电容测试仪的设计
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原理，掌握其操作方法和使用步骤。
2. 学生能运用电容测试仪进行电容器的测量，并准确读取测量结果。
3. 学生了解电容器的容值范围及其在电子电路中的应用。
技能目标：1. 学生能够独立操作电容测试仪，进行实际电容器的测量，并解决简单测量问题。
2. 学生通过实际操作，培养观察、分析、解决问题的能力。
3. 学生能够运用所学的知识，设计简单的电容测试实验，提高实验操作技能。
情感态度价值观目标：1. 学生通过本课程的学习，培养对物理实验的兴趣和热情，提高学习积极性。
2. 学生在团队合作中，学会相互尊重、沟通协作，培养团队精神。
3. 学生了解电容测试仪在电子测量领域的作用，认识到科技对生活的影响，增强社会责任感和创新意识。
课程性质分析：本课程为物理实验课，旨在帮助学生将理论知识与实际操作相结合，提高学生的实践能力和动手能力。
学生特点分析：初三学生已具备一定的物理知识和实验技能，对新鲜事物充满好奇心，但操作熟练度有待提高。
教学要求：1. 教学内容与课本紧密结合，注重实践操作，提高学生的动手能力。
2. 教师应引导学生主动参与实验，培养学生的学习兴趣和探究精神。
3. 教学过程中，注重培养学生的团队合作意识和沟通能力。
二、教学内容1. 电容测试仪基本原理- 电容器的定义及工作原理- 电容测试仪的工作原理与测量方法2. 电容测试仪的操作方法与使用步骤- 电容测试仪的连接与准备- 电容测试仪的操作流程- 电容器的测量及结果读取3. 实际操作：电容器测量- 选择不同容值的电容器进行测量- 学生分组操作，相互协作，完成测量任务4. 电容测试仪在电子电路中的应用- 电容器在电子电路中的作用- 电容器容值对电路性能的影响5. 教学案例分析- 分析实际测量中可能遇到的问题及解决方法- 讨论测量结果与理论值的偏差原因6. 课堂小结与作业布置- 总结本节课的重点知识- 布置与教学内容相关的作业，巩固所学知识教学内容安排与进度：第一课时：电容测试仪基本原理及操作方法学习第二课时：实际操作：电容器测量第三课时：电容测试仪在电子电路中的应用及案例分析教材章节关联：本教学内容与教材中“电容器”章节相关，涵盖了电容器的原理、测量及应用等方面，有助于学生深入理解电容器相关知识。
电阻电感电容测量仪报告
电阻电感电容测试仪的设计与制作论文编号B甲1301参赛题目电阻电感电容测试仪的设计与制作参赛学校山东理工大学学院电气与电子工程指导老师李震梅唐诗参赛队员姓名吴硕刚王鹿鹿张兵联系方式电阻电容电感测试仪的设计与制作摘要：本文设计了一种基于单片机的数字式RCL自动测量仪。
该系统由STC89C52、DDS、自校准电路、分压及R运算电路、频率测量及控制电路、高精度交流/有效值转换电路、DAC、译码控制电路、液晶显示电路等构成，采用AD9850产生高精度的正弦波信号,采用电压比例算法推算出电阻、电容值或者电感值。
测量电路由八级标准电阻、继电器和NEC5532组成，能自动选择相应的标准电阻挡级及标准信号源的频率，完成量程的自动转换。
用单片机控制测量和计算结果,运用自校准电路提高测量精度,采用1602液晶模块实时显示数值。
实验测试结果表明,本设计性能稳定,测量精度高，超过设计要求。
关键词: STC89C52,测量，DDS，显示，频率The Design and Manufacture of Resistance Capacitance & InductanceTest InstrumentThis paper presents a Digital Automatic RCL Meter based on MCU. This system consists of STC89C52, DDS, Self-calibration circuit, V oltage divider and RCL operation