数字电容测试仪课程设计报告书
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。
数电课程设计电容测试仪报告书
一、摘要电容器在电子线路中得到广泛的应用，它的容量大小对电路的性能有重要的影响，此次我的课程设计就是用数字显示方式对电容进行测量。
数字化测量仪器较模拟仪器具有使用方便，测量精确等优点。
本次课程设计是针对数字式电阻测试仪的设计，介绍了数字式电阻测试仪的设计方案及其基本原理，并着重介绍了数字式电容测试仪各单元电路的设计思路，原理及整体电路的的工作原理，控制器件的工作情况。
大多数电容可以用万用表电阻档测量其充放电情况，以判断其好坏和估测其大小。
但是对于容量较小的电容，其充放电电流很小，万用表表针几乎看不出摆动，所以无法检测。
小容量电容表可以解决这个问题。
电路采用了两个555时基电路，分别构成时钟电路和测量电路，构成级数、锁存、译码、显示电路，显示电容的值。
555构成多谐振荡器和单稳态触发器，由被测电容控制单稳态触发器的高电平时间，进而控制计数时间。
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。
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值。
或者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—锁存—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。
想要实现待测电容的数字式测量，最主要的是将待测电容相关的模拟信号转换为数字信号。
我们利用的是555单稳态触发器来实现这点。
知道555单稳态触发器能实现数模转换后，最关键的就是将待测电阻容值的模拟信号以何种方式输入到555单稳态触发器中。
根据测量原理的不同，其输入方法有很多，如直接法、电桥法和充放电法。
各种办法都有相应的优缺点，例如充放电法及直接法均需求得被测样两端的电压与通过被测样的电流，利用欧姆定律从而得出被测的电容，电桥法那么是利用电桥两端电位的平衡来得出被测样的电容。
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。
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。
数电课程设计电容测试仪报告书
数电课程设计电容测试仪报告书一、摘要电容器在电子线路中得到广泛的应用，它的容量大小对电路的性能有重要的影响，此次我的课程设计就是用数字显示方式对电容进行测量。
数字化测量仪器较模拟仪器具有使用方便，测量精确等优点。
本次课程设计是针对数字式电阻测试仪的设计，介绍了数字式电阻测试仪的设计方案及其基本原理，并着重介绍了数字式电容测试仪各单元电路的设计思路，原理及整体电路的的工作原理，控制器件的工作情况。
大多数电容可以用万用表电阻档测量其充放电情况，以判断其好坏和估测其大小。
但是对于容量较小的电容，其充放电电流很小，万用表表针几乎看不出摆动，所以无法检测。
小容量电容表可以解决这个问题。
电路采用了两个555时基电路，分别构成时钟电路和测量电路，构成级数、锁存、译码、显示电路，显示电容的值。
555构成多谐振荡器和单稳态触发器，由被测电容控制单稳态触发器的高电平时间，进而控制计数时间。
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。
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值。
或者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—锁存—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。
想要实现待测电容的数字式测量，最主要的是将待测电容相关的模拟信号转换为数字信号。
我们利用的是555单稳态触发器来实现这点。
知道555单稳态触发器能实现数模转换后，最关键的就是将待测电阻容值的模拟信号以何种方式输入到555单稳态触发器中。
根据测量原理的不同，其输入方法有很多，如直接法、电桥法和充放电法。
各种办法都有相应的优缺点，例如充放电法及直接法均需求得被测样两端的电压与通过被测样的电流，利用欧姆定律从而得出被测的电容，电桥法则是利用电桥两端电位的平衡来得出被测样的电容。
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。
数字式电容测试仪
数字式电容测试仪实验报告一、实验目的1 了解电容量测量的原理，常用方法：单稳态测脉宽，谐振法。
2 掌握如何用555定时器构成单稳态触发器，多谐波振荡器。
3 学会怎样根据指标设计（量程、精度以及速度要求）电路。
二、实验原理单稳态触发器的脉宽与输入信号无关，与RC决定。
单稳态触发器有一种稳定状态，在外来触发脉冲的作用下，电路有稳态翻转到另一对力状态，这一对立状态时暂稳态，在触发脉冲消失后，电路经一段时间将由暂态自己返回到稳态。
