简易数字式电容测试仪
电容电阻电感测量仪设计报告
简易数字式电阻、电感和电容测量仪摘要本系统主控制部分采用TI公司的16位超低功耗单片机MSP430F149。
以自制电源作为LRC测量模块和各个主要控制芯片的输入电源，测量原理是通过测量电阻、电容或者电感和标准电阻各自的引起的频率变化，利用频率与电阻、电容、电感的函数关系推算出电阻值、电容值或者电感值。
测量的原理是LM311组成的LC震荡器的震荡回路的频率由单片机采样，然后再依据震荡频率计算出对应的电容或电感值，以及由NE555多谐振荡电路实现对电阻的测量。
软件设计部分使用C语言编程编写了包括控制测量程、按键处理、电阻电感电容计算、液晶显示程序。
利用MSP430F149单片机控制测量和计算结果，测量结果采用12864液晶模块实时显示。
关键词： MSP430F149、NE555芯片、LRC测量、12864液晶目录1 系统总体方案设计 (1)1.1系统方案选择 (1)1.2系统软硬件总体设计 (1)1.2.1硬件部分 (1)1.2.2软件部分 (2)2系统模块设计 (3)2.1硬件模块设计 (3)2.1.1电感电容测量模块 (3)2.1.2电阻测量模块 (4)2.1.3主控制模块 (5)2.1.4 AD采样模块 (5)2.1.5 液晶显示模块 (5)2.2软件模块设计 (5)2.2.1 控制测量程序模块 (5)2.2.2按键处理程序模块 (6)2.2.3电阻电感电容计算程序 (7)2.2.4液晶显示程序模块 (7)3系统测试 (8)3.1测试原理 (8)3.2测试方法 (8)3.3测试结果 (8)3.4测试分析 (9)4系统总结 (9)参考文献： (10)1 系统总体方案设计1.1系统方案选择方案一.基于模拟电路的测量仪利用模拟电路，电阻可用比例运算器法和积分运算器法，电容可用恒流法和比较法，电感可用时间常数法和同步分离法等，虽然避免了编程的麻烦，但电路复杂，所用器件较多，灵活性差，测量精度低，现在已较少使用。
简易数字电容测试仪的设计
电平跳变为高电平 ， 电路进入暂稳态 ， 放 电三极管Ｔ 截止。 此后 电容 ｃ 充电， 当 充 电至 ＝ ＿ 时， 电路的输出端 电压 由高 电平翻 转为低 电平 ， 同时Ｔ 导通 ， 于是电容 ｃ 放 电， 电路返回到稳定状态 。
２
２
如 果 忽 略Ｔ的饱 和压 降 ， 则 从 零 电平上 升 到 ＿ 的 时 间 ， 即
２系统概述
２ ． １ 测 量 系统构 成 该系统主要 由标准脉冲发生器 、 单稳态触发器、 测量控制 电路 、 计数器 、 译码器和显示器等部分组成。 其原理 图如（ 图１ ） 所示。 ２ ． ２系统 的 总体 方 案设 计 利用 ＮＥ ５ ５ ５ 电路 的多 谐 振 荡器 或 单 稳 态 电路 来 测量 。 本 方 案 采 用 单 稳 态 触 发 器 或 电容器充放 电规律 等， 可 以 把 被 测 电 容 的大小转换成脉 冲的宽 窄 ， 即控 制 脉冲宽 度Ｔｘ严格 Ｃ Ｘ成 正 比。 只要 把 图 １ 数 字 电容 测 试 仪 的原 理 框 图 此脉冲 与频率 固定 不变 的方 波 即 时钟 脉冲相 与 ， 便 可 得 到计 数脉冲 ， 把 计 数脉冲送给计数器 计数 ， 然 后 再 送 给 显示 器 显示 。 如果 时 钟 脉 冲 的 频 率 等 参数 合适 ， 数字 显 示器 显示 的数字Ｎ 便是 Ｃ Ｘ的大 小 。 简易 数 字 式 电 容测试仪主要分为 六大 板 块 ： 由５ ５ ５ 定 时器 构成 的多 谐 振
为输 出电压 的脉宽 ｔ 。
Ｔｗ ＝ＲＣｘ ｌ ｎ ３ １ ． １ ＲＣｘ
３ ． ２计数 、 译 码 和 显示 电路 （ １ ） 计 数器 。 计数器主要用来对时钟进行计数并送入显示 电路 显示 。 ４ ５ １ ８ ： ￣ ： ｇ Ｔ ． Ｂ Ｃ Ｄ 码同步十进制计数器 ， 每个计数器包含两个时 钟输入端 ： Ｃ Ｐ 和Ｅ Ｎ。 Ｃ Ｐ 用于上升沿触 发， 要求Ｅ Ｎ＝１ ； Ｅ Ｎ用于下降 沿触发 ， 要求 Ｃ Ｐ ＝Ｏ 。 Ｃ Ｒ是异步复位 端 ， 高 电平有效 ， 正常计 数时 Ｃ Ｒ＝ Ｏ 。 这里 ， 我们要测量的 电容范围是０ ￣ Ｊ ９ ９ ９ ｐ Ｆ， 需要三位十进 制 计数 器 进 行 级联 。 其级联 的方 法 是将 低 位 的Ｑ ３ 端 接高 位 的Ｅ Ｎ端 ， 高 位 计 数器 的 Ｃ Ｐ 端接地。 其 输 出 端Ｑ３ Ｑ ２ Ｑ１ Ｑ Ｏ 输出８ ４ ２ １ Ｂ Ｃ Ｄ 码， 接 显 示译码器 的代码 输入端 。 电路 图比较简单 ， 在这里就不再赘述 了。 （ ２ ） 译码 器 电路 。 译 码 显 示 电路 的 设计 比较 简 单 ， 选 用４ ５ １ １ ， 该 译 码器 为Ｂ Ｃ Ｄ一七段 锁存 ／译 码 ／驱 动 器 ， 其 数据 输 入端 接计 数器 Ｑ３ Ｑ ２ Ｑ１ Ｑ Ｏ 端输出的Ｂ Ｃ Ｄ 码， 译码器 的输 出端接共 阴极七段半导体 数码 显 示 器 。
电子电容测量仪使用说明书
电子电容测量仪使用说明书1. 产品概述电子电容测量仪是一种专业的测试仪器，用于测量电路中的电容值。
通过该仪器，可以准确地测量电容元件的容量，确保电路的正常运行和性能优化。
2. 安全须知在使用电子电容测量仪前，请确保已仔细阅读以下安全须知，并严格按照操作规程进行操作，以保障人身安全和设备运行正常：2.1 仪器操作前，请先断开电源并确认电压为零。
2.2 禁止在高温、湿度较大或带有腐蚀性气体的环境中使用仪器。
2.3 请勿将测量仪放置于振动的环境中。
2.4 使用过程中，注意观察仪器是否存在异常现象，如发现异常请立即停止使用并联系维修人员。
3. 仪器结构电子电容测量仪由下列主要部件组成：3.1 仪器主体：包括触摸屏、显示屏、控制面板等。
3.2 测量模块：用于进行电容测量的核心部件。
3.3 外部接口：包括电源接口、数据传输接口等。
4. 使用步骤为了确保准确的测量结果，请按照以下步骤操作：4.1 连接电源：将电子电容测量仪的电源线连入标准电源插座，并打开电源开关。
确认仪器的供电电压符合标准要求。
4.2 连接被测电容元件：将被测电容元件的引脚连接至电子电容测量仪的测量接口，确保连接稳固可靠。
4.3 设置参数：使用触摸屏或控制面板调整测量参数，如测量范围、测量精度等。
4.4 进行测量：点击测量按钮，仪器将自动对被测电容元件进行测量，并在显示屏上显示结果。
4.5 分析结果：根据测量结果进行分析，判断被测电容元件是否符合要求。
5. 故障排除在使用过程中，可能会遇到一些常见故障现象，以下是一些常见故障的处理方法：5.1 仪器无法开机：请检查电源线是否连接正常，确认电源开关是否打开。
