电子技术课程设计

题 目: 简易数字电容表设计 学生姓名 王民雄 专 业 自动化（工程方向） 学 号 222009322072054 班 级2009级 1 班 指导教师 黄华 成 绩

工程技术学院

2011年 12月

西南大学工程技术学院课程设计(论文)

目 录

摘要 ???????????????????????????????2 1 实验设计目的??????????????????????????3 2 实验仪器与器件???????????????????????????3 3 实验设计要求????????????????????????4 4 实验方案论证 ??????????????????????????4

4.1 设计思路 ???????????????????????????4 4.2 总体方案 ???????????????????????????4 4.3 设计系统 ??????????????????????????5 5 实验元器件选择???????????????????????????5 6 单元电路设计 ???????????????????????????10 6.1 系统分析图??????????????????????????11 6.2标准脉冲产生电路??????????????????????11

6.3 待测脉冲产生电路 ????????????????????12 6.4 计数和显示驱动电路????????????????????12 6.5 清零和锁存脉冲产生电路?????????????????13 7 实验仿真调试结果 ????????????????????????13 7.1 系统仿真控制脉冲图?????????????????????14 7.2 不同待测电容仿真测试与结果分析???????????????14 8 实验实物焊接、调试与测试 ?????????????????16 9 实验总结体会 ???????????????????????????19 附录 ???????????????????????????????‥20 参考文献 ?????????????????????????????‥22

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西南大学工程技术学院课程设计(论文)

简易数字电容表的设计与制作

王民雄

西南大学工程技术学院，重庆 400715

摘要

下面论证设计的是一种精度较高，操作简便的电容测量仪。此电容表设计是基于待测脉冲TW与待测电容C成正比用于控制清零和显示，采用555芯片构成单稳态触发器,将电容容量转换为脉冲宽度。把电容C转换成宽度为tw的矩形脉冲，将其作为闸门信号控制计数器计标准频率脉冲的个数，并送到锁存-译码-数码管显示就可以直接得到电容C。

一、实验设计目的

1、运用已基本掌握的具有不同功能的单元电路的设计、安装和调试方法，在单元电路设计的基础上，设计出具有各种不同用途和一定工程意义的电子装置。 2、深化所学理论知识，培养综合运用能力，增强独立分析与解决问题的能力。 3、训练培养严肃认真的工作作风和科学态度，为以后从事电子电路设计和研制电子产品打下初步基础。

二、实验仪器及器件

（1）直流稳压电源 1台 （2）示波器 1台 （3）万用表 1台 （4）计算机 1台

（5）MC14553 (或4518) 计数 1块（或3块） （6）CD4511 译码 1块

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（7）LED 3块 （8）四2输入与非门CD4093 1块 （9）NE555定时器(或NE556) 2块(或1块) （10）二极管、三极管 若干 （11）电位器、电阻器、电容器 若干

三、实验设计要求

（1）利用给定的元器件设计一个能测量并显示电容容值大小的数字电容表； （2）用3位数码管显示；

（3）测量范围100pF—10pF，误差小于10% 。 （4）在计算机上用仿真软件仿真优化。 （5）在万能板(孔孔板)上安装、调试。 （6）写出设计总结报告。

5四、实验方案论证

4.1设计思路：

我们把电容C转换成宽度为tw的矩形脉冲，然后将其作为闸门信号控制计数器计数，计数后再运算求出C的值，并送显示，转换的原理是由于单稳态触发器的输出脉宽tW与电容C成正比，可利用数字频率计的知识，把此脉冲作闸门时间和标准频率脉冲相“与”，得到计数脉冲，该计数脉冲送计数-锁存-译码显示系统就可以得到电容量的数据。 4.2 总体方案：

本设计中用555振荡器产生一定周期的矩形脉冲作为计数器的标准脉冲。同时把待测电容C转换成宽度为tw的矩形脉冲，转换的原理是单稳态触发器的输出脉宽tW与电容C成正比。用这个宽度的矩形脉冲作为闸门信号控制计数器计数，合理处理计数系统电路，可以使计数器的计数值即为被测电容的容值。或者把此脉冲作控制时间和标准频率脉冲相“与”，得到计数脉冲，该计数脉冲送计数-锁存-译码显示系统就可以得到电容量的数据。

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