐振荡部分，单稳态触发部分，计数器部分，锁存器部分，对这四个部分分别进行性能测试，来检查问题出在哪，多谐振荡部分利用示波器，产生方波，单稳态也正常产生方波，计数器工作良好，锁存器工作正常，再确认各个部分电路没有错误后，我们将四部分电路两两结合再进行功能测试，分别是多谐振荡与单稳态，计数器与锁存器还有显示器，也工作良好，最后我们将四部分全都结合到一起，最后显示的结果误差很大，并没有达到理想的结果，经过分析，我们觉得产生误差和结果不稳定的主要原因是导线过多，数字电路实验箱部分接触不良，导线与数字电路实验箱接触不良，还有一部分原因来自于多谐振荡带有三个计数器的负载，负载过大，通过示波器显示，带有负载的多谐振荡出来的方波峰峰值并没有达到额定电压5V这也是造成误差的原因之一，所以我们吸取经验，重新检查电路导线是否完好无损，尽可能使用短的导线，经过改进后，最后在测量10uF的电容时，数码显示管显示13uF这个误差最小，结果最稳定的一次。
2.电路的性能测试：
将电路分成4个部分分别测试各个电路单元的电路性能；
1，多谐振荡电路：
连接好多谐振荡的电路图，利用示波进行性能的检测，现象：
示波器上出现周期固定，峰峰值为5V的方波，经检测符合要求；
2，单稳态触发电路：
连接好单稳态的电路图，利用示波器进行性能检测，现象：
示波器上出现周期固定（与多谐振荡电路的周期不相等），峰峰值为5V的方波，经检测符合要求；
3，计数器电路：
连接好计数器的电路图，将个位、十位、百位分别与数码显示器相连，由外界给方波发生信号，进行计数，主要观察个位到十位进位以及十位到百位进位是否正确，经检验进位正确符合要求；
4，锁存器电路，连接好锁存器的电路图，在计数器的配合下，检查锁存器的锁存功能，同时检验清零功能是否可以正常工作，清零端接低电平即可清零，经检验锁存器可以将计数器中的数进行锁存直接显示在数码显示管上，清零端工作正常，符合要求。
四．心得体会及建议
1.我们组具体分工为前期总原理设计为大家共同完成。
具体总原理图电子仿真由向军山和孟宇负责。
我负责局部仿真和相关部分器件使用原理的查找学习。
后期的连接电路由向军山和孟宇负责，我负责PCB板绘制。
2.做完此次课程设计最大的感受及收获就是学会如何以所学知识为基础去尝试做一些具有点实践性的东西。
整个课程设计的完成，从电路原理图设计到仿真调试修改完善，再到连接实际电路。
都需要大家一起独立完成。
而且最重要的是要边学习边解决一个个的问题。
对我来说是一次很好的锻炼。
感觉受益匪浅。
其次在学习Protel过程中也体会学习到了一些如何快速从整体了解熟悉一本书或一项知识来解决自己的问题。
Protel需要学习的东西很多，在短时间内是不可能学的面面俱到，我感觉学会如何在这么多要学的知识中抓重点学习和整体把握来解决自己的问题很重要。
3.希望老师在给出设计题目能给出再比较详细的目标要求或者说要达到的程度。
比如在Protel学习方面老师只说学习原理图的绘制和PCB板的绘制，没用说明具体的要求。
使我们不知道到底达到何种程度，才算完成基本的实习要求。
因此在答辩时对老师的提问感觉很迷茫。
不知道这些是我们应该基本要掌握的。
或者说对我们应该学习掌握的重点有个指引。
五．附录
元器件列表（此为实际电路列表，所以会与原理图元件有不同）
元器件名称或型号
大小
个数
555定时器
2个
电阻
510欧姆
2个
10千欧
1个
10兆欧
1个
电容
0．01uF
2个
10uF
2个
0.1uF
1个
74系列
74LS160
3个
74LS175
3个
74LS00
1个
开关
单刀双掷开关
1个
单刀单掷开关
1个
面包板
1个
直流稳压电源
5V
1个
数码显示器DCD-HZX
四个管脚自带译码器
3个
六．参考文献
1·康华光·电子技术基础数字部分·高等教育出版社·2006年1月第五版
2·高鹏·Protel入门与提高·人民邮电出版社·2000年5月一版
3·Protel99电路设计与应用·国防工业出版社·2001年1月第一版
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