circuit, Frequency measurement and control circuit, High Precision AC / RMS conversion circuit, DAC, Decoding control circuit, and LCD display circuit. The high-precision sine wave signal was produced by AD9850, The resistance, capacitance and inductance can be calculated by voltage ratio algorithmThe measurement circuit consists of eight standard resistance, relays and NEC5532. It can automatically select the appropriate level of resistance and frequency of signal source, fulfill the automatic switch of measurement range.The measurement and calculation were controlled by chip microcomputer.The self-calibration circuit was used to improve the measurement accuracy. The real-time values were displayed by 1602 LCD module.The experimental results show that the performance of the system is stable with high accuracy; the capacity of the system is over the design requirements.Keywords: S TC89C52, measurement, DDS, dislay, frequency前言电阻、电容、电感精确测量仪是实验室及工程中经常遇到的常用仪器。
简易数字式电阻、电容和电感测量仪设计
简易数字式电阻、电容和电感测量仪设计报告摘要：本系统利用TI公司的16位超低功耗单片机MSP430F149和ICL8038精密函数发生器实现对电阻、电容和电感参数的测量。
本系统以自制电源作为LRC数字电桥和各个主要控制芯片的输入电源，并采用ICL8038芯片产生高精度的正弦波信号流经待测的电阻、电容或者电感和标准电阻的串联电路，通过测量电阻、电容或者电感和标准电阻各自的电压，利用电压比例计算的方法推算出电阻值、电容值或者电感值。
利用MSP430F149单片机控制测量和计算结果，运用自校准电路提高测量精度，同时用差压法，消除了电源波动对结果的影响。
测量结果采用12864液晶模块实时显示。
实验测试结果表明，本系统性能稳定，测量精度高。
关键词：LRC 数字电桥、电压比例法、液晶模块、MSP430F149、电阻电容电感测量一、设计内容及功能1.1设计内容设计并制作一台简易数字式电阻、电容和电感参数测量仪，由测量对象、测量仪、LCD 显示和自制电源组成，系统模块划分如下图所示：1.2 具体要求1. 测量范围（1）基本测量范围：电阻100Ω～1MΩ；电容100pF～10000pF；电感100μH～10mH。
（2）发挥测量范围：电阻10Ω～10MΩ；电容50pF～10μF；电感50μH～1H。
2. 测量精度（1）基本测量精度：电阻±5% ；电容±10% ；电感±5% 。
（2）发挥测量精度：电阻±2% ；电容±8% ；电感±8% 。
3. 利用128*64液晶显示器，显示测量数值、类型和单位。
