数字电容测量仪-课程设计
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作品40% 报告20%答辩20%平时20%总分100%设计题目：简易数字电容测量仪班级学号：学生姓名：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、设计内容提要及说明........ 错误！未定义书签。
4.1设计内容...................................... 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，对于中大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。
数字电容测量仪-课程设计
数字电容测量仪-课程设计电气与自动化工程学院课程设计评分表课程设计题目：班级：学号：姓名：得分项目评分比例课程设计出勤10%课程设计态度20%课程设计报告40%课程设计答辩30%100课程设计总成绩指导老师：年月日课程设计答辩记录学院专业班级答辩人课程设计题目记录内容说明：主要记录答辩时所提的问题及答辩人对所提问题的回答数字电容测量仪的设计一．设计目的（1）了解常用数字集成电路的使用。
（2）了解电容测量仪的工作原理。
（3）掌握利用数字式集成电路设计电容测量仪的原理和Multisim调试的方法。
二．设计思路本设计中用555振荡器产生一定周期的矩形脉冲作为计数器的CP脉冲也就是标准频率。
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。
把此脉冲作为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—译码显示系统就可以得到电容量的数据。
外部旋钮控制量程的选择。
用计数器控制电路控制总量程。
三．设计框图多谐振计数译数码图1 数字电容测量仪原理图四．设计过程（1）多谐振荡器电路的设计振荡器是数字电容测量仪的核心，振荡器的稳定性以及其所产生的基准频率的稳定性决定了数字电容测量仪的精确度。
在要求不高的情况下可以选用555构成的多谐振荡器如果图2所示。
555组成多谐振荡器的工作原理如下：接通电源Vcc后，Vcc经电阻R1和R2对电容C充电，其电压UC由0按指数规律上升。
当UC ≥2/3VCC时，电压比较器C1和C2的输出分别为UC1=0、UC2=1，基本RS触发器被置0，Q=0、Q’=1,输出U0跃到低点平UoL。
与此同时，放电管V导通，电容C经电阻R2和放电管V放电，电路进入暂稳态。
随着电容C放电，Uc下降到Uc≤1/3Vcc时，则电压比较器C1和C2的输出为Uc1=1、Uc2=0，基本RS触发器被置1，Q=1，Q’=0，输出U0由低点平UoL跃到高电平UoH。
电容数字测量仪课设
图 4.1.3 分频电路 分频电路是通过四个 7490 实现的。每个 7490 可以将原来的周期扩大九倍。这样每个 7490 输出的脉冲便可以作为标准脉冲来测量被测脉冲的长度。 4.1.4 控制电路
图 4.1.4.1 控制电路
图 4.1.5.5 控制波形 当时基信号和被测信号整形后的脉冲同时为上升沿的时候，计数器开始计数，当整形
（2） 同步预置(送数)：计数器具有并行输入数据的功能。当 LD=0，R=1 时，计数器 执行并行送数，在置数输入端 A、B、C、D 预置某个外加的数据，在 CP 脉冲上升沿来到 时，输出端即反映输入数据的状态。
（3）保持：计数器有两种保持状态，当 RD=LD=1 时，计数器不进行清除和送数操作。 只要 EP、ET 中有一个为 0，各触发器处于 J=K=0，无论 CP 端有无计数脉冲输入，各触发 器均处于保持状态。
另外，还需对超量程情况进行报警。报警电路可通过一个单稳态触发器和一个多谐振 荡器连接构成，计数器和单稳态触发器之间通过一个控制门电路实现报警，通过控制单稳 态触发器和多谐振荡器的电阻和电容数值的大小可使多谐振荡器的声响系统以一定的频 率持续响一段时间。
这就是方波周期测量的基本思路。
-2-
3 设计方框图
单稳触发器
电容值数字 信号
清零
闸门
计数器
锁存器
译码器
显示器
分频器
报警器
石英晶体脉 冲脉冲发生 器
-3-
4 各部分电路设计及参数计算
4.1 各部分电路设计思路 4.1.1 石英晶体振荡电路
图 4.1.1 石英晶体振荡电路 为得到频率稳定性很高的脉冲波形，多采用由石英晶体组成的石英晶体振荡器。由阻 抗频率响应可知，石英晶体的选频特性非常好，它有一个极为稳定的串联谐振频率 fs,且等 效品质因数 Q 值很高。只有频率为 fs 的信号最容易通过，而其他频率的信号均会被晶体所 衰减。 4.1.2 测量电路
数字电容测量仪 课程设计
数字电子技术课程设计报告书课题名称 数字电容测量仪的设计姓 名 吴亚香 学 号 *******-35 学院通信与电子工程学院 专 业 电子科学与技术指导教师张学军2014年 6月 10 日※※※※※※※※※ ※※ ※※ ※※ ※※※※※※※※※2012级电子科学与技术专业数字电子技术课程设计数字电容测量仪的设计1设计目的（1）掌握multisim12仿真软件的应用技巧。
（2）掌握电容数字测量仪的设计组装与调试方法。
（3）熟悉相应的中大规模集成电路的使用方法，并掌握其工作原理。
2设计思路本设计中用555振荡器产生一定周期的矩形脉冲作为计数器的CP脉冲也就是标准频率。
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。