5.2 测量结果不准确：请检查被测电容元件的连接是否稳固，确认参数设置是否正确。
5.3 显示屏无法显示：请检查电子电容测量仪的电源是否正常供电，确认电源线连接是否松动。
6. 维护保养为了确保电子电容测量仪的长期稳定运行，建议进行定期的维护保养：6.1 清洁仪器外壳：使用干净柔软的布进行轻柔擦拭，避免使用酒精或有机溶剂。
简易电阻电容电感测试仪
Howland 恒流源
AD637
1
设计任务与要求 1.1 基本要求 （1）测量范围：电阻 100Ω～1MΩ；电容 100pF～10000pF；电感 100μH～10mH。 （2）测量精度：±5% 。 （3）制作 4 位数码管显示器，显示测量数值，并用发光二极管分别指示 所 测 元件的类型和单位。也可用液晶显示屏显示。 1.2 发挥部分 （1）扩大电阻、电容或电感的其中一种的测量范围：测量上限或者下限扩 10 倍。 （2）提高测量精度，电阻、电容或者电感其中一种的测量精度提高到 1%。 （3）测量量程自动转换。 方案比较与论证
电压降
求真有效值 芯片 AD637
数模转换芯片 AD 压降有效值
求得待测 元件大小
图（1） 方案框图
我们选择方案二， 因为方案二电路结构简单， 测电阻电感和电容都统一在一个主电路中， 电路可靠性高、 成本低。 硬件档位少， 因为电流值大小可以通过切换输入信号的频率来改变，
输入信号由AD9850产生，其频率可以由单片机控制。 3 系统硬件组成
表（3）电容测量档位的划分 档位
信号源频率 10 KHz 1 KHz 100 Hz
标准电容 Co 470K 47K 4.7K
信号源幅值 1Vpp
10pF--260pF 260pF--26nF 26nF--2.6uF
Vo
2.7V
0 10pF 4.4.3测电感电路 4.4.3.1 测电感主电路
260pF
2
方案一：谐振法。将待测L/C/R接入振荡电路中，通过测量RC或LC振荡频率来计算L/C/R值。 将被测元器件参数转换成频率后， 频率易于实现高精度测量。 但此方案在振荡频率 低于1MHz时，很难保证频率稳定度，故测量误差比较大。 方案二：电压法。通过 AD9850 芯片和 Howland 电流泵产生交流恒流源，交流恒流源流过 待测元件两端产生与待测量呈线性关系的电压值。 在待测电 待测电阻和待测电感， 容两端加交流电压， 产生的电流流过与电容串联的取样电阻产生与电容量呈线性关 系的电压值。根据欧姆定律求得待测元件的大小。方案框图如下图（1） AD9850 芯片 频率可调的正弦信号 Howland 电流泵 恒流源 待测元件
简易电阻、电容和电感测试仪报告
简易电阻、电容和电感测试仪1.1 基本设计要求（1）测量范围：电阻100Ω～1MΩ；电容100pF～10000pF；电感100μH～10mH。
（2）测量精度：±5% 。
（3）制作4位数码管显示器，显示测量数值。
示意框图1.2 设计要求发挥部分（1）扩大测量范围；（2）提高测量精度；（3）测量量程自动转化。
摘要：本系统是依赖单片机MSP430建立的的，本系统利用555多谐振荡电路将电阻，电容参数转化为频率，而电感则是根据电容三点式振荡转化为频率，这样就能够把模拟量近似的转换为数字量，而频率f是单片机很容易处理的数字量，一方面测量精度高，另一方面便于使仪表实现自动化，而且单片机构成的应用系统有较大的可靠性。
系统扩展、系统配置灵活。
容易构成何种规模的应用系统，且应用系统较高的软、硬件利用系数。
单片机具有可编程性，硬件的功能描述可完全在软件上实现，而且设计时间短，成本低，可靠性高。
综上所述，利用振荡电路与单片机结合实现电阻、电容、电感测试仪更为简便可行，节约成本。
所以，本次设计选定以单片机为核心来进行。
关键词：430单片机，555多谐振荡电路，，电容三点式振荡一、系统方案电阻测量方案：555RC多谐振荡。
利用RC和555定时器组成的多谐振荡电路，通过测量输出振荡频率的大小即可求得电阻的大小，如果固定电阻值，该方案硬件电路实现简单，通过选择合适的电容值即可获得适当的频率范围，再交由单片机处理。
综合比较，本设计采用方案三，采用低廉的NE555构建RC多谐振荡电路，电路简单可行，单片机易控制。
电容测量方案：555RC多谐振荡同样利用RC和555定时器组成的多谐振荡电路，通过测量输出振荡频率的大小即可求得电容的大小，如果固定电阻值，该方案硬件电路实现简单，能测出较宽的电容范围，能够较好满足题目的要求。
采用低廉的NE555构建RC多谐振荡电路，电路简单可行，单片机易控制。
电感测量方案：电容三点式采用LC配合三极管组成三点式震荡振荡电路，通过测输出频率大小的方法来实现对电感值测量。
电容测试仪的使用方法
电容测试仪的使用方法
电容测试仪是一种用于测试电容器容量的工具。
它可以帮助我们判断电容器是否损坏或老化，以及确认其容量是否达到标准。
使用电容测试仪需要注意以下几点：
1. 选择合适的测试模式。
一般来说，电容测试仪有两种模式：手动模式和自动模式。
手动模式需要手动调整测试参数，适合针对特定电容器进行测试；自动模式则可以自动识别并测试电容器，比较适合批量测试。
2. 连接电容器。
首先需要将电容器与测试仪连接。
需要注意的是，连接时应按照电容器的正负极正确连接。
3. 调整测试参数。
在手动模式下，需要手动调整测试参数。
常见的测试参数有测试频率、测试电压等。
在自动模式下，测试仪会自动识别电容器并调整测试参数。
4. 进行测试。
完成以上步骤后，就可以进行测试了。
测试完成后，电容测试仪会显示测试结果，包括电容器的容量值和误差等信息。
5. 断开连接。
测试完成后，应将电容器与测试仪断开连接。
除了以上几点，使用电容测试仪时还需要注意安全问题。
在测试时，应注意避免触电等危险。
此外，还需要保持测试仪干燥、清洁，以确保测试的准确性和可靠性。
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简易电阻、电容、电感测量仪 ppt课件
555定时器构成多谐振荡器
▪ 根据555定时器构成多谐振荡器，产生脉冲波形，通过单 片机读取高低电平得出频率，通过公式换算得到电阻阻值。 由
得到公式：
f=1/ [(R1+2R2)*C*In2]
R2=1/2*[1/ (f*c*Ln2)-R1]
▪ 上述四种方案从对测量精度要求而言，方案一的测量精度 极差，方案二电阻测量范围较窄，方案三需要测量的电阻 值多，而且测量调节麻烦，不易操作与数字化，相比较而 言，方案四还是比较符合要求的，由于是通过单片机读取 转化，精确度会明显的提高。故本设计选择了方案四。
这些因素导致电阻测量范围较窄。
▪ 方案三：直流单臂电桥
在《电工基础课》中已经讲到，根据电路平衡原理， 不断调节电位器，使得电表指针指向正中间，1 有以下关系 式成立：
