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1、课程设计说明书设计题目：三位数字电容表系别：应用电子与通信技术系班级：学生姓名：指导教师：成绩：2010年3月23日 课课 程程 设设 计计 任任 务务 书书课程设计题目三位数电容表功能 技术指标设计一个电路简洁、精度高及测量范围宽的电容 表，将待测电容的电容值显示到数码管，可显示 三位数字工作量适中工作计划3 月 8 日 查资料，分析原理 3 月 9 日 画原理图，列元器件表 3 月 11 日 购买元器件 3 月 12 日 安装电路 3 月 14 日 电路调试 3 月 19 日 结题验收 3 月 20 日 撰写说明书 3 月 25 日 交说明书并准备答辩 3 月 26 日 答辩指导教师评语指
2、导教师：2010 年 3 月 23 日目录第 1 章 绪论.1 1.1 设计要求.1 1.2 设计功能.1 第 2 章 电路的方框图. 2 2.1 电路的方框图. 2 第 3 章 单元电路设计和参数计算.3 3.1 单元电路设计. 3 3.1.1 双时基电路. 3 3.1.2 控制电路. 5 3.1.3 计数电路. 5 3.1.4 译码电路. 7 3.1.5 显示电路. 8 3.1.6 8550 型号三极管.9 3.1.7 电容的作用. 9 3.2 参数计算.11 第 4 章 整机电路的工作原理. 13 4.1 三位数字电容表原理图.13 4.2 电路工作原理. 13 第 5 章 电路的组装与
3、调试. 15 5.1 合理布局.15 5.2 调试.15 结论.16 收获与体会.17 致谢.18 参考文献.19 附录 1 元器件清单. 20哈尔滨工业大学华德应用技术学院课程设计1第 1 章 绪论课程设计是运用自己所学的数字电子技术、模拟电子技术知 识，根据老师所给课程设计题目，自行分组（每组 3-4 人）来设 计、搭接、调试电路，使其实现所给题目要求的功能、量化指标 等参数，三周内上交电路，老师通过对电路的完成情况、出勤情 况、说明书制作情况以及课程设计答辩情况对每位同学进行评分。1.1 设计要求1.被测电容范围：1PF-10000uF； 2.测试误差10%； 3.电容值用三位数码管显示
4、。1.2 设计功能设计一个电路简洁、精度高及测量范围宽的电容表，将待测电 容的电容值显示到数码管可显示三位数。 实际上就是，待测电容容量时间转换器将待测电容的容量转 换成与其成正比的单稳态时间。闸门控制器的开通时间及为单稳 时间。当闸门控制器开通，由基准脉冲发生器产生的标准计数脉 冲被输入到计数器计数，然后再通过译码器对其译码，使 BCD 码 转换成十进制数字笔段码，最后在共阴极数码管上直接显示测量 结果。哈尔滨工业大学华德应用技术学院课程设计2第 2 章 电路的方框图2.1 电路的方框图三位数字电容表是由基准脉冲发生器、待测电容容量时间转 换器、闸门控制器、计数器、译码器及显示器等组成，其方
5、框图 如图 2-1 所示。 基准脉冲发生器是用来产生标准的计数脉冲。待测电容容量 时间转换器是把待测电容的容量转换成与容量成正比的单稳态时 间 td。闸门控制器的开通时间就是单稳态时间 td。在 to 时间内， 计数脉冲通过闸门被送往计数器计数，计数的多少直接反映出被 测电容的容量。基准 脉冲 发生 器闸 门 控 制译 码 器 器图 2-1 三位数字电容表电路结构框图待测电容容量转换 器计 数 器哈尔滨工业大学华德应用技术学院课程设计3第 3 章 单元电路设计和参数计算3.1 单元电路设计3.1.1 双时基电路双时基电路主要由 NE556 组成，其芯片引脚与外围电路如图 3-1 所示。图 3-
6、1 NE556 芯片管脚图 由于 NE556 是两个 NE555 组成。故这里只简单介绍一下 NE555，见图 3-2 所示。图 3-2 NE555 内部结构图NE555 是属于 555 系列的计时 IC 的其中的一种型号，555 系哈尔滨工业大学华德应用技术学院课程设计4列 IC 的接脚功能及运用都是相容的，只是型号不同的因其价格不 同其稳定度、省电、可产生的振荡频率也不大相同；而 555 是一 个用途很广且相当普遍的计时 IC，只需少数的电阻和电容，便可 产生数位电路所需的各种不同频率之脉冲信号。 NE555 具体如下的特点： 1.只需简单的电阻器、电容器，即可完成特定的振荡延时作 用。其
7、延时范围极广，可由几微秒至几小时之久。 2.它的操作电源电压范围极大， 可与 TTL， CMOS 等逻辑电 路配合，也就是它的输出准位及输入触发准位，均能与这些逻辑 系列的高、低态组合。3.其输出端的供给电流大，可直接推动多种自动控制的负 载。 4.它的计时精确度高、温度稳定度佳，且价格便宜。NE555 内部功能框图如图 3-3 所示。其功能说明如下：图 3-3 NE555 内部功能框图 Pin 1 (接地) -地线(或共同接地) ，通常被连接到电路共同接 地。 Pin 2 (触发点) -这个脚位是触发 NE555 使其启动它的时间周 期。触发信号上缘电压须大于 2/3 VCC，下缘须低于 1
8、/3 VCC 。 Pin 3 (输出) -当时间周期开始 555 的输出输出脚位，移至比电 源电压少1.7伏的高电位。 周期的结束输出回到O伏左右的低电位。 于高电位时的最大输出电流大约 200 mA 。 Pin 4 (重置) -一个低逻辑电位送至这个脚位时会重置定时器哈尔滨工业大学华德应用技术学院课程设计5和使输出回到一个低电位。它通常被接到正电源或忽略不用。 Pin 5 (控制) -这个接脚准许由外部电压改变触发和闸限电压。 当计时器经营在稳定或振荡的运作方式下,这输入能用来改变或调 整输出频率。 Pin 6 (重置锁定) - Pin 6 重置锁定并使输出呈低态。当这个接 脚的电压从 1/3 VCC 电压以下移至 2/3 VCC 以上时启动这个动作。 Pin 7 (放电) -这个接脚和主要的输出接脚有相同的电流输出 能力，当输出为 ON 时为 LOW，对地为低阻抗，当输出为 OFF 时 为 HIGH，对地为高阻抗。 Pin 8 (V +) -这是 555 个计时器 IC 的正电源电压端。供应电压的范围是+4.5V+16V。3.1.2 控制电路控制电路主要由 CD4011 实现，它是一个 2 输入四与非 门，它与 NE556 组成待测电容容量时间转换电路，实际上就是一 个单