把此脉冲作为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—译码显示系统就可以得到电容量的数据。
外部旋钮控制量程的选择。
用计数器控制电路控制总量程。
3设计过程3.1设计框图图1 数字电容测量仪原理图3.2多谐振荡器电路的设计振荡器是数字电容测量仪的核心，振荡器的稳定度以及其所产生的基准频率的稳定度决定了数字电容测量仪的准确度，通常选用石英晶振构成振荡电路。
在要求不高的情况下可以选用555构成的多谐振荡器如果图2所示。
555组成多谐振荡器的工作原理如下：接通电源Vcc后，Vcc经电阻R1和R2对电容C充电，其电压UC由0按指数规律上升。
当UC ≥2/3VCC时，电压比较器C1和C2的输出分别为UC1=0、UC2=1，基本RS触发器被置0，Q=0、Q’=1,输出U0跃到低点平UoL。
与此同时，放电管V导通，电容C经电阻R2和放电管V放电，电路进入暂稳态。
随着电容C放电，Uc下降到Uc≤1/3Vcc时，则电压比较器C1和C2的输出为Uc1=1、Uc2=0，基本RS 触发器被置1，Q=1，Q’=0，输出U0由低点平UoL跃到高电平UoH。
数字式电容测量仪的设计课程设计-数字电容测试仪的设计
北华航天工业学院《电子技术》课程设计报告报告题目：__________ 数字式电容测量仪___________ 作者所在系部：电子工程系__________________ 作者所在专业：______ 电子信息工程_______________ 作者所在班级：_________________________作者姓名：____________________________作者学号：_____________________________________指导教师姓名：_________________________完成时间：2011年6月1日_____________课程设计任务书电容具有隔直流同交流的能力，在电子电路中是十分重要的元件，电容的容值在电路设计中是一重要因素。
由于在使用一段时间后，电容容值与出厂是所标注的值有所偏差，这就需要设计仪器去测量电容容值。
传统的测量方法都采用交流电桥法和谐振法，通常采用刻度读数，此方法不够直观。
本课题主要介绍了数字电容测量仪的原理和设计思想。
它由测试电路和显示电路两部分组成。
在测试电路中555 定时器做多谐振荡器，它通过电容配合电阻充放电产生一系列的方波脉冲，通过计数器记数算出电容的值，最后通过数码管显示被测电容的容值。
设计的电容测量仪的测量范围是10uF~990Uf ，显示的数值N 是00~99 ，数字显示器所显示的数字N与被测电容量C X的函数关系满足关系N=Cx心0卩F）。
当被测电容值超出990uf 时，数码管呈全暗状态，发光二极管呈两状态，表示超出量程。
该电容测量仪相对比较直观，且误差较小，将在电容测量方面显示出它读数方便，精确的优越性。
关键字：测脉法脉冲数显电容目录、概述,,,J J J J JJ J J J J J J J 1、方案设计与论证,,,,,,,, J J J J J JJ J J J J J 21 ．测脉宽法,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 12 ．测频法,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 23 ．测压法,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 2三、单元电路设计与分析,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 3 1．时钟脉冲发生电路,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, ,3 2．闸门信号产生电路,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 3 3．计数脉冲fX 产生电路,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 44．计数电路,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, ■ •y i l ] a i_i 55 ．锁存器,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 5 6．译码器,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 6四、总原理图及元器件清单,,,,,,,,,,,,,,,,,,, , 6五、结论,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,—口V LJ J J J J J J J J J J J J J J J J6六、心得体会,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,1—* 1 J 1 1 JJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJ6七、参考文献,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 6一、概述本方案通过555定时器够成的单稳态触发器使被测电容Cx产生一个CP脉冲(闸门信号)，使闸门信号控制另一个由555定时器构成的多谐振荡器，使其产生与Cx 相对应的一系列CP 脉冲。