4. 自制电源5. 使用按键来设置测量的种类和单位1.3系统功能1. 基本完成以上具体要求2. 使用三个按键分别控制R、C、L的测试3. 采用液晶显示器显示测量结果二、系统方案设计与选择电阻、电容、电感测试仪的设计目前有多种方案可以实现，例如、使用可编程逻辑控制器(PLC)、振荡电路与单片机结合或CPLD与EDA相结合等等来实现。
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 。
电容测试仪设计【开题报告】
毕业论文开题报告电子信息工程电容测试仪设计一、课题研究意义及现状目前，随着电子工业时代的发展，电子组件的急剧增加，电子的应用范围也越来越广,在应用中我们常常要用到容量大小不一的电容。
电容的测量仅仅用电容表已经满足不了而且不准确，那种高精度的仪器给在校大学生和普通大众使用又不实用。
因此，要测试电容的大小，设计一个可靠，简单的电容测试仪。
电容的测试发展已经很久，方法众多。
传统的电容测量方法有电桥法和谐振法两种。
前者精度高但速度慢；后者电路简单，速度快但精度低。
选择这个课题主要是想研究出一种高效率高精度的电容测试仪。
比较各种电容的测试方法，我选出了把测试电容的模拟量转化为数字量，这种数字量比较容易处理，使仪表实现智能化，避免由于传统的指针读数引起的误差电容的未来发展趋势为电容测量仪朝着小型化、轻型化方向发展。
全面实现数字化和自动化；参数自设定计术；过程自优化技术；故障自诊断技术；相关配套行业朝着专业化，规模化发展，社会分工更明显。
通过这次的课题研究让我把所学的理论与实际相结合起来，提高自己的动手能力和独立思考能力。
在现实社会中，实际的动手能力至关重要，而这种实际能力的培养单靠教学是远远不够的。
二、课题研究的主要内容和预期目标本课题来源于实验室，通过对本课题的研究，对我们今后相关课程的理论教学改革和实验教学改革可以起到积极的推动作用，并打下坚实的基础。
设计和实现一个电容测试仪-电容表。
将测电容变为测频率，即进行C-F转换，然后设计一个频率计，通过测频率F来显示或计算出电容的大小。
1：通过计算机软件的仿真。
2：能测试电容的范围为1000PF~1000uF，测试精度为10%3：通过3位数码管显示。
4：要搭建硬件电路，并进行实测。
三、课题研究的方法及措施实现一个电容测试仪-电容表。
将测电容转变为测频率，即进行C-F转换，然后设计一个频率计，通过测频率F来显示或计算出电容的大小。
电容转频率的电路是利用555芯片的单稳态触发器或电容的充放电规律等，可以把被测电容的大小转换成脉冲的宽度。
便携式超级电容智能测试仪的设计概述
ｌ 应用前景和学术价值 线， 这些都使得仪器的可操作性大大提高而且 （ ｃ 协同工作 ， Ｐ ） 下位机 和上位机之间的通讯采 超 级电容 既具有 电容 的大 电流快速充 放 易用、 灵活 。 ， 用 当前较为 流行 的通用 串行总线 （ Ｓ ）下 位 ＵＢ。 电特性， 同时也具有 电池的储能特性 ， 并且重 复 ２ 国内外研究概况、 水平 和发展趋势 机核心处 理器 为美 国 Ｍ ｅ ｃ ｉ 公 司生产 的 ８ ｉ ｏｈ ｒ ｐ 使用寿命长 ， 电时利用移动导体问的电子（ 放 而 超级 电容是近些年才批 量生产的一种无源 位单 片机 ＰＣ ８ ＇ ５ ，８引脚 ，集成 １ 通 道 １１Ｆ５０２ ２ ｌ 不依 靠化学反应 ） 释放 电流 ， 从而为设备提供 电 器件，国内对其参数测量的专用 测量工具还不 ｌ 位 ＭＤ转换及 Ｕ Ｂ等功能模块 。上位 机采 Ｏ Ｓ 源。 多， 常见 的是小 容量 （ ０ ０ 拉 以下 ） １０ 法 测量 仪 用普通 的具有 Ｕ Ｂ功 能的个人 电脑 ， Ｓ 安装 相应 超级 电容与 电池 比较 ， 有如下特性 ： 器， 或用电池测试工具 替代 ， 但受 到了电压 、 电 软件即可实现超 级电容测试仪 的多种功能。 １ 低 串联等效 电阻（ ０ Ｓ ）功率密 流、 ． １ Ｌ ｗ Ｅａ ， 采样时间等制约 ， 果不理 想。