我们用555定时器构成一个单稳态触发器，电路如下：脉宽的公式为：t w=R Cx ln3=1.1*R Cx可以根据这个公式计算出未知电容大小，设计不同的电阻档可测各种电容（100Pf---100uf）.下图为用555单稳态定时器产生多谐震荡器的电路原理图，输出信号作为数字式电容测试仪的触发信号。
多谐震荡器的输出波形与电容两端充放电波形比较：三、实验步骤1根据参数要求设计电路并用EWB软件进行仿真。
2 记录数据，波形分析，与设计值进行比较。
输出信号（上）与触发信号（下）的波形比较：输出信号（上）与电容充放（下）波形：四、数据分析1、从波形图可以看出：触发信号与输出信号反相，电容充放电规律基本符合实际要求（充电慢，放电迅速）。
2、在实际分析数据时，当电容取值100pf，如果触发信号的频率较小电路将不能进行仿真。
3、当电容取值100pf，电阻R取1K时，理论算出的时间常数（脉宽）和实际仿真波形的显示脉宽比较误差较大。
理论计算脉宽t w=R Cx ln3=1.1*R Cx=110ns,实际显示波形的t w=250ns，误差几乎100%。
电阻取值100K时，理论计算t w=1.1us，实际显示波形的t w=1us，误差为10%。
由此可分析出当电阻取值越小时，误差越大。
五、总结和体会痛过这个实验，我们对数字式电容测试仪的设计，电路的扩展有了更进一步的了解。
学会了如何用555定时器构成单稳态触发器，多谐波振荡器，该电路与一般电路相比较影响误差比较小可靠性比较高。
数字测容仪课程设计报告
数字测容仪班级：1220401姓名：@#@学号：********************一、设计任务设计一个数字测容仪二、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。
具体电路如下：（3）计数器模块先将电容转换成的脉冲信号送至74LS123芯片通过其12端口输出的脉冲信号去控制计数器的清零。
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。
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。
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CHANGSHA UNIVERSITY OF SCIENCE & TECHNOLOGY 电子技术课程设计题目：数字电容测试仪课设5
学生姓名：
学号：
班级: 电子信息工程08-01班
专业：电子信息工程
所在院系：电气与信息工程学院
指导教师：吴一帆、徐理英、唐国红
年月
数字电容测试仪
摘要
本次课程设计的课题为数字电容的设计，设计目的是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。
我们都知道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。
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。
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。
关键字：电容；测量；脉冲；数显；555多谐振荡器
目录
一、课程设计目的 (1)
二、课程设计指标 (2)
三、单元电路设计与分析 (3)
3.1．多谐振荡器 (4)
3.2．单稳态测量控制电路 (5)
3.3．计数和显示模块 (6)
3.4．总电路原理图 (7)
五、设计的仿真和运行结果 (8)
六、总结 (9)
参考文献 (10)
附录 (11)
课程设计的目的
本次实验的目的在于掌握数字电容测试仪的设计、组装与调试方法。
在日常的电路工程或者是电路试验中，电容是一个最常见的元器件，实际应用中，对电容的电容值的准确度要求也是很高的。
但是由于电容自身特性决定了电容和电阻的测量是不一样的，电容的测量相对于电阻测量复杂，精确度不高。
因此我们旨在设计一种可以测量电容大小的电路，并且采用七段数码管直接在屏幕上显示电容的大小，方便在以后的实验中对电容的使用。
课程设计的指标
(1) 被测电容的容量在0.01F μ至100F μ范围内。
(2) 设计测量量程。
(3) 用3位数码管显示测量结果，测量误差小于20%。
课程设计原理
我们考虑之后决定采用如图设计方案：
图1、电容测量仪的设计原理
利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严格与 Cx成正比．脉冲的宽度可以用另一个多谐振荡器产生的标准脉冲的数目来测定，即把单稳态触发器的输出脉冲和多谐振荡器的标准脉冲相与便可得到计数脉冲。
只要把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 Cx 的大小。
微分电路起到将计数器清零的作用，方便连续测量。
设计步骤和过程
A、多谐振荡器
由555定时器构成的多谐振荡器来产生标准脉冲，电路和输出脉冲如图
图2、多谐振荡器
它在接通电源后，不需要外加触发信号，便能自动的产生矩形脉冲。
此电路中用来产生时钟脉冲信号（如图3- b所示）。
周而复始，形成振荡。
其振荡周期与电容充放电时间有关，充电时间为：T1=（R4+R5）Cln2,，放电时间为T2=R5Cln2,，则时钟信号一个周期为T=T1+T2=(R4+2R5)Cln2。
.