电容测试仪课程设计
电容测试仪 课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解电容测试仪的基本工作原理和功能用途；2. 学生能掌握电容测试仪的操作步骤和注意事项；3. 学生能了解电容的基本概念，包括单位、性质和分类；4. 学生能运用公式计算电容器的电容量，并理解其物理意义。
技能目标：1. 学生能够正确使用电容测试仪进行电容量的测量；2. 学生能够通过实际操作，分析并解决测量过程中可能出现的问题；3. 学生能够运用所学的知识，对实际电路中的电容器进行检测和评估。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对物理实验的兴趣，激发学习热情；2. 学生养成严谨的科学态度，注重实验操作的规范性和准确性；3. 学生通过小组合作，培养团队协作精神和沟通能力；4. 学生认识到物理实验在现实生活中的应用，增强学以致用的意识。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程旨在通过电容测试仪的实际操作，使学生掌握电容量的测量方法，培养实验操作能力和问题解决能力。
课程目标具体、可衡量，以便学生和教师在教学过程中能够明确课程预期成果，并为后续的教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 电容基本概念：电容的定义、单位、性质及分类；2. 电容器的工作原理：电容器储存电荷的原理，电容器的构造和功能；3. 电容测试仪的原理与操作：电容测试仪的工作原理，操作步骤及注意事项；4. 电容测量实验：运用电容测试仪进行电容量的测量，分析测量误差及解决方法；5. 电容器的应用：介绍电容器在实际电路中的应用，如滤波、振荡等。
教学内容依据课程目标，结合教材相关章节，进行科学、系统的组织。
具体安排如下：1. 引入电容基本概念，让学生了解电容器的物理本质；2. 讲解电容器的工作原理，为学习电容测试仪的使用奠定基础；3. 详述电容测试仪的原理与操作，指导学生进行实际操作；4. 安排电容测量实验，巩固所学知识，提高实验技能；5. 介绍电容器的应用，使学生了解物理知识在实际生活中的运用。
教学内容紧密联系教材，确保教学大纲的合理性，为课程实施提供明确的方向和依据。
数字电容测试仪课程设计报告
#课程设计任务书学生姓名：杨坚专业班级：电信1006 指导教师：工作单位：信息工程学院题目：电容测试仪/初始条件：具备电子电路的基础知识和设计能力；具备查阅资料的基本方法；熟悉常用的电子器件；熟悉电子设计常用软件的使用；要求完成的主要任务：（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、设计电容数字测试电路；2、测量电容范围：100pf～1μf；3、数码管显示电容值；4、掌握数字电路的设计及调试方法；5、撰写符合学校要求的课程设计说明书。
【时间安排：时间一周，其中2天原理设计，3天电路调试指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录）1 绪论 .............................................................. 错误!未定义书签。
选题背景 ....................................................... 错误!未定义书签。
设计要求 ....................................................... 错误!未定义书签。
2系统概述........................................................... 错误!未定义书签。
方案的选择及可行性分析.......................................... 错误!未定义书签。
方案论证 ....................................................... 错误!未定义书签。
设计思路 ................................................... 错误!未定义书签。
设计的总体框图.............................................. 错误!未定义书签。
数字电容测试仪课程设计报告
课程设计任务书学生姓杨坚专业班级：电信1006名：指导教师：工作单位：信息工程学院题目：电容测试仪初始条件：具备电子电路的基础知识和设计能力；具备查阅资料的基本方法；熟悉常用的电子器件；熟悉电子设计常用软件的使用；要求完成的主要任务：（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、设计电容数字测试电路；2、测量电容范围：100pf ～1μ f；3、数码管显示电容值；4、掌握数字电路的设计及调试方法；5、撰写符合学校要求的课程设计说明书。
时间安排：时间一周，其中2 天原理设计，3 天电路调试指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录1 绪论......................................................................... 错误! 未定义书签。
选题背景................................................................. 错误!未定义书签。