R2
RX=
×R4
R3
Rx R4
R2 R3
D
E
S
图 直流单臂电桥原理图
R1
R3
◆优点：万用表操作简单但精度不高，直流单臂电桥的测
量精度较高；
禁止端 模拟信号接地端 数字信号接地端
电源+
CD4052接口电路
▪ CD4052真值表
▪ CD4052是一个双4选一的多路模拟选择开关，其使用真值 表如
引脚号 1245 11 12 14 15
9 10 3 13 6 7 8 16
CD4052各引脚分布图
CD4052引脚功能说明 符号
IN/N
INH VEE Vss VDD
CD4052引脚功能说明表
功能 Y 通道输入/输出端 X 通道输入/输出端
地址端 Y 公共输出/输入端 X 公共输出/输入端
简易数字电容测量仪
电子技术课程设计报告——简易数字电容测量仪的设计设计题目：简易数字电容测量仪班级学号：学生：目录一、预备知识.................... 错误!未定义书签。
二、课程设计题目：简易数字电容测量仪的设计错误!未定义书签。
三、课程设计目的及基本要求...... 错误!未定义书签。
四、设计容提要及说明............ 错误!未定义书签。
4.1设计容 ........................................... 错误!未定义书签。
4.2设计说明........................................ 错误!未定义书签。
五、原理图及原理说明 ........................ 错误!未定义书签。
5.1功能模块电路原理图..................... 错误!未定义书签。
5.2模块工作原理说明 ........................ 错误!未定义书签。
六、调试...........................................................................错误!未定义书签。
七、设计中涉及的实验仪器和工具.... 错误!未定义书签。
八、课程设计心得体会 ........................ 错误!未定义书签。
九、参考文献 ........................................ 错误!未定义书签。
一、预备知识关于数字式简易数字电容测试仪的设计，我们提出了三种设计方法和思路。
在具体操作中，经过对资料的收集、分析，研究与对比，最终选择了简单易懂，而且精度较高的方法，即门控法。
本方法的基本理论是单稳态触发器电路的输出脉宽wt与电容C成正比，再通过一系列的控制，计数，锁存，显示电路实现了对电容的一般测试与数字显示。
在本次数电课程设计的同时，对于规模集成电路从认识到分析、再到整体框图设计、单元模块设计、最终到电路的模拟和实际电路的成形有了一定的认识，同时使我们在电子设计方面有了一定的实际动手能力，也为这次数电课程设计打下了坚实的基础。
简易电路特性测试仪
简易电路特性测试仪一、任务设计并制作一个简易电路特性测试仪。
用来测量特定放大器电路的特性，进而判断该放大器由于元器件变化而引起故障或变化的原因。
该测试仪仅有一个输入端口和一个输出端口，与特定放大器电路连接如图 1 所示。
图 1 特定放大器电路与电路特性测试仪连接图制作图 1 中被测放大器电路，该电路板上的元件按图 1 电路图布局，保留元件引脚，尽量采用可靠的插接方式接入电路，确保每个元件可以容易替换。
电路中采用的电阻相对误差的绝对值不超过 5%，电容相对误差的绝对值不超过 20%。
晶体管型号为 9013，其β 在60~300 之间皆可。
电路特性测试仪的输出端口接放大器的输入端 Ui, 电路特性测试仪的输入端口接放大器的输出端 Uo。
二、要求1. 基本要求（1）电路特性测试仪输出 1kHz 正弦波信号，自动测量并显示该放大器的输入电阻。
输入电阻测量范围1kΩ~50kΩ，相对误差的绝对值不超过10%。
（2）电路特性测试仪输出 1kHz 正弦波信号，自动测量并显示该放大器的输出电阻。
输出电阻测量范围500Ω~5kΩ，相对误差的绝对值不超过10%。
（3）自动测量并显示该放大器在输入 1kHz 频率时的增益。
相对误差的绝对值不超过 10%。
（4）自动测量并显示该放大器的频幅特性曲线。
显示上限频率值，相对误差的绝对值不超过 25%。
2. 发挥部分（1）该电路特性测试仪能判断放大器电路元器件变化而引起故障或变化的原因。
任意开路或短路 R1~R4 中的一个电阻，电路特性测试仪能够判断并显示故障原因。
（2）任意开路 C1~C3 中的一个电容，电路特性测试仪能够判断并显示故障原因。
（3）任意增大 C1~C3 中的一个电容的容量，使其达到原来值的两倍。
电路特性测试仪能够判断并显示该变化的原因。
（4）在判断准确的前提下，提高判断速度，每项判断时间不超过 2 秒。
（5）其他。
（1）不得采用成品仪器搭建电路特性测试仪。
电路特性测试仪输入、输出端口必须有明确标识，不得增加除此之外的输入、输出端口。
简易数字电容表设计杨辉
电子技术课程设计题目: 简易数字电容表设计学生姓名杨辉专业自动化（工程方向）学号_ 2227班级2009级1 班指导教师黄华成绩_工程技术学院2011年12月目录摘要 (3)1设计目的 (3)2设计要求 (3)3仪器与器件 (4)4 方案论证 (5)2.1 方案一 (5)2.2 方案二 (8)2.3 最终方案 (10)5 原器件选择 (10)6 单元电路设计 (15)7 仿真调试结果 (17)8 实物系统调试与测试 (20)9 设计总结…………………………………………………………………………‥2110 收获与体会 (21)附录…………………………………………………………………………………‥22 参考文献……………………………………………………………………………‥22简易数字电容表的设计与制作杨辉西南大学工程技术学院，重庆 400715摘要下面所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，标准脉冲用于计数并送锁存--译码--显示系统就可以得到电容量的数据。
一、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、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；10pF，误差小于10% 。
（3）测量范围100pF—5（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。
