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数字式电容测量仪的设计

课程设计任务书
下达任务书日期:2年01102月24日
课程设计任务书
1.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下去分析和解决实际问题的能力;3.正确的进行设计电路的能力和应用计算机的能力; 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0.01M F至100M F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100F至100M F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)。

课程设计任务书
4.主要参考文献:
.傅劲松电子制作实例集锦福州:福建科学技术出版社,
2张庆双实用电子电路例机械工业出版社,
3刘修文实用电子电路设计制作例中国电力出版社,
5.设计成果形式及要求:
课程设计说明书
电路原理图
仿真结果。

6.工作计划及进度:
年月日~月日资料调研
月日~年月日方案论证,进行详细设计,电路仿真,分析仿真结果
年月日~月日完成设计总结报告(附完整电路图)月日~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:
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 3、芯片介绍: 3.1 、555芯片简介:
Ctr
TR 和TH :信号的输入端
555定时器输出端,输出波形为矩形波;控制端,常对地接
一个0.01uF 的滤波电容; 放电端,控制波形周期; Vcc 端。

2)、555定时器功能表:
将其显示出来。

图1. 1)、各管脚功能:GND :接地
端; 用〔芯片工5符 J=L 号
3管脚 5管脚 7管脚 8管脚
表1.1555定时器的功能表
输入输出
高电平触发端
(u I1)
低电平触发端
(U I2)
复位
(RD)
输出
(U0)
放电管VT的状

X X00导通<2/3Vcc<1/3Vcc11截止
>2/3Vcc>1/3Vcc10导通
<2/3Vcc>1/3Vcc1不变不变
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。

当UI1<UR1、UI2>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:
LM7fO5CT 1
LI
阳■
-7REG
udL7rtK •——
CCH
ML«
■■■
T2-T1
Xposition0
YpcsiticriU
[77T 阳d&/A 痴日
lime
LI.LIULI5 1ULI.LILIUms 1ULI.LILIUms
Criannel_ALI.LI
ULIV -15.556mV -15.556mV T1♦*
TimebaseScale10ms /Div
Cl-i3nne]_A
Scale 口口口\・忙山 Uhannel Scale ” B 三.一 WDiv
Tngger 国源下田日1E Yposition
D
L&v^l C V AC1D
Type
Sing.Nor..AJtc>
None
经过稳压源后输出电压:基准信号
BcITrts

;
A B
率I-+
C1
5.5II F
锁存器: :
U6::::::
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