设计要求................................................................. 错误!未定义书签。
2 系统概述..................................................................... 错误! 未定义书签。
方案的选择及可行性分析 ................................................... 错误!未定义书签。
方案论证................................................................. 错误!未定义书签。
设计思路 ............................................................ 错误!未定义书签。
数字测容仪课程设计报告(1)课案
数字电路课程设计报告数字电容测试仪班级：122370141姓名：xxx学号：201220370141指导老师：xxx2016-12-11一、设计任务设计一个数字电容测试仪二、设计要求1.基本要求：（1）设计一个能测量电容范围在1微法到100微法之间的电容测试仪；（2）用3个数码管显示（3）测量精度要求+-10%（准确值以万用表的测量值为准）。
2.扩展要求：通过选择量程的方法扩展电容的测量范围，最大要求0.01微法到1000微法。
三、总体思路方案（一）：设法将电容的大小转换成对应的电压量，在把电压量通过模数转换器转换成数字量来进行测量，此方法要用到数模转换器，而由于我们上课对此了解不深，并且没有使用过数模转换器，因此此处不使用此思路方案（二）：设法将电容的大小转换成与之相应的脉冲数，测量脉冲数目并进行译码，用数码管显示结果。
利用单稳态触发器可以把被测电容的大小转换成输出脉冲的宽度，即控制脉冲宽度Tx与Cx成正比。
只要将此脉冲作为计数器的控制信号，即可得到计数脉冲，把计数脉冲送给计数器计数，然后再经过译码器送至数码管显示。
时钟脉冲可由555构成的多谐振荡提供。
如果时钟脉冲的频率等参数合适，数码管显示的数字便是Cx的大小。
此次课程设计按此思路设计。
四、设计实现实验设计框图如下：实验各模块电路具体原理图设计：（1）脉冲形成电路：此电路由555时基电路芯片与分立元件构成。
此模块要求将被测电容Cx的大小转换成脉冲信号。
具体电路如下：被测电容Cx的充放电时间分别为：T1=（R1+R2+R P）C x Ln2T2=R2C x Ln2可以通过调节电位器来调节输出脉冲的低电平时间，而高电平持续时间则是由被测电容决定。
通过此方法就把被测电容转换成了脉冲信号。
（2）时基电路与控制电路产生10Hz的脉冲计数信号。
先由555时基电路产生1KHz的脉冲信号，再由74LS90芯片对其进行100分频（100分频可由两片74LS90组合而成），则可得到10Hz的计数信号。
数字电容测量仪课程设计
数字电容测量仪课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解数字电容测量仪的工作原理，掌握其操作步骤。
2. 学生能够运用数字电容测量仪进行电容的测量，并准确读取测量结果。
3. 学生能够掌握电容的基本概念，如电容的单位、电容器的构造及其功能。
技能目标：1. 学生能够正确操作数字电容测量仪，进行简单的电容测量实验。
2. 学生能够通过实验数据分析，解决实际问题，提高实验操作能力和问题解决能力。
3. 学生能够运用所学知识，设计简单的电容测量实验，提升实验设计和实践能力。
情感态度价值观目标：1. 学生对物理学产生兴趣，认识到物理实验在科学研究和实际应用中的重要性。
2. 学生在实验过程中，培养合作精神，学会与他人共同解决问题。
3. 学生能够养成严谨的科学态度，对待实验数据和结果认真负责，树立正确的价值观。
课程性质：本课程为物理学科实验课程，旨在让学生通过实际操作，掌握电容测量方法，提高实验技能。
学生特点：学生处于初中阶段，具有一定的物理知识基础，对实验充满好奇心，但实验操作能力有待提高。
教学要求：注重理论与实践相结合，引导学生通过实验探究，培养实验操作能力和问题解决能力，同时关注学生情感态度价值观的培养。
将课程目标分解为具体的学习成果，便于后续教学设计和评估。
二、教学内容1. 理论知识：- 电容的定义、单位及公式。
- 电容器的构造、类型及其工作原理。
- 数字电容测量仪的原理、结构及使用方法。
2. 实践操作：- 数字电容测量仪的操作步骤及注意事项。
- 电容测量实验：使用数字电容测量仪测量不同电容器的电容值。
- 数据处理与分析：对测量结果进行记录、计算和误差分析。
3. 教学大纲：- 第一阶段：回顾电容基础知识，介绍电容器的构造和工作原理。
- 第二阶段：讲解数字电容测量仪的原理、结构及使用方法。
- 第三阶段：组织学生进行电容测量实验，指导学生操作数字电容测量仪。
- 第四阶段：对测量数据进行处理和分析，讨论实验结果。
课程设计报告简易数字式电容测试仪
《电子技术》课程设计报告题目简易数字式电容测试仪学院（部）电子与控制工程学院专业电气工程及其自动化班级01学生姓名阿不都热扎克·阿不都拉学号01376 月24 日至7 月 4 日共2 周指导教师（签字）简易数字电容测试仪摘要本设计是基于555定时器，连接构成多谐振荡器以及单稳态触发器而测量电C。
其输出信号输入容的。
单稳态触发器中所涉及的电容，即是被测量的电容x到555定时器构成的多谐振荡器的是能端。
555定时器构成的多谐振荡器产生的信号的频率是1kHZ固定不变的。