三、仪器与器件1 仪器（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2 可选择的器件1)MC14553 (或4518) 计数 1块（或3块）2)CD4511 译码 1块3)LED 3块4)四2输入与非门CD4093 1块5)NE555定时器(或NE556) 2块(或1块)6)二极管、三极管若干7)电位器、电阻器、电容器若干四、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；整体框图：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：相应产生标准脉冲图像：注：电压调档为5V，扫描周期1ms。
电阻电感电容测量仪高精度
电赛设计报告题目：电阻、电容、电感测量仪指导教师：军波年级：2010学院：生物医学工程专业：生物医学工程学生：2012 年 4 月9 日简易电阻、电容和电感测试仪一、任务设计并制作一台数字显示的电阻、电容和电感参数测试仪。
二、要求1．基本要求（1）测量围：电阻100Ω～1MΩ；电容100pF～10000pF；电感100μH～10mH。
（2）测量精度：±5%（三年级），±10（二年级）。
（3）具有四位数字显示功能。
2．发挥部分（1）扩大电阻、电容或电感的其中任何一种的测量围：测量上限或者下限扩展10倍（二年级）。
扩大电阻、电容或电感的每一种的测量围：测量上限或者下限扩展10倍（三年级）。
（2）提高测量精度，电阻、电容或者电感其中一种的测量精度提高到1%（三年级），5%（二年级）。
（3）测量量程自动转换。
三、评分意见一、系统方案论证1 平衡电桥法测量原理桥电路由未知阻抗z ，已知标准电阻S R 和具有总电阻P R 的电阻性电位计组成，电桥各元素分别是Z 、s R 、()P R x -1、P xR 。
其中x 代表电位计变换的位置。
电桥由正弦交流电源0u 供电，频率为d U ο0ω为桥路输出电压。
当改变电位计x 的位置时，就可得到半平衡电桥。
真正的半平衡状态是d U ο与一个特定的桥路电压相差900。
可用相敏检测仪检测出来。
这种方案的优点是测量的精度很高，同时可以测量电容和电阻的大小，但其电路电路复杂,调节起来麻烦，实现起来较为困难。
2.伏安法：最经典的方法，它的测量原理来源于阻抗的定义。
即若已知流经被测阻抗的电流相量并测得被测阻抗两端的电压，则通过比率便可得到被测阻抗的相量。
显然，要实现这种方法，仪器必须能进行相量测量及除法运算.，而且需要精确的信号发生电路，整个电路的复杂程度就大大的提高了，软件的设计和芯片的获得也是问题，所以放弃了此方案。
2．谐振法谐振法：利用RC 和LC 震荡的原理，把L 和C 的数值转换成单片机容易测量的数字频率信号，再利用频率和R 和C 或L 和C 的关系，利用单片机算出C 和L 的数值。
数字电路课程设计报告_简易数字电容测试仪+原创
数电课程设计报告题目简易数字式电容测试仪简易数字电容C测量仪前言电子制作中需要用到各种各样的电容器，它们在电路中分别起着不同的作用。
和电阻器相似，通常简称其为电容，用字母C表示。
顾名思义，电容器就是“储存电荷的容器”。
尽管电容器品种繁多，但它们的基本结构和原理是相同的。
两片相距很近的金属中间被某物质（固体、气体或液体）所隔开，就构成了电容器。
两片金属称为的极板，中间的物质叫做介质。
电容器也分为容量固定的和容量可变的。
但常见的是固定容量的电容，最多见的是电解电容和瓷片电容。
不同的电容器储存电荷的能力也不相同。
规定把电容器外加1伏特直流电压时所储存的电荷量称为该电容器的电容量。
电容的基本单位为法拉（F）。
但实际上，法拉是一个很不常用的单位，因为电容器的容量往往比1法拉小得多，常用微法（μF）、纳法（nF）、皮法（pF）（皮法又称微微法）等，它们的关系是：1法拉（F）= 1000000微法（μF）1微法（μF）= 1000纳法（nF）= 1000000皮法（pF）。
电容器在电子线路中得到广泛的使用，它的容量大小对电路的性能有重要的影响，本课题就是用数字显示方式对电容进行测量。
本设计报告共分三章。
第一章介绍系统设计；第二章介绍主要电路及其分析；第三章为总结部分。
摘要：由于单稳态触发器的输出脉宽t W和电容C成正比，把电容C转换成宽度为t W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--显示系统就可以得到电容量的数据。
关键词：闸门信号标准频率脉冲目录第一章系统设计 (2)一、设计目的 (2)二、设计内容要求 (2)三、设计技术指标 (2)四、方案比较 (2)五、方案论证 (3)1、总体思路 (3)2、设计方案 (3)第二章主要电路设计和说明 (4)一、芯片简介 (4)1、555定时器 (4)2、单稳态触发器74121 (4)3、4位二进制加法计数器47161 (5)4、4位集成寄存器74 LSl75芯片 (6)5、七段译码器74LS47-BCD 芯片 (7)二、总电路图及分析 (7)1、总图 (7)2、参数选择及仪表调试 (9)3、产品使用说明 (9)4、以测待测电容Cx 的电容量为例说明电路工作过程及测容原理 (9)三、各单元电路的设计和分析 (9)1、基准脉冲发生器 (9)2、启动脉冲发生器 (10)3、Cx 转化为Tw 宽度的矩形脉冲 (10)4、计数器 (10)5、寄存—译码—显示系统 (10)第三章 总结 .............................................................................................. 11 参考文献 .................................................................................................... 11 附 录 .. (11)附录1 元器件清单 ................................................................................ 11 附录2 用集成元件代分立元件电路 ........................................................... 12 评 语 (13)第一章 系统设计一、设计目的1 掌握电容数字测量仪的设计、组装和调试方法。
电容测试仪的设计与制作
简易电容测试仪摘要数字电容测量仪是计算机、通讯设备、音频视频等科研生产领域不可缺少的测量仪器。
现在常用的测量方法是电容表法和充放电法。
