文档介绍：电子技术课程设计
题目: 简易数字电容表设计
学生姓名:
专业 :
学号:
班级 :
指导教师:
成绩:
学校:
2011年 11月
目录
1 摘要…………………………………………………………………………………3
2 设计内容及要求……………………………………………………………………3
3 系统所需元器件……………………………………………………………………3
4 方案论证……………………………………………………………………………4
方案一…………………………………………………………………………4
方案二…………………………………………………………………………7
最终方案………………………………………………………………………9
5 数字电容表各模块电路设计及说明………………………………………………10
………………………………………………………………10
……………………………………………………………14
……………………………………………………………15
…………………………………………………………………16
6 数字电容工作原理及设计电路……………………………………………………16
7 protues仿真测试………………………………………………………………20
8 硬件调试与测试……………………………………………………………………24
9 结论…………………………………………………………………………………25
10 收获、体会…………………………………………………………………………25
11参考文献………………………………………………………………………………25
(简易数字电容表设计)
1 摘要
在科学技术高速发展的今天,各种电子仪器层出不穷,也日益的完善,,品种繁多,,操作简便的电容测量仪。此电容表设计是基于单稳态触发器的输出脉宽tW与电容C成正比,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标准频率脉冲的个数,并送锁存--译码--
2 设计内容及要求
(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—105pF,误差小于10% 。
(4)在计算机上用multisim仿真优化。
(5)在万能板(孔孔板)上安装、调试。
3系统所需元器件
CD4511 三块
CD4093 一块
NE555 两块
共阴数码管 3个
10K滑动变阻器1个
电阻:470Ω两个、10Ω一个、250Ω一个
电容:、100pF两个、1M三个、
CD4518 三块
4方案论证
方案一
本方案可分为三大部分:㈠:产生脉冲部分;㈡:计数部分;㈢:显示部分;
㈠:产生脉冲部分
使用两片NE555产生标准脉冲和待测脉冲,根据参考NE555的资料说明设计了
如下图的电路:
1、标准脉冲产生电路图:
产生标准脉冲图像:
2、待测脉冲产生电路图:
产生待测脉冲图像:
参考公式: 计算高电位时间公式:t1=(R1+R2)C1;
计算低电位时间公式:t2=;
计数脉冲周期公式:T=t1+t2;
通过这三个公式,改变电容电阻的值即可改变波形大小及占空比。
㈡:计数部分
计数部分选用三片CD4518来实现计数功能。同时还需要考虑对MR清零处理,这也是部分的关键之一。
根据参考CD4518的资料说明以及查阅相关图书电路设计了如右图的电路用来实现计数功能:
设计对MR的清零处理时花费较长的时间,实现清零最终目的其实就是要在一个待测周期开始计数前产生一个短时间的高电平来实现清零,然后一直为低电位直到下一个周期脉冲开始为止的脉冲输入信号。如下图:
为了实现上图所示的脉冲信号,我们采用了RC微分电路来实现,即将待测脉冲信号通过RC微分电路后即可形成。具体电路及清零脉冲输出波形如下:
㈢:显示部分
显示部分我们采用了三片CD4511分别驱动三个七段数码管,这样做的优点就是数码管不存在分时点亮的问题,缺点是实际线路变得比较复杂。与此同时,还有一个非常重要的难题就是控制如何控制LED的显示。我们通过查阅阅读相关资料,总结出只要控制CD4511的LE端的输入脉冲可以解决这个问题。这个脉冲信号的图像如下:
接