通过改变单稳态触发器中与cx串联的电阻的大小可以定量的确定被测电容的容值范围。
因为单稳态触发器的输出脉宽是根据电C值的不同而不同的，所以脉宽即是对应的电容值。
最终多谐振荡器的振荡容x次数与被测量的电容值呈线性关系。
最后是多谐振荡器次数的数字化，将f*t输入到4543译码器中翻译成BCD码，输入到LED数码管中显示出来。
关键词：:电容，555定时器，单稳态触发器，计数器，译码器，LED数码管设计内容要求1 测量电容容量范围为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。
一 、系统概述此简易数字电容测试仪是基于555定时器，连接构成多谐振荡器以及单稳态触发器而测量电容的。
单稳态触发器中所涉及的电容，即是被测量的电容x C 。
当按下“开始”按钮时cx 开始充电，单稳态触发器的输出为“1”，单稳态触发器的输出信号输入到555定时器构成的多谐振荡器的是能端。
555定时器构成的多谐振荡器产生的信号的频率是1kHZ 固定不变的。
当单稳态触发器的输出为“1”时多谐振荡器开始振动74160开始计数。
当cx 充电冲到2/3Vcc 时单稳态触发器的输出为“0”，多谐振荡器停止工作，74160也停止计数。
通过改变单稳态触发器中与cx 串联的电阻的大小可以定量的确定被测电容的容值范围。
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: 2010 年12 月 24 日课程设计任务书课程设计任务书一、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，将其显示出来。
3、芯片介绍： 3.1、555芯片简介：图1.2 555芯片逻辑符号1)、各管脚功能：GND ：接地端；TR 和TH ：信号的输入端；3管脚：555定时器输出端，输出波形为矩形波； 5管脚：控制端，常对地接一个0.01uF 的滤波电容； 7管脚：放电端，控制波形周期； 8管脚：Vcc 端。
2)、555定时器功能表：表1.1 555定时器的功能表触发器被置0，Q=0、Q——=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、Q——=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。
3.2 160芯片简介：图1.3 160芯片逻辑符号稳压源：220V电压：经过稳压源后输出电压：基准信号定时器：计数器：锁存器：整体电路：。
电子技术课程设计报告--数字式电容测量仪
电子技术课程设计报告课程名称：数字式电容测量仪系部：专业班级：学生姓名：指导教师：完成时间数字式电容测量仪设计报告一内容提要: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。
本文粗略讲述了我在本次实习中的整个设计过程及收获。
讲述了数字电容测量仪的工作原理以及其各个组成部分，记述了我在整个设计过程中对各个部分的设计思路、对各部分电路设计方案的选择、元器件的筛选、以及对它们的调试、对调试结果的分析，到最后得到比较满意的实验结果的方方面面。
二设计内容及要求:1.被测电容的容量在0.01μF至100μF范围内。
2.设计两个的测量量程。
3.用3为数码管显示测量结果。
4.显示小数点和单位。
三设计思路及原理:1. 系统概述（1）将待测电容构成单稳态电路，在一定条件下，则单稳态电路的暂稳态时间与电容值成正比。
（1）用这个暂稳态时间作为一个时间窗（Tc），在这个时间窗内，对标准脉冲信号进行计数，从而测出时间窗的宽度，进而得到电容值。
Tc=K·Cf&en计数脉冲个数——N时间窗中脉冲个数：N=Tc×f=K’f×Cnum选择电阻R使K’f=1，则N=Cnum例如：C=0.11μF，Cnum=11C=11 μF，Cnum=11Tc=K·C=K·Cnum× 10-8F(秒)Tc=K·C=K·Cnum×10-6F(秒)时间窗中脉冲个数：N=Tc×f=K·10-8·f×Cnum=Cnum N=Tc×f=K·10-6·f×Cnum=Cnum 即K·10-8·f=1即K·10-6·f=1所以改变量程时，要改变K(R)或f就可以，我们选择的是改变R。
电容测量仪课程设计
电容测量仪课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解电容测量仪的基本原理，掌握其操作方法和使用步骤。
2. 学生能够描述电容测量仪在电子测量中的应用，了解不同类型电容器的特点。
3. 学生能够运用电容测量仪测量电容器的电容值，并准确读取数据。
技能目标：1. 学生能够正确操作电容测量仪，进行电容器的测量实验。
2. 学生能够通过观察和记录实验数据，分析电容器的性能和影响因素。
3. 学生能够运用解决实际问题的能力，利用电容测量仪进行电子电路的检测和故障排查。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对电子测量学科的兴趣，激发探索科学原理的积极性。
2. 学生养成严谨、细致的实验操作习惯，注重团队合作，互相交流和分享实验心得。
3. 学生认识到电容测量技术在现代电子技术中的重要性，培养对科技创新的尊重和关注。
课程性质分析：本课程为电子测量学科的一部分，侧重于实践操作和实际应用。
课程设计紧密结合教材内容，以电容测量仪为教学载体，提升学生对电子测量技术的理解和掌握。
学生特点分析：考虑到学生所在年级的特点，他们具备一定的电子基础知识，但对电容测量仪的操作和应用尚不熟悉。