本设计使用两个555定时器，其中一个555定时器搭建成单稳态触发器，通过给端脚2一个负脉冲使定时器由单稳态进入暂稳态，从而在输出端输出一个高电平的单脉冲，通过计算这个单脉冲的宽度便可由公式算出电容值，另一个555定时器搭建成多谐振荡器，通过电容充放电产生固定周期的脉波，作为计数脉冲；将计数脉冲接到74161构成的4位计数器的低位的计数脉冲输入端进行计算，每个74161的四个输出端接到数码管进行显示，用置数法对74161赋初值；采用直流稳压为系统提供+5V电压。
设计中使用开关转换来达到3个大量程测量电容，能够测量1pF~1000PF，1n~1000nf，1u~1000uf的电容值；其中100pf~100u为所要求的测量量程，在这个量程范围内，可很精确地测量到电容值，误差范围为0~百分之一。
关键词555定时器，单稳态触发器，多谐振荡器，74161构成的计数器技术要求1. 测试电容容量范围为100PF～100μF；2. 应设计3个以上的测量量程；3. 用四位数码管显示测量结果4. 用红、绿、蓝色发光二极管表示单位。
一、系统综述1.1、基本设计思路：将需要测量的电容接到单稳态触发器的6和7引脚端，另一端接地，6和7引脚通过电阻值与电源正极相连，而通过改变该电阻的阻值可以获得到不同的量程，单稳态触发器产生的脉冲宽度为：xx CCCC CCx w1RC.1ln3RCV 3 2V0 VlnRCt= =--=；把该脉冲接到多谐振荡器的REST端控制多谐振荡器的工作，通过多谐振荡器产生的计数脉冲对单稳态触发器产生的高电平单脉冲进行计数，（当取合适电容电阻参数时，便可使单稳态产生的单脉冲宽度内多谐振荡器产生的脉冲数等于电容数值，用不同颜色的LED灯便知道电容单位。
1.2、系统方案论证与选择：方案一容抗法测量电容电路其设计思想是首先利用一定频率（例为400Hz）的正弦波信号将被测量电容量Cx变成容抗Xc，然后进行C / VCA转换，把Xc转换成交流信号电压，再经过AC / DC转换期取出平均值电压V0，送至31/2位或41/2位A/D转换器。
电容的测量方法
电容的测量方法电容是电路中常见的一个重要参数，它代表了电路中储存电荷的能力。
在电子电路设计和故障排除中，经常需要对电容进行测量。
本文将介绍几种常见的电容测量方法，以及它们的原理和应用。
首先，最简单的电容测量方法是使用万用表。
万用表是一种多功能电测量仪器，可以用来测量电阻、电压、电流等参数。
在测量电容时，我们需要将万用表调至电容测量档位，然后将待测电容器的两端引线分别连接到万用表的两个测量端口上。
在连接完成后，万用表会显示出电容的数值，从而完成电容的测量。
其次，还可以使用示波器进行电容的测量。
示波器是一种用来显示电压信号波形的仪器，它也可以用来测量电容。
在使用示波器进行电容测量时，我们需要将待测电容器与一个已知电阻串联连接，然后将连接点接入示波器的输入端。
通过测量输入端的电压波形，我们可以计算出待测电容的数值。
此外，还可以使用LCR测量仪进行电容的测量。
LCR测量仪是一种专门用来测量电感、电容和电阻的仪器，它具有高精度和自动化的特点。
在使用LCR测量仪进行电容测量时，我们只需要将待测电容器连接到测量端口上，然后按下测量按钮，仪器就会自动完成电容的测量，并显示出结果。
最后，还可以利用自制的简易测量电容的方法。
例如，我们可以利用一个已知电容和一个电阻，通过测量充放电过程中的电压变化来计算待测电容的数值。
虽然这种方法比较简单，但在一些特殊情况下也是非常有用的。
综上所述，电容的测量方法有很多种，每种方法都有其适用的场合和特点。
在实际工程中，我们需要根据具体的情况选择合适的测量方法，以确保测量结果的准确性和可靠性。
希望本文介绍的内容能够对大家有所帮助。
简易数字电容测量仪设计
简易数字电容测量仪设计引言电容是电子电路中常见的元件之一，用于存储电荷和调节电路的频率响应。
因此，对电容进行准确测量是电子工程师和爱好者常常面临的挑战之一。
本文将介绍一种简易数字电容测量仪的设计，该仪器可以实现对电容的快速、准确测量。
一、设计原理数字电容测量仪的设计基于计时电路的原理。
当一个已知电容通过一个已知电阻充电或放电时，可以测量所需的时间来计算电容的值。
具体而言，我们需要设计一个计时电路，通过测量电容充电或放电所需的时间，然后使用公式 C = t / (R * ln(2)) 来计算电容的值。
二、硬件设计1. 电路图我们的数字电容测量仪的电路图如下所示：2. 元件选择为了简化设计，我们选择了一些常用的元件。
电阻选用1kΩ的标准电阻，电容选用10μF的陶瓷电容。
此外，我们还需要一个微控制器来处理计时和计算电容值。
3. 电路实现根据电路图，我们可以使用常见的电子元件将电路实现。
首先，将电容和电阻按照图中的连接方式进行连接。
然后，将微控制器与电路连接，以便进行计时和计算。
最后，将电路供电，即可完成硬件的设计。
三、软件设计1. 计时和计算我们需要编写一个程序来实现计时和计算电容值。
首先，我们需要初始化计时器，并设置为充电或放电模式。
然后，我们可以使用计时器来测量所需的时间，并存储在一个变量中。
最后，我们使用上述公式来计算电容的值。
2. 显示结果为了方便使用者查看测量结果，我们可以在液晶显示屏上显示电容的值。
我们需要编写一个程序来将计算得到的电容值转换为适当的格式，并将其显示在液晶屏上。
四、实验结果与讨论我们通过使用实际的电容进行测试，验证了我们设计的数字电容测量仪的准确性和可靠性。
实验结果表明，我们的测量仪可以精确地测量电容的值，并将其显示在液晶屏上。
五、总结本文介绍了一种简易数字电容测量仪的设计。
通过使用计时电路和微控制器，我们可以实现对电容的快速、准确测量。
该仪器的设计原理简单，硬件和软件设计也相对简单，适合初学者和爱好者使用。
一种简易数字式电容测试仪的设计
器
。 －。
ｆ ｌ
Ｃ
图 １ 数字式 电容测试仪原理框 图 ３ 电路设计 ３ １ 控制器 电路 ． 控 制器 的主要功能是根 据被 测电容 ｃ 的容量大 小形 ｘ 成与其成正 比的控制脉 冲宽度 Ｔ ． ２ 示为 单稳 态控制 ｘ图 所 电路 的原理 图 ． 该电路 的工作原理如下 ：
Ｖ０ ． ３ ｏ １ １ ２ Ｎ ． Ｆ ｂ ２ ０７ ｅ ．０ ｒ
一
种 简易数 字式 电容测试 仪 的设 计
张 立 萍
（ 赤峰 学院 物理与电子信息工程 系， 内蒙古 赤峰 ０４０ ） ２００
摘
要 ：本 文介 绍 了一种 数字式电容测试仪 电路 ，能够测量并显示电容的大小 ．
因为时钟周 期 Ｔ ．（ ３ Ｒ） 是在 忽略 了 ５５ ０７ Ｒ ＋２４ ５ 定 时器 ６ 脚的输入 电流条件 下得到 的 ， 而实际上 ６ 有 １ 脚 ０ 的电流 流入 ． ， 了减 小该 电流的影 响 ， 使流 过 的电 因此 为 应 流最小值大 于 １ ． 因为要求 Ｃ ＝ ９ｔ ，ｘ ２， ０ 又 ９９． Ｔ ＝ ｓ ， ｖ时 所