本文设计 的 效 ４３ ． 下位机 中的核心处理器 ＰＣ ８ ＇ ５ 主 Ｉ １ Ｆ５ ０ ２ 度 （ ｗ Ｄ ｎ ｉ） 离子电池的数十倍 以上 ， 测试仪是专为超级 电容量 身订做的，没有容量 要完成从通用串行总线 （ Ｓ ） 接收上位 机对 Ｐ ￣ ｅ ｓｙｌ ｏ ｔ； ￣ ＵＢ上 适 合大电流放 电 ，一 枚 ４ Ｆ电容能释 放瞬 问 的限制 ， （ ． ７ 可根据需要实 现相应 功能 。 系统所采用 其发出的指令 ， 并根据指令完成对电容充 电、 放 电流 １Ａ以上 ） ８ 。 的虚拟仪器技术 、 Ｓ 通信技术等 ， ＵＢ 均是较为先 电的 Ｉ ／ 锚以及多通 道 ＭＤ采样 等功 能 ， Ｏ控 再 １ 超 长 寿命 ，充 放 电大 于 ５ 万 次 ， ． ２ ０ 是 进的技术手段。 通过通用串行 总线（ ｓ ） Ｕ Ｂ 将数据传送 回上位机 Ｌ－ｏ 电池 的 ５ ０ ， Ｎ － Ｈ和 Ｎ＿ ｄ ｉ ａ Ｉ ０ 倍 是 ｉＭ ｉ 电池 ｃ ３研究内容和技术关键 （ ｃ 中 ， 程序 由 Ｃ语言实现。 Ｐ ） 全部 ． 的 １０ 倍 ， ０ ０ 如果对 超级 电容每 天充放 电 ２ 次 ， ０ ３ 研究 内容 ． １ ４ 上 位机主要 完成对下位 机发送指定指 ． ４ 连续使用可达 ６ 年 。 ８ 本文设计的测试仪可完成对超级电容的相 令功能 ， 控铜下位机对 电容充电或放电， 并根据 １ 可以大电流充电 ， ． ３ 充放 电时问短 ， 对充 关参数进行测量 ， 主要包括 电容容量（ 参数 充电 从 Ｕ Ｂ上读 取的 ＭＤ转换 数据 进行计 算 ， Ｓ 分 电电路要求简单 ， 无记忆效应 。 和放电 ）充放电时问， ， 电容 内阻等 ， 也可对电容 析 ， 电容相关参数 ， 得到 并可根据相关数据绘制 １ 免维护， ． ４ 可密封 。 进行恒流充电及恒 流放 电， 并可绘制电压、 电流 电压、 电流 曲线 ， 支持出 线的保存及打 印输 出等 Ｉ １ ． ５温度范 围宽 — ０ ～ ７ ＇ 一般 电池 及 时问 曲线 ， ４℃ ＋０ Ｅ， 也可对测量数 据进 行保存 、 读取 、 功能， 支持数据的存档 、 比较 、 筛选等功能 ， 上位 是 — ｏ 一６ ℃。 ２℃ ０ 比较、 筛选等。 机程序 由 Ｖ Ｂ实现 。 本文 设计 的测试 仪是 超级 电容研发 过程 样机分下位机和上位机两部分 ，下位机 中 ４ 方案 确定后开 始按步骤实现各部 分结 ． ５ 中不可缺少的工具 ， 对生产超级 电容所采用的 的核心处理器 ＭＣ Ｕ主要 完成接 收上位机对其 构， 首先完成下位机的硬件电路设计 ， 然后搭建 不 同材料进行 比较 以及掌握超级 电容各种性能 发出的指令 ， 并根据指令完成对电容的充 、 电 电路并对 其进行 调试 ，硬 件调试成 功后制 作 放 参数起到了至关重要 的作用 。 另外 ， 测试仪也可 的控镧 以及 Ａ Ｄ采样等功能 ， ／ 再将数据传送 回 Ｐ Ｂ ， Ｃ 板 焊接元器件 ， 完成下位机的硬件部 分。 应用于教学环节 ，让学生更深入的了解超级电 上位机中 ， 上位机主要完成对下位机 发送指定 然后进行软件部分的设 计 ， 包括下位机单片机 容电压 、 电流等参数特性 。 指令功能 ， 控锚下位 机对 电容充 、 电 ， 放 并读取 程序和上位机系统软件 ，同时对两部分程序进 测试 仪采 用虚拟仪器技术 ， 缩小 了仪器的 ＭＤ转换数据进行计算 ， 分析 ， 到电容相关参 行联机测试 。 得 反复调 试各项 功能， 直至整个系统 体积 ， 降低了系统 的成本 ， 避免了传统的箱柜式 数。 调试完成。 笨重的结构 。 虚拟仪器与传统仪器相 比， 具有高 采 用 恒 流 充 电 ，充 电 电流 分 为 ５ ｍ 、 ０ Ａ ５ 结论 效、 开放 、 易用灵 活、 功能强大 、 性价 比高 、 可操 １０ Ａ ２ ０ Ａ ５（ Ａ和 ｌ ０ｍ 、０ ｍ 、 ｋ ０ｎ Ａ五个档位 ， 电容容 经过实践 ， 照本 文设计的方案已完成了 按 作性好等 明显优点 ， 具体表现为 ： 量根据公式 ｃ ＝伽 ， 其中 Ｑ ｔ 以 ｃ ｔ 。 