通过上述分析可知，电容充电时，定时器输出
01
u=，电容放电时，
u=0，电容不断地进行充、放电，输出端便获得矩形波。
多谐振荡器无外部信号输入，却能输出矩形波，其实质是将直流形式的电能变为矩形波形式的电能。
波形如下图：
图3、多谐振荡器的波形
B、测量控制电路
由555定时器构成的单稳态触发器。
2端作为触发信号的输入端，由U1产生的时钟脉冲信号来提供。
图4单稳态控制电路
它有稳态和暂稳态两个不同的工作状态。
当被测电容 Cx接到电路中之后，只要按一下开关 S，电源电压Vcc 经微分电路1C、1R和反向器，送给 555定时器的低电平触发端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．该高电平控制与门使时钟脉冲信号通过，送入计数器计数．暂稳态的脉冲宽度为Tx=1.1RCx．然后单稳态电路又回到稳态。
输出脉冲的宽度tw等于暂稳态的持续时间，而暂稳态的持续时间取决于外接电阻R和电容C的大小。
即：tw=R2*C2*Ln2=1.1R2*C2。
信号如下图所示：
图5、控制电路的波形
C、计数和显示模块
图6、计数和显示原理
我们采用74LS160作为计数器。
三个芯片级联构成三位的显示控制模块。
显示部分电路中显示器用的是DCD-HEX-GREEN显示器。
D、总的电路图
图7、总电路原理图
设计的仿真和运行结果
按照上面的电路在multisim10.1中仿真，得出结果是：当电容位于0.01~~1uF 的时候将单刀双掷开关置于1K处，显示模块显示的数值即为电容值（单位nF）。
运行如下图：被测电容值假定0.22uF，
图8、小量程测量
测量显示为0.23uF，误差<5%。
当电容位于1~~100uF时，单刀双掷开关置于100K，显示出电容值（单位uF）。
被测电容假定33uF，测量结果如：
图9、大量程测量结果
测量结果现实为33uF，误差为零。
测试结果表明设计的电路可以完成预期的目标，可以准确迅速的在一定允许误差范围内测量出被测电容值。
总结
在两个星期的课程设计之后，我不仅感到了自己的实际动手能力有所提高，更重要的是通过对设计过程的了解，进一步激发了我对专业知识的兴趣，并为以后能够结合实际存在的问题在专业领域内进行更深入的学习打下了基础。
这次数字电容测试仪的设计使我把学到的由555定时器组成的多谐振荡器和单稳态触发器，74LS160十进制加法器以及LED数码管都运用到了电路中，从而加深拉了我对这些知识的理解和运用，使我受益匪浅。
当然设计过程当中我们还遇到了一些问题，由于设计这两个模块需要对555集成块进行连接，但是当时对555集成块理论知识的掌握不够全面，所以导致设计出来的电路无法正常工作，所以我们又一起参考数电课本和图书馆借来的资料，把555集成块的结构和功能研究了一遍，最后终于成功设计出来。
可是当我们把所有模块全部连接起来以后，运行该数字电容测试仪时，显示屏上一开始一直显示的是111，每次测试的时候都是从111这个数值的基础上开始累加。
后来经过我们对电路的研究，发现没有设计调零电路，所以我们在电路图上设计了一个自动调零电路，这样，从111开始计数的问题就解决了。
接下来的设计中也遇到了各种各样的问题，同时在分析测容原理与设计的过程中也发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，通过这次课程设计之后，使我认识到了自己要学习的还有很多的。
总之，这次课程设计让我学到了很多，也认识到了很多，很感谢学校给我们这次课程设计的机会。
课程设计不但锻炼了我们的动手能力还让我们对自己所学的专业知识有了更深的理解。
在此期间，在老师的身上我也学得到很多实用的知识，在此表示对我们指导老师的感谢。
还有我们同组的帮助过我的同学也表示感谢。
数字电容测量仪
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参考文献
[1] 《模拟电子技术基础》（第三版），童诗白主编，高教出版社
[2] 《数字电子技术基础》（第四版/第五版），阎石主编，高教出版社
[3] 《电子测试技术》，金唯香、谢玉梅主编，湖南大学出版社
[4] 李国丽，朱维勇. 电子技术实验指导书. 中国科技大学出版社,2005：128—146
[5] 李良荣.EWB9电子设计技术.机械工业出版社，2006：203—225。