Ｒ
２ ｒ Ｖｃ／３ ：
／ ３ ，
Ｏ
Ｒ
Ｉ １
Ｃ
Ｏ
］． 一 一 厂厂厂 ］］
（） ｂ
（） ａ
图 ３ 时钟脉 冲发生器
振荡 波形 的周期为 ：
Ｔ＝ｔ ＋ｔ ￣０７ Ｒ ＋２ ４Ｃ ｐ ｐ － ．（ ３ Ｒ ）ａ ｌ ２
ｕ 达到 ２ ３ ， ｃ Ｖ ／ 时 流过 Ｒ 、 ４ ３Ｒ 的电流最小 ， 为
至 计数器 时钟 脉 冲端
图 ２ 单稳态控制 电路 当被测 电容 ｃ 接 到 电路 中之后 ， ｘ 只要 按一下 开 关 Ｓ ， 电源 电压 经微 分电路 ｃ、 ｌ １Ｒ 和反 向器 ， 送给 ５５ 时器 ５定 的低 电平触发端 ２ 一个负脉 冲信号使单稳态触发器 由稳态 变为暂稳态 ， 其输 出端 ３ 由低电平变为高 电平 ． 高电平控 该
简易数字式电阻电容和电感测量仪设计方案
简易数字式电阻电容和电感测量仪设计方案设计一个简易的数字式电阻、电容和电感测量仪可以分为以下几个步骤：1.设计测量电路：首先，需要设计一个测量电路，电路可以使用基本的电压和电流测量技术。
电阻测量可以使用恒流法或恒压法，电容测量可以使用充放电法或交流法，电感测量可以使用交流法。
根据选择的测量方法设计合适的电路。
2.选取合适的传感器：为了实现数字化测量，需要选择合适的传感器。
电阻可以使用电阻表，电容可以使用电容计，电感可以使用电感表。
根据需要选择合适的传感器并进行调试和校准。
3.连接传感器与微控制器：将选取的传感器与微控制器进行连接，确保传感器的输出信号可以被微控制器读取。
可以使用模拟输入通道或数字接口来连接传感器和微控制器。
4.编写微控制器程序：根据测量电路和传感器的特性，编写微控制器的程序，实现测量功能。
程序中需要包括对传感器信号的处理、测量结果的计算和存储等功能。
5.设计用户界面：为了方便使用，可以设计一个简单的用户界面。
可以使用液晶显示屏、按键或触摸屏等组件来实现用户界面。
用户界面可以用来选择测量类型、显示测量结果等。
6.调试和测试：将硬件和软件部分进行集成，并进行调试和测试。
确保测量准确性和可靠性，对测量仪进行必要的校准和调整。
总结：设计一个简易的数字式电阻、电容和电感测量仪需要选择合适的测量电路和传感器，采集传感器信号并经过微控制器处理、计算和显示。
同时需要设计合适的用户界面，实现用户操作和结果显示。
最后进行调试和测试，确保测量仪的准确性和可靠性。
简易电容值测量仪
简易电容值测量仪设计2012.12.目录第一部分系统设计1.1 设计题目及要求 (1)1.2 总体设计方案 (2)1.2.1 设计思路 (3)1.2.2 方案论证与比较 (5)第二部分单元电路设计2.1标准脉冲信号电路 (6)2.1.1标准脉冲信号电路工作原理2.1.2标准脉冲信号电路元件的选取与计算2.2 多谐振荡器电路 (7)2.2.1标准脉冲信号电路工作原理2.2.2标准脉冲信号电路元件的选取与计算2.3 锁定电路 (7)2.3.1锁定电路工作原理2.3.2锁定电路元件的选取与计算2.4 计数、锁存、译码和数码管显示电路 (7)2.4.1计数、锁存、译码和数码管显示电路工作原理2.4.2计数、锁存、译码和数码管显示电路元件的选取与计算2.5 指示灯显示电路 (7)2.5.1指示灯显示电路工作原理2.5.2指示灯显示电路元件的选取与计算第三部分整机电路3.1 整机电路图 (7)3.2 元件清单 (8)第四部分性能指标的测试4 电路实现的功能和系统使用说明 (13)1.1 设计题目及要求设计一个可测量电容值的电路。
要求： 1.电容测量范围为1000PF-2UF 。
2.能实现电容的测试与显示。
3.电源采用5V 或±5V 供电。
1.2总体设计方案 1.2.1设计思路题目的关键步骤就是如何把电容值转变成为数字量，即利用受电容影响的电路把电容值转变为可测量，可处理的物理量和数字量，然后显示。
1.2.2方案论证与比较从设计思路出发，可以提出以下两个方案：方案1：把锯齿波信号输入到以被测电容为微分电容的微分电路，得出电容C x 和输出电压U x 之间的线性关系，经过整流滤波后，利用A/D 转换把电压量以数字量形式表现出来，最后用显示电路显示。
，如图1-2-1所示图1-2-1方案2：利用多谐振荡器接成单稳态触发器产生由外接电容决定其脉冲宽度的方波信号，用被测电容作为这个外界电容，即可得出被测电容C x 和脉冲宽度t w 之间的关系，将t w 用计数器转为数字量，通过译码后用显示电路显示出来，如图1-2-2所示 计数器方案论证：经过方案的初步比较，方案1采用A/D转换由模块精度确定，加之模拟模拟信号的不稳定性，可能会造成较大误差，而且A/D转换模块价格相对较高；方案2电路以及思路简单，实现精度可控，所以采用方案2。
【设计】简易数字电压表课程设计
【关键字】设计《数字逻辑》课程设计报告题目简易数字电压表学院（部）信息工程学院专业计算机科学与技术班级学生姓名学号6 月18日至6 月21 日共 1 周指导教师（签字）前言关于数字式简易电压尝试仪的设计，我们提出了三种设计方法和思路，分别是ADC0809的A/D 转换电路、LM331V/F转换电路、555定时器的V/F转换电路。
在具体操作中，经过对资料的收集、分析，研究与对比，最终选择了简单易懂，而且精度较高的方法，即LM331压频转换法。
本方法的基本理论是LM331的输入电压幅值与输出脉冲的频率成正比，再通过一系列的控制，计数，锁存，显示电路实现了对电压的一般尝试与数字显示。
每学期的课程设计是综合检验我们所学知识的时候，在这期间我们需要将自己所学的知识进行综合，然后运用到我们所要完成的任务中。
此次课程设计我们完成的任务是制作简易数字电压表，我们在拿到这个题目时是没有一点思路的，在仔细研究和向老师请教后终于有了一点头绪，在小组两外两个成员杨羽丰和侯理想的共同努力下，我们初步实现了数字电压表的制作的方案制作，但是由于仿真软件中缺少我们所需元件的原因，我们的方案没能进行模拟仿真，这是此次课程设计的遗憾之处。
我们现在正在试图用另外的仿真软件进行此方案的仿真。
在本次课程设计过程中得到了各方面的支持和帮助，在此特别向数子电子技术老师表示由衷的感谢。
由于设计时间和水平的限制，如有不足之处，敬请指正！目录1.4 V/F转换电路方案比较与论证 (4)66101011111113131313简易数字电压表摘要本文介绍了一种简易的数字式显示电压尝试仪的设计思路及硬件结构。
该测量仪的基本工作原理是：把电压量通过单稳态触发器转化成时间脉冲量，然后在这个时间脉冲内进行计数，再锁存计数值，最终通过数码显示译码器驱动数码管进行显示。