便携式超级电容智能测试 仪样机一台 ，可以完 ＝Ｉ 所 ， ＝ＩＵ ， 智能化程度 高， 处理 能力强。虚拟仪器 的 Ｉ 为预先选定 的充电或放 电电流 ，和 Ｕ为测得 成对超级电容的相关参数 进行测量 ，包 括电容 ｔ 处 理能力和智能化程度主要取决于仪器 软件水 的充 、 电时问和充放电电压 值。 放 容量（ 电和放电 ）充放 电时间 ， 充 ， 电容内阻等 ， 平。 户完全可 以根据实际应用需求 ， 先进 的 用 将 ３ 技术关键 ． ２ 也可对电容进行恒 流充 电及恒流放电 ，并可绘 信 号处理算法 、人工智能技术 和专 家系统应用 虚拟仪器技 术 ； 镧电压、 电流及 时问曲线 ， 也可对测量数 据进行 于仪器设计与集成 ，从而将智能仪器水平提高 上位机和下位机之 间的 Ｕ Ｂ Ｓ 通信技术 ； 保存 、 取、 读 比较 、 筛选等 。 充分证明了本文方案 到一个新 的层次。 下位机硬件电路的设计 ， 包括恒流充电 、 恒 的可行性 。下一步 ， 作者将继续完善方案 ， 一 进一 复用性强 ， 系统 费用低 。应 用虚拟仪器思 流放 电以及当电流较大 时对导线 电阻产生的影 步提高测量精度 。 增加充 、 电流档位 ， 放 并对测 想 ，用相同的基本硬 件可构造多种不 同功能 的 响进行修正 ； 试仪其他 功能进行扩展 。 测试分析仪器 ， 如同一个高速数 字采样器 ， 可设 单片机 ＭＩ转换误差的修正 ； ） 参考文献 计 出数字示波器 、 分析仪 、 逻辑 计数 器等多种仪 上位机对数据 的分析 、 处理 及计算。 Ｉ （ 拿大）． 康雏． ｌ加 １ Ｂ Ｅ 电化学超级电謇器： 学原 科 器。 这样形成的测试仪器系统 功能更 灵活、 更高 ４ 方案设计与实现 理及技 术 应 用 【 ．北 京 ：化 学工 业 出版 社， ＭＪ 效、 更开放 、 系统费用更低 。通过与计算机 网络 ４１ 目的总体方案采用 了虚拟仪器技 术， ２０ ， ．项 ０５ 。 ９ 连接 ， 还可实现虚拟仪器 的分布式共享 ， 更好地 采 用 此方 案 的原 因 是 可 以 充 分发 挥 上 位 机 【 赵 勇． ２ ｌ 虚拟仪 器软件 平 台和发展趋 势ｌ． Ｊ 国外 Ｊ 发挥仪器的使用价 值。 （ ｃ 强大 的计算能力 和软件 的计算技 术 ， Ｐ） 实现 电子澳 量技 术， ０ ， ） ｊ ２ ２ １ ０ （． 可操作性强 ， 易用灵活 。虚拟 仪器面板可 包括数据库统计 ， 图表分析 ， 存储打印等多种功 『 张念淮 ． Ｂ总线接 口开发 指 南 ｌ 京： ３ １ Ｕ Ｓ 。 北 国 由用户定义 ，针对不 同应用可 以设计不同的操 能 。本项 目中的 下位机核 心 处理器 采用 ８位 防工业 出版社，９ ９ １９ ． 作显示界面。使用计算机 的多媒体处理能力可 Ｍ Ｕ 实现 Ｉ Ｃ， ／ 制、 Ｏ控 信号采集 、 ＭＤ转换 、 数据 作者 简介 ： 王冠 然０９２ 】男 ， 理 实验 ８一， 助 以使仪器操作 变得更加直 观 、 简便 、 于理解 ， 传输等功能。 易 师 ， 从事计算机控 技术研究。 主要 测量结果可以直接进入数据库系统或通过网络 ４ 根据总体方案采用的虚拟仪器技术 ， ． ２ 设 基金项 目： 黑龙 江大学素 年 学基金项 目， 辞 发送。 测量完后 还可打 印、 显示所需 的撤表或曲 计了系统 的具体结构 ，将采甩下位机和上位机 项 目编号 Ｑ ２ ０ ￣ 。 Ｌ ０ ８ ８
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。
简单电阻,电容和电感检验测试仪设计