因此，课程目标旨在通过实践操作，使学生将理论知识与实际应用相结合。
教学要求：1. 教师应提供明确的指导，确保学生正确操作电容测量仪。
2. 教学过程中注重启发式教学，引导学生主动思考、分析和解决问题。
3. 教学评估以学生的实际操作能力和实验结果为主要依据，关注学生在知识、技能和情感态度价值观方面的综合发展。
二、教学内容本章节教学内容紧密围绕课程目标，依据教材相关章节进行组织与安排，确保科学性和系统性。
1. 电容测量仪原理：- 电容测量仪的工作原理及其分类- 电容测量仪的电路组成与功能- 电容测量仪的技术参数及其影响2. 电容测量仪操作方法：- 电容测量仪的连接与准备- 电容测量仪的操作步骤与注意事项- 电容测量仪的校准与维护3. 电容器测量实验：- 不同类型电容器的特点与应用- 电容器的电容值测量方法- 实验数据的记录与分析4. 教学大纲安排：- 第一课时：电容测量仪原理及操作方法介绍- 第二课时：电容测量仪的实际操作与练习- 第三课时：电容器测量实验及数据记录与分析5. 教学内容进度：- 第一周：电容测量仪原理及其操作方法- 第二周：电容器测量实验及数据分析- 第三周：复习与巩固，解决学生疑问教学内容与教材关联性：本章节教学内容与教材中关于电子测量、电容测量仪及电容器测量的章节紧密相关，确保学生在学习过程中能够结合教材内容，形成完整的知识体系。
数字电容测量仪-课程设计
探探探探探探探2012级电子科学与技术专业数字电子技术课程设计探※※※※※※※※数字电子技术课程设计报告书课题名称数字电容测量仪的设计姓名吴亚香学号1212501 -35专业电子科学与技术指导教师张学军2014 年 6 月10 日指导教师签名：__________________2014年月日二、成绩验收盖章2014年月日数字电容测量仪的设计1设计目的(1)掌握multisim12仿真软件的应用技巧。
(2)掌握电容数字测量仪的设计组装与调试方法。
(3)熟悉相应的中大规模集成电路的使用方法，并掌握其工作原理。
2设计思路本设计中用555振荡器产生一定周期的矩形脉冲作为计数器的CP脉冲也就是标准频率。
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。
把此脉冲作为闸门时间和标准频率脉冲相“与”，得到计数脉冲，该计数脉冲送计数一译码显示系统就可以得到电容量的数据。
外部旋钮控制量程的选择。
用计数器控制电路控制总量程。
3设计过程3.1设计框图外接电容图1数字电容测量仪原理图3.2多谐振荡器电路的设计振荡器是数字电容测量仪的核心，振荡器的稳定度以及其所产生的基准频率的稳定度决定了数字电容测量仪的准确度，通常选用石英晶振构成振荡电路。
在要求不高的情况下可以选用555构成的多谐振荡器如果图2所示。
555组成多谐振荡器的工作原理如下：接通电源Vcc后，Vcc经电阻R i和R2对电容C充电，其电压U C由0按指数规律上升。
当U C >2/3V CC时，电压比较器C i和C2的输出分别为U ci=0、U C2=1，基本RS触发器被置0, Q=0、Q' =1,输出U o跃到低点平U OL。
与此同时，放电管V导通，电容C经电阻R2和放电管V放电，电路进入暂稳态。
随着电容C 放电，Uc下降到Uc< 1/3Vcc时，则电压比较器C i和C2的输出为U ci=1、U c2=0，基本RS触发器被置1, Q=1，Q' =0,输出U0由低点平U OL跃到高电平U O H。
数字电容测试器课程设计
数字电容测试器课程设计一、教学目标本课程旨在通过数字电容测试器的学习，让学生掌握电容器的基本性质和测量方法，培养学生的实验技能和科学探究能力。
1.了解电容器的基本概念和分类。
2.掌握电容器的参数和测量方法。
3.理解数字电容测试器的工作原理。
4.能够使用数字电容测试器进行电容器的测量。
5.能够分析测量数据，判断电容器的好坏。
6.能够进行简单的电容器故障排除。
情感态度价值观目标：1.培养学生的实验操作规范性和实验安全意识。
2.培养学生对科学探究的兴趣和主动性。
3.培养学生团队协作和交流分享的习惯。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括电容器的基本概念和分类，数字电容测试器的工作原理和使用方法，以及电容器的测量和数据分析。
1.电容器的基本概念和分类。
2.数字电容测试器的工作原理和使用方法。
3.电容器的测量方法和数据分析。
4.电容器故障排除和维护。
5.《电子技术基础》第五版，王忠诚编著。
6.《数字电容测试器使用说明书》。
三、教学方法本课程采用讲授法、实验法和讨论法进行教学。
讲授法用于讲解电容器的基本概念和分类，数字电容测试器的工作原理和使用方法。
实验法用于培养学生的实验技能，让学生通过实际操作数字电容测试器进行电容器的测量，并进行数据分析。
讨论法用于引导学生进行思考和交流，通过小组讨论和全班讨论，培养学生的团队协作和交流分享的习惯。
四、教学资源教学资源包括教材、实验设备和多媒体资料。
教材：《电子技术基础》第五版，王忠诚编著。
《数字电容测试器使用说明书》。
实验设备：数字电容测试器，电容器。
多媒体资料：相关教学视频、动画和图片等。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业、考试等，以全面、客观、公正地评价学生的学习成果。
平时表现评估：1.课堂参与度、提问回答。
2.实验操作规范性、实验报告。
3.课后练习完成情况。
4.作业质量、创新性。
5.期中考试：电容器基本概念、分类、测量方法等。
6.期末考试：数字电容测试器原理、实验操作、数据分析等。