可由555集成定时器构成多谐振荡器产生计数脉冲和对单稳态进行触发，555构成的单稳态触发器电路来控制计数器清零与锁存器锁存，四片74LS160构成计数电路，四片74LS373N构成锁存电路，四片DCD_HEX数码管构成四位译码显示电路，通过计算与分析把各电路连接起来，最终实现对电压（0V—9.99V）的简易测量与数字显示。
简易电阻电容电感测量
简易的测量电阻电容电感摘要：本设计是一个电阻电感电容的简易测量装置，主要由模拟测量和1602液晶显示两部分组成，其中电阻和电容电感的测量都是通过构造电路产生一定频率的波形，再通过单片机读取频率，经过程序处理转化，再通过1602液晶显示。
由于系统处理数据时通过单片机对频率信号的读取，使得最后测量的结果更加精确与稳定，误差控制在题目所允许的范围内。
关键词：电阻电容电感测量仪，1602显示，555定时器，电容三点式目录1. 系统设计 (2)1.1 设计要求 (2)1.2 方案比较 (2)1.2.1 电阻测量方案 (2)1.2.2 电容测量方案 (4)1.2.3电感测量方案 (5)1.2.4显示电路方案 (6)1.3 方案论证 (6)1.3.1 总体思路 (6)1.3.2 设计方案 (7)2. 单元电路设计 (7)2.1 电阻测量电路 (7)2.2 电容测量电路 (8)2.3 电感测量电路 (9)2.4 1602显示电路 (10)3. 软件设计 (11)4. 系统测试 (11)4.1 测试仪器与设备 (11)4.2 指标测试 (12)5 结论 (13)参考文献 (13)附录1、元器件明细表...............................................................= (13)附录2：程序清单 (13)1. 系统设计1.1 设计要求设计并制作一台数字显示的电阻、电容和电感参数测试仪1. 测量范围：电阻100Ω～1MΩ；电容100pF～10000pF；电感100μH～10mH。
2. 测量精度：±5% 。
3. 带有显示部分。
1.2 方案比较1.2.1 电阻测量方案相位测量方案的关键问题是电阻测量方法的选择。
方案一：串联分压原理VRx R0图1串联电路原理图根据串联电路的分压原理可知，串联电路上电压与电阻成正比关系。
通过测量Rx和R0上的电压。
由公式 Rx=Ux/(U0/R0)方案二：利用直流电桥平衡原理的方案图2 电桥（其中R1，R2，为可变电位器，R3为已知电阻，R4为被测电阻）根据电路平衡原理，不断调节电位器，使得电表指针指向正中间。
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长安大学电子技术课程设计课题名称简易数字式电容测试仪班级32040901姓名章飞指导教师日期2011年6月21日前言电容元件广泛应用于各种电子产品和电路中，具有十分广泛的应用。
电容的容值参数是设计中应考虑的重要参数。
常见的电容分为有极电容和无极电容。
电容的容值与电容的直对面积、形状、电解质等有关系。
目前的电容体积小，用常规方法难以精确测出。
为解决该问题。
我们设计了简易数字式电容测试仪。
该设计将电容的测量转化为频带宽度的测量，具有便携、易操作、高精度等特点。
限于作者水平，本文难免出现缺陷和错误，我们热忱欢迎广大读者朋友提出宝贵意见和建议。
作者2011年6月21日目录摘要 (1)设计要求 (1)第一章系统概述 (2)1、总体方案的选择及可行性分析 (2)2、方案论证 (3)第二章单元电路设计分析 (4)1、555定时器 (4)2、用555定时器构成的单稳态触发器 (5)3、用555定时器构成的多谐振荡器 (6)4、占空比可调的多谐振荡器电路 (7)5、同步十进制计数器74LS160 (8)6、4位集成寄存器74LS175 (8)7、LED数码管 (9)第三章电路总体描述及功能实现 (10)1、总电路图 (10)2、参数选择及仪表调试 (11)3、产品使用说明 (12)4、安装与调试 (12)第四章结束语 (13)1、总结 (13)2、收获与体会 (13)参考文献 (14)附录 (14)附录一元器件表 (14)附录二鸣谢 (15)评语 (16)简易数字式电容测试仪摘要:由于单稳态触发器的脉冲宽度tw与电容C成正比，把电容C转换成脉冲宽度为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—显示系统就可测得电容的数值。
时钟脉冲可由555构成的多谐振荡器提供。
如果时钟脉冲的各参数合适，数码管显示的数字N便是待测电容C x的值。
关键字:电容测试仪闸门信号标准频率脉冲多谐振荡器单稳态振荡器555 74160 计数器技术要求1.测试电容容量范围为100PF～100μF；2.应设计3个以上的测量量程；3.用四位数码管显示测量结果4.用红、绿色发光二极管表示单位系统综述第一章系统概述1、总体方案的选择及可行性分析数字式电容测量仪的作用是以十进制数码的方式来显示被测电容的值，从而判断电容器质量的优劣及电容参数。
由给出的指标设计，它的设计要点可分为俩部分：一部分是LED显示，另一部分就是要将C x值进行转换。
能满足上述设计功能的方案很多，我们共总结出下面四种参考方案：方案一：把电容量通过电路转换成电压量，然后把电压量经模数转换成数字量进行显示。
可由555集成定时器构成单稳态触发器、多谐振荡器等电路，当单稳态触发器输出电压的脉宽为：tw=RC㏑3≈1.1RC。
从式中可以看出，当R 固定时，改变电容C则输出脉宽tw跟着改变，由tw的宽度就可以求出电容的大小。
把单稳态触发器的输出电压Vo取平均值，由于电容量的不同，tw 的宽度也不同，则Vo的平均值也不同，由Vo的平均值大小可以得到电容C 的大小。
如果把平均值送到A／D转换器，经显示器显示的数据就是电容的大小。
但是我们对A／D转换器的掌握程度还不够充分，设计有一些困难。
方案二：用阻抗法测R、L、C有两种实现方法：永恒流源供电，然后测元件电压；永恒压源供电，然后测元件电流。
由于很难实现理想的恒流源和恒压源，所以它们适用的测量范围很窄。
方案三：像测量R一样，测量电容C的最经典方法是电桥法，如图1所示。
只是电容C要用交流电桥测量。
电桥的平衡条件是：Z1*Zn*exp[j（φ1+φn）] =Z2*Z x*exp[j（φ2+φx）]图（1）通过调节阻抗Z1、Z2使电桥平衡，这时电表读数为零。
根据平衡条件以及一些已知的电路参数就可求出被测电容。
用这种方法测量，调节电阻值一般只能手动，电桥的平衡也难以用简单电路实现。
这样，电桥法不易实现自动测量。
方案四：应用基本思想：把较难测量的物理量转变成精度较高且较容易测量的物理量。