课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：信息工程学院题目: 简易电阻、电容和电感测试仪设计初始条件：LM317 LM337NE555 NE5532STC89C52 TLC549 ICL7660 1602液晶要求完成的主要任务: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1602液晶显示器，显示测量数值，并用发光二级管分别指示所测元件的类别。
时间安排：指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：__________ 年月日目录摘要 (4)ABSTRACT (5)1、绪论 (7)2、电路方案的比较与论证 (7)2.1电阻测量方案 (7)2.2电容测量方案 (9)2.3电感测量方案 (11)3、核心元器件介绍 (12)3.1LM317的介绍 (12)3.2LM337的介绍 (13)3.3NE555的介绍 (14)3.4NE5532的介绍 (17)3.5STC89C52的介绍 (18)3.6TLC549的介绍 (20)3.7ICL7660的介绍 (23)3.81602液晶的介绍 (24)4、单元电路设计 (26)4.1直流稳压电源电路的设计 (27)4.2电源显示电路的设计 (28)4.3电阻测量电路的设计 (29)4.4电容测量电路的设计 (30)4.5电感测量电路的设计 (31)4.6电阻、电容、电感显示电路的设计 (32)5、程序设计 (33)5.1中断程序流程图 (33)5.2主程序流程图 (34)6、仿真结果 (34)6.1电阻测量电路仿真 (34)6.2电容测量电路仿真 (35)6.3电感测量电路仿真 (36)7、调试过程 (37)7.1电阻、电容和电感测量电路调试 (37)7.2液晶显示电路调试 (38)8、实验数据记录 (38)心得体会 (40)参考文献 (41)附件 (42)附件1：电路图 (42)附件2：元件清单 (43)附件3：程序代码 (45)附件4：实物图 (64)摘要近几年来，电子行业的发展速度相当快，电子行业的公司企业数目也不断增多。
简易电容测试仪的设计
仪 的 设计 与 实现 【 Ｊ ］ ． 硅谷 ， ２ ０ ｌ ｌ （ １ ） ： ４ ７ ．
［ ２ 】郝鹏 ， 王大明． 基 于５ １ 单片机的电阻、 电
容、 电感 测 试仪 ［ Ｊ ］ ． 科 技致 富 向导 ， ２ ０ １ １
（ ２ ０ ） ： ９ ６ ．
【 ３ ］渠艳 霞 ． 基 于 单 片 机控 制 的 电阻 电 容 测 试 仪的 设计 ［ Ｊ 】 ． 总裁， ２ ０ ０ ９ （ ４ ） ： １ ４ １ —１ ４ ２ ． ［ ４ ］徐 思 成 ． 一 种 基 于单 片 机 智 能 电 容测 试
大小 ， 采用４ 位７ 段 数 码 管进 行 显 示 。 为 增加
数 码 管 亮度 ， 选 取７ ４ Ｌ Ｓ ２ ４ ５ 芯 片 增加 驱 动 电
流。
图１ 多谐 振荡 器原 理 图
被
＿ ． ｊ ＼ Ｉ ＼ 】 多谐振荡 ｌ ：
。
—
Ｉ ＼Ｉ ： ： ： 极管指示灯 Ｉ
①作者 简 介 ： 黄璞（ １ ９ ８ ２ 一） ， 女， 汉， 湖 北 省宜 昌市 人 ， 鄂 东 职 业技 术 学 院 ， 讲师 ， 主要 从 事 工 业 控 制 与检 测 技 术方 面 研 究 。 黎会 鹏（ １ ９ ８ １ 一） ， 男， 汉， 湖北省 荆门 市人 ， 鄂东 职业 技术 学院 ， 讲师， 主要 从事 嵌入 式 系统设 计方 面研 究 。
圆圆
ห้องสมุดไป่ตู้
动 力 与 电 气 工 程
简易 电容 测 试 仪 的设 计 ①
黄璞 黎会鹏 （ 鄂 东职业 技术 学院机 电系 湖北黄 冈
４ ３ ８ ０ ０ ０ ）