高频课程设计-数字电容测量仪
东莞理工学院城市学院《模拟电子技术》课程设计报告题目：数字式电容测量仪的设计班级： 09电子信息工程1班学生姓名：利北生学号： 200940707114指导老师：唐志辉日期： 2011年6月17日目录一、设计的任务与要求 (1)二、方案的选择 (1)三、系统工作原理 (2)四、实现中出现的问题 (5)五、实验数据及处理 (6)六、收获体会 (7)七、附录 (7)一、设计的任务与要求：《模拟电路课程设计》是电子信息工程专业的一门实践性要求很高的专业基础课。
因此要求学生必须熟练掌握模拟电子技术的基本原理，并且通过动手操作，达到深刻理解和掌握其原理和方法。
为结合理论课程教学的需要，设置1周的课程设计。
通过《模拟电路课程设计》的实践训练，掌握基本的模拟电路系统的设计方法，提高动手能力、培养独立分析问题和解决问题的能力。
对本次课程设计，原则上指导老师只给出大致的设计要求，在设计思路上不框定和约束同学们的思维，所以同学们可以发挥自己的创造性，有所发挥，并力求设计方案凝练可行、思路独特、效果良好。
要求学生认真查阅资料、遵守课程设计时间安排、按时到实验室完成作品制作、并认真书写报告。
报告中要求有完整的电路图，详细的电路元件列表，电路的工作原理与元器件说明，最后进行设计总结。
报告格式要求按《东莞理工学院城市学院课程设计报告》要求。
二、方案的选择：1．数字电压表的设计设计要求如下：（可采用集成电路MC14433或ICL7107）（1）三位数码管显示，具有手动调零、手动换挡功能。
（2）兼有测量电流和电阻的功能。
数字电压表主要部分是A/D转换器，若选用集成芯片MC14433作为A/D转换，其显示方法通常采用动态扫描（工作时四个数码管轮流点亮，利用人眼的视觉残留特性能够得到整体效果，当扫描频率过低时显示的数码会有闪烁感）方式，采用这种方式较为省电，但需要字形译码驱动电路和字位驱动电路。
数字电压表框图（用MC14433）此种方案要求同学们适当考虑如何采取短路保护措施。
电容测量仪课课程设计
电容测量仪课课程设计一、教学目标本课程旨在通过电容测量仪的相关知识，让学生掌握电容测量仪的基本原理、使用方法以及相关的应用场景。
在知识目标方面，要求学生了解电容测量仪的基本结构，掌握其工作原理，并能够运用电容测量仪进行基本的电容值测量。
在技能目标方面，要求学生能够熟练操作电容测量仪，掌握数据处理的基本方法，并能够对测量结果进行分析和解释。
在情感态度价值观目标方面，通过实验操作，培养学生的动手能力，提高其对物理实验的兴趣，使其能够主动探索科学知识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括电容测量仪的基本原理、使用方法以及相关的应用场景。
首先，介绍电容测量仪的基本结构，包括各个部分的功能和相互关系。
然后，讲解电容测量仪的工作原理，包括电容的定义、测量方法以及测量仪器的工作流程。
最后，通过实际操作，让学生熟悉电容测量仪的使用方法，掌握数据处理的基本方法，并对测量结果进行分析和解释。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法。
首先，通过讲授法，向学生传授电容测量仪的基本原理和相关知识。
其次，通过讨论法，让学生参与到课堂讨论中，加深对知识的理解和记忆。
然后，通过案例分析法，让学生分析实际案例，提高其应用知识解决问题的能力。
最后，通过实验法，让学生亲自动手操作，培养其动手能力和实验技能。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，我们将选择和准备适当的教学资源。
教材方面，我们将使用《电容测量仪》教材，为学生提供基础知识。
参考书方面，我们将推荐《电容器原理与应用》等书籍，供学生深入研究。
多媒体资料方面，我们将准备相关的实验视频和操作演示，帮助学生更好地理解知识。
实验设备方面，我们将准备电容测量仪和相关实验器材，让学生能够进行实际操作。
五、教学评估为了全面、客观、公正地评估学生的学习成果，我们将采用多种评估方式。
平时表现方面，将通过观察学生的课堂表现、参与度等来评估其学习态度和理解程度。
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电气与自动化工程学院课程设计评分表
课程设计题目：
班级：学号：姓名：
指导老师：
年月日
课程设计答辩记录
学院专业班级答辩人课程设计题目
说明：主要记录答辩时所提的问题及答辩人对所提问题的回答
常熟理工学院电气与自动化工程学院
课程设计说明书
课程名称：电子技术课程设计
设计题目：电容测量仪_____________
班级：ZB62161
姓名：吴彬
学号：ZB6216123
指导老师：施健
设计时间：2017-1-11
目录
一．设计目的 (1)
二．设计思路 (1)
三．设计框图 (1)
（1）设计过程 (1)
（2）多谐振荡器的设计 (2)
（3）单稳态触发器电路的设计 (2)
（4）计数电路的设计 (3)
四．整体电路设计 (4)
五．系统调试 (5)
六．仿真结果 (5)
七．设计心得 (6)
八．参考文献 (7)
数字电容测量仪的设计
一．设计目的
（1）了解常用数字集成电路的使用。
（2）了解电容测量仪的工作原理。
（3）掌握利用数字式集成电路设计电容测量仪的原理和Multisim调试的方法。
二．设计思路
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CP脉冲也就是标准频率。