先把电容C转换成宽度为tw的矩形脉冲，然后将其作为闸门控制计数器计数，技术后再运算求出C的值，并送出显示，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，该计数脉冲送至计数—锁存—译码—显示系统就可得到电容量的数据。
其实，这种转换就是把模拟量转换成数字量，频率f是数字电路很容易处理的数字量，这种数字化处理一方面便于式仪表实现智能化，另一方面也避免了有指针读数引起的误差。
因此本设计我们采用此方案。
2.方案论证㈠设计思路㈡设计的总体框图该方案的总体方框图如图2所示：图（2）总体方框图第二章 单元电路设计分析 1. 555定时器555电路符号如图3所示，如图4为555等效功能框图中包含两个COMS电压比较器C 1和C 2，一个RS 触发器，一个反相器，一个P 沟道MOS 场效应管构成的放电开关SW ，三个组织相等的分压电阻网络，以及输出缓冲级。
三个电阻组成的分压网络为上比较器C 1和下比较器C 2，它们分别提供2V cc ／3和V cc ／3的偏置电压。
图（3）555等效功能框图u Ou I2u I6图（4）555定时器的工作原理是：当输入电压U i6＜2V cc ／3，U i2＜V cc ／3时，电压比较器C 1反相输入端的输入电压小于参考电压，相当于在电压比较器C 1的反相输入端输入一个负极性的信号，电压比较器C 1的输出电压为正极性的信号，即高电平信号“1”；电压比较器C 2同相输入端的输入电压小于参考电压，相当于在电压比较器C 2的同相输入端输入一个负极性的信号，电压比较器C 2的输出电压为负极性信号，即低电平信号“0”；RS 触发器被置位，输出电压U 0等于1。
555定时器输出与输入的关系也可用功能表来描述， 如表1所示 （表1） 由上表可知：（1）．当输入电压 U i6＜2V cc ／3时，U i2从 ＜V cc ／3变化到＞V cc ／3时，电压比较器C 1反相输入端的输入电压小于参考电压，电压比较器C 1的输出电压为u I2u I6u IC u O高电平信号“1”， RS 触发器处在保持的状态，保持U i6＜2V cc ／3，U i2＜V cc ／3时的输出状态，输出电压U 0等于1。
（2）. 当输入电压 U i2＞V cc ／3时，U i6从 ＞2V cc ／3变化到＜2V cc ／3时，电压比较器C 2同相输入端的输入电压大于参考电压，电压比较器C 2的输出电压为高电平信号“1”， RS 触发器处在保持的状态，保持U i6＞2Vcc ／3，U i2＞Vcc／3时的输出状态，输出电压U 0等于0。
（3）. 当输入电压U i6＞2Vcc ／3，U i2＞Vcc ／3时，电压比较器C 1反相输入端的输入电压大于参考电压，相当于在电压比较器C 1的反相输入端输入一个正极性的信号，电压比较器C 1的输出电压为负极性的信号，即低电平信号“0”， RS 触发器被复位，输出电压U 0等于0。
3. 用555定时器构成的多谐振荡器用555定时器构成的多谐振荡器及其工作波形如图6所示，其工作原理如下：当接通电源V cc 后，电容C 上的初始电压为0V ，比较器C 1和C 2输出为1和0，O(a)(b)v C21C3V V C C v C C 3tv OtOOt t t C CV 012T T T120使U o =1，放电管T 截止，电源通过R 1、R 2向C 充电。
U c 上升至2V cc ／3时，RS 触发器被复位，使U o =0，T 导通，电容C 通过R 2到地放电，U c 开始下降，当U c 降到V cc ／3时，输出U o 又翻回到1状态，放电管T 截止，电容C 又开始充电。
如此周而复始，就可在3脚输出矩形波信号。
由图6（b ）所示，U c 将在V cc ／3和2V cc ／3之间变化，因而可以求得电容C 上的充电时间T 1和放电时间T 2 ： T 1=（R 1+R 2）C ㏑2≈0.7（R 1+R 2）CT 2=R 2C ㏑2≈0.7R 2C所以输出波形的周期为T=T 1+T 2=（R 1+2R 2）C ㏑2≈0.7（R 1+2R 2）C 振荡频率 f=1／T ≈1.44／[（R 1+2R 2）C] 占空比 q= （R 1+R 2）／（R 1+2R 2）＞50％ 如果R 1＞＞R 2，则q ≈1，U c 近似为锯齿波。
4.占空比可调的多谐振荡器电路在图7所示电路中，由于电容C 的充电时间常数τ1=（R 1+R 2）C ，放电时间常数τ2=R 2C ，所以T 1总是大于T 2，v O 的波形不仅不可能对称，而且占空比q 不易调节。
利用半导体二极管的单向导电特性，把电容C 充电和放电回路隔离开来，再加上一个电位器，便可构成占空比可调的多谐振荡器，如图7所示。
由于二极管的引导作用，电容C 的充电时间常数τ1=R 1C ，放电时间常数τ2=R 2C 。
通过与上面相同的分析计算过程可得：T 1=0.7R 1C T 2=0.7R 2CCOv 1R R74LS160E T E PCP D 0D 1D 2D 3 Q 0 Q 1Q 2 Q 3CO L D C R占空比为：21121121117.07.07.0R R R CR C R C R T T T T T q +=+=+==只要改变电位器滑动端的位置，就可以方便地调节占空比q ，当R 1=R 2时，q =0.5，v o 就成为对称的矩形波。
5.同步十进制计数器74LS160同步十进制计数器74LS160如图８所示：图（8）74LS160管脚图74LS160是集成同步十进制计数器，该计数器具有同步预置、异步清零、计数和保持四种功能有进位信号输出端，可串接计数使用。
74LS160的功能表如表2所示：表二. 74LS160的功能表将74LS160构成十进制以下计数器可采用以下两种反馈方式： （1）反馈清零法反馈清零法是利用反馈电路产生一个给计数器的复位信号，使计数器各输出端为零（清零）。
反馈电路是组合逻辑电路，计数器输 （表2）出部分或全部作为其输入，在计数器一定的输出状态下即时产生复位信号，使数电路同步或异步地复位。
（2）反馈置数法反馈置数法是将反馈逻辑电路产生的信号送到计数电路的置位端，在滿足条件时，计数电路输出状态为给定的二进制码。
6.4位集成寄存器74LS175图9所示是由D 触发器组成的4位集成寄存器74LS175的逻辑电路图。
其中，Rd 是异步清零控制端。
D0—D3是并行数据输入端，CP 为时钟脉冲端，Q0—Q3是并行数据输出端。
图（9）４位集成寄存器74LS175该电路的数码接收过程为：将需要存储的四位二进制数码送到数据输入端，D0—D3，在CP 端送一个时钟脉冲，脉冲上升沿作用后，四位数码并行的出现在四个触发器Ｑ端。