摘 要： 介 绍 了一种基于Ａ Ｔ８ ９ ｃ ５ １ 单 片机的电容测试 仪的硬 件结 构和设计思 想 。 该方案是根． ｔＮ Ｅ５ ５ ５ 芯 片多谐振 荡电路 的应 用特点 ， 把电 容的大小转 变成频率的大 小， 进 而可 以通过 单片机 对输 出的频率进行 测量 ， 再通 过该频率计算 出被 测参数 。 该 测量仪具有 结构简单， 成本 低廉， 精度 较 高 ， 方便 实 用等特 点 。 ’ 关键 词 ： 电 容 Ａ Ｔ ８ ９ Ｃ ５ １ Ｎ Ｅ５ ５ ５ 中 图分 类号 ： ＴＰ ３ ０ ４ 文 献标 识码 ： Ａ 文 章编 号 ： １ ６ ７ ２ －３ ７ ９ １ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ８ （ ｂ ） －０ １ ２ ２ —０ ２
简易电阻、电容和电感测试仪设计.(DOC)
元器件参数测量仪的设计一、课程目的1．加深对电路分析、模拟电路、数字逻辑电路、微处理器等相关课程理论知识的理解；2．掌握电子系统设计的基本方法和一般规则；3．熟练掌握电路仿真方法；4．掌握电子系统的制作和调试方法；二、设计任务1．设计并制作一个元器件参数测量仪。
2．（基本要求）电阻阻值测量，范围：100欧~1M欧；3．（基本要求）电容容值测量，范围：100pF~10 000pF；4．（基本要求）测量精度：正负5% ；5．（基本要求）4位显示对应数值，并有发光二极管分别指示所测器件类型；6．（提高要求）增加电感参数的测量；7．（提高要求）增加三极管直流放大倍数的测量；8．（提高要求）扩大量程；9．（提高要求）提高测量精度；10．（提高要求）测量量程自动切换；三、任务说明：电阻电容电感参数测量常用电桥法，该方法测量精度，但是电路复杂。
也可为简化起见，电阻测量也可采用简单的恒流法，电容采用555定时电路；1、绪论在现代化生产、学习、实验当中，往往需要对某个元器件的具体参数进行测量，在这之中万用表以其简单易用，功耗低等优点被大多数人所选择使用。
然而万用表有一定的局限性，比如：不能够测量电感，而且容量稍大的电容也显得无能为力。
所以制作一个简单易用的电抗元器件测量仪是很有必要的。
现在国内外有很多仪器设备公司都致力于低功耗手持式电抗元器件测量仪的研究与制作，而且精度越来越高，低功耗越来越低，体积小越来越小一直是他们不断努力的方向。
该类仪器的基本工作原理是将电阻器阻值的变化量，电容器容值的变化量，电感器电感量的变化量通过一定的调理电路统统转换为电压的变化量或者频率的变化量等等，再通过高精度AD采集或者频率检测计算等方法来得到确定的数字量的值，进而确定相应元器件的具体参数。
2、电路方案的比较与论证2.1电阻测量方案方案一：利用串联分压原理的方案V CC GNDR x R0图2-1串联分压电路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。
电容测试仪的设计
电容 测试 仪 的功 能和 框 图
该 电容 测 试 仪 的功 能是 测 试 电容 器 的容 量 ，用 三位数 字 显示 测 量结 果 ，量 程 为 １ Ｆ～ ９９９￣Ｆ，测 量 时间不 大 于 ２ｓ，电源 电压 ＋９Ｖ。
有 的数 字 万用 表没 有 电容档 ，无 法测 量 电容值 ； 有 的数 字万 用表 设 有 电 容 测 量 功 能 ，通 常其 电容 档 的测 量值 最 大 为 ２０ｔ￣Ｆ，测 量 范 围 较 窄 ；而 用 指 针 式 万用 表 电阻 档 ，只能 判 断电容 的好 坏 ，不 能测量 电容 的 容 量 。
第２３卷 第 ３期 ２０１１年 ９月
武 汉工 程 职 业 技 术 学 院 学 报
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆＷ ｕｈａｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ
ＶＯ１．２３ Ｎ ｏ．３ Ｓｅｐｔｅｍ ｂｅｒ ２０１ １
电容 测 试 仪 的设 计
李 晓虹 ’
（武 汉工程 职 业技 术 学院 湖 北 武汉 ：４３００８０）
Ｃ