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。
把此脉冲作为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—译码显示系统就可以得到电容量的数据。
外部旋钮控制量程的选择。
用计数器控制电路控制总量程。
三．设计框图
图1 数字电容测量仪原理图
四．设计过程
（1）多谐振荡器电路的设计
振荡器是数字电容测量仪的核心，振荡器的稳定性以及其所产生的基准频率的稳定性决定了数字电容测量仪的精确度。
在要求不高的情况下可以选用555构成的多谐振荡器如果图2所示。
555组成多谐振荡器的工作原理如下：
接通电源Vcc后，Vcc经电阻R
1和R
2
对电容C充电，其电压U
C
由0按指数
规律上升。
当U
C ≥2/3V
CC
时，电压比较器C
1
和C
2
的输出分别为U
C1
=0、U
C2
=1，基
本RS触发器被置0，Q=0、Q’=1,输出U
0跃到低点平U
oL。
与此同时，放电管V
导通，电容C经电阻R2和放电管V放电，电路进入暂稳态。
随着电容C放电，
Uc下降到Uc≤1/3Vcc时，则电压比较器C
1和C
2
的输出为U
c1
=1、U
c2
=0，基本RS 触
发器被置1，Q=1，Q’=0，输出U
0由低点平U
oL
跃到高电平Uo
H。
同时，因Q’=0，
放电管V截止，电源Vcc又经过电阻R
1和R
2
对电容C充电。
电路又返回前一个
暂稳态。
图2 555组成多谐振荡器
（2）单稳态触发器电路的设计
单稳态触发器所产生波形用于控制计数，由555定时器组成的单稳触发器，它既为下级的多谐触发器提供输入脉冲，又为后面计数器开始计数提供信号脉冲。
单稳态触发器的工作特特性具有如下特点：
第一，它有稳态和暂稳态两个不同的工作状态；
第二，在外界触发脉冲作用下，能从稳态翻转到暂稳态，在暂稳态维持一段时间后，再自动回到稳态；
第三，暂稳态维持时间的长短取决于电路本身的参数，与触发脉冲的宽度和幅度无关。
在图3所示的单稳态触发器，在电容测试中用作测量控制的，接通开关S2，单稳态电路产生一个控制脉冲，输出脉冲的宽度等于暂稳台的持续时间，即
Tw=1.1RCx，它控制与门脉冲使得时钟脉冲通过开始计时，使得显示的数字为被测电容容值大小的R倍。
图3单稳态触发器电路原理图
（3）计数电路的设计
74LS160D是用于快速计数的内部超前进位，具有n位级联的进位输出，同步可编程序，有置数控制线，二极管箝位输入，直接清零，同步计数。
图4 计数电路原理图
四．整体电路设计
图5总体电路图
这个电路设计用到了8个电阻丝，5个电容，三个数码管，3个十进制计数器，
三个数码管，2个555波谐振荡器，1个反相器，1个与门，3个单刀双掷开关。
五．系统调试
0.001uF-2uF档位电路图调试：我们将开关S1打到R3=960kΩ调试
0.001uF-2uF档位，显示的数字为被测电容容值大小的R倍，将一个位于
0.001uF-2uF范围的标准电容接到测试端，我们以0.01uF为例，接通开关S2，使单稳态电路产生一个控制脉冲，其脉冲宽度为Tw=RCxln3= 1.1RCx，它控制与门脉冲使得时钟脉冲通过开始计时，如果现实的数字不是10，则说明时钟脉冲的频率不符合要求，我们可以调节R1的大小重复上述步骤，直到符合要求为止。
经过调试我发现当R1=515Ω合要求为止。
经过调试我发现当R1=515Ω时最为合适。
六．仿真结果
当S1打到R3=960kΩ，即选择0.001uF-0.1uF档位时，当被测电容为0.1uF 时，仿真结果如下图：
图6被测电容为0.1uF的仿真结果
当S1打到R4=100kΩ，即选择0.1uF-1.3uF档位时，当被测电容为0.5uF 时，仿真结果如下图：
图7 被测电容为0.5uF的仿真结果
仿真结果分析
当S1打到R3=960kΩ，即选择10.001uF-0.1uF档位时，当被测电容为0.1uF 时，数码显示管显示的数字为98，存在2%误差；当S1打到R4=90kΩ，即选择0.1uF-1.3uF档位时，当被测电容为0.5uF时，数码显示管显示的数字为47，存在3%的误差，但是是在误差的允许范围内。
所以，设计的数字电容测量仪基本合格。
七．设计心得
通过这个课程设计，不仅加深了我对原本所学知识的认识与理解，而且又让我学习到了许多新的知识，在设计仿真中，遇到了许多困难与挫折，当我发现仿真设计完之后却不能运行时感到十分的迷茫，不知道自己错在哪里，但当询问了其他同学并且在网上查阅了许多资料后才发现原来是自己对于元器件的理解有误。
课程设计时很累，但是收获也很多。
比起劳累，知识的收获更加令我欣喜。
此次课程设计，学到了很多课内学不到的东西，比如独立思考并且解决问题，出现差错是的虽惊不乱。
对于我来说，收获最大的是自己主动去解决问题，并在不断的错误中总结解决方法，学会去分析问题出现的原因，以及应该从哪个部分去解决，当无法出现正确结果是，需耐心的检查电路，因为大多数出问题都是因为一两根线没接或接错的问题。
总体来说，通过这次课程设计学习，让我对各种电路都有了大概的了解，也学会了常用绘图软件的使用，在平时的理论学习中遇到的问题都一一解决，加深了我对专业的了解，培养了我对学习的兴趣，为以后的学习打下了好的开端。
八．参考文献
[1] 康华光.电子技术基础数字部分（第五版)[M] 北京:高等教育出版社, 2006.
[2]王立欣，杨春玲主编.《电子技术实验与课程设计》[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2003.98-99
[3]金唯香，谢玉梅主编《电子科学与技术与技术》长沙：湖南大学出版社，2004.
7。