图 Ｉ 电 容 测 试 仪 整 机 框 图
２．１ 时钟脉 冲产 生 电路
由 ＮＥ５５５定 时器 Ｕ１、电容 Ｃ１、Ｃ２、电阻 Ｒ１、Ｒ２
组 成 时钟 脉 冲产生 电路 ，电路 接 通 电源后 在 Ｕ１的 ３ 端 产 生 了连续 的 时 钟 脉 冲 Ｙ１，周 期 Ｔ≈ ０．６９３（Ｒ１
信 号经 与非 门 Ｕ３：Ｂ、反 相 器 Ｕ３：Ｃ（由一 个 与 非 门
连 接而 成）由 Ｕ３的 １Ｏ端输 出计 数 脉 冲 Ｙ４，波 形 如
电阻电容测试仪课程设计
电阻电容测试仪课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解电阻电容的基本概念，掌握其物理意义和单位。
2. 学生能够掌握电阻电容测试仪的工作原理和操作方法。
3. 学生能够运用所学知识，分析并解决实际电路中电阻电容相关问题。
技能目标：1. 学生能够正确使用电阻电容测试仪，进行测量并准确读取数据。
2. 学生能够通过实际操作，培养动手能力和实验技能。
3. 学生能够运用所学知识，设计并搭建简单电路，进行电阻电容测试。
情感态度价值观目标：1. 学生能够培养对物理实验的兴趣和热情，增强学习物理的自信心。
2. 学生能够培养团队合作精神，学会与他人共同完成实验任务。
3. 学生能够认识到电阻电容在电子产品中的重要作用，提高对电子技术的认识和尊重。
课程性质：本课程为物理实验课，结合理论知识，通过实际操作，让学生深入理解电阻电容的概念及其应用。
学生特点：初三学生，具有一定的物理知识和实验操作能力，好奇心强，喜欢动手实践。
教学要求：教师应注重理论与实践相结合，引导学生主动参与实验，培养其观察、分析和解决问题的能力。
在教学过程中，关注学生的个体差异，鼓励学生提问和表达，以提高学生的综合素养。
通过本课程的学习，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面均取得具体的学习成果。
二、教学内容1. 理论知识：- 电阻电容的定义、物理意义、单位及符号表示。
- 电阻电容的串并联特性及其应用。
- 电阻电容测试仪的工作原理和操作方法。
2. 实践操作：- 使用电阻电容测试仪进行测量，学习读取数据及数据处理。
- 设计并搭建简单电路，进行电阻电容测试，观察并分析实验结果。
- 探究电阻电容在电子产品中的应用，了解其在电路中的作用。
3. 教学大纲：- 第一课时：电阻电容的定义、物理意义、单位及符号表示。
- 第二课时：电阻电容的串并联特性及其应用。
- 第三课时：电阻电容测试仪的工作原理和操作方法。
- 第四课时：实践操作，使用测试仪进行测量，学习数据处理。
简易电阻、电容和电感测试仪设计原理
简易电阻、电容和电感测试仪设计原理简易电阻、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，示意框图如下：二、要求1．基本要求．基本要求（1）测量范围：电阻100Ω～1M Ω；电容100pF 100pF～～10000pF 10000pF；电感；电感100μH ～10mH 10mH。
（2）测量精度：±5% 。
）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。
三、设计步骤三、设计步骤1、分模块测量电路的设计原理（1）电阻测量电路的基本原理电阻测量仪的关键技术是电阻测量仪的关键技术是R X /V 转换器，转换器，R R X 即所需测量的电阻，无论电路多么复杂，总可以把与R X 相并联的元件等效为两只互相串联的电阻R 1和R 2。
由此构成三角形电阻网络，其原理图如下所示：上图中R 0为量程电阻，只要使R 1两端呈等电位，此时U R1=0=0，则，则R 1相当于开路，路，R R 2变成运放的负载电阻，变成运放的负载电阻，R R 1和R 2就不起分流作用，这样即可直接测就不起分流作用，这样即可直接测 R R X 的阻值。
的阻值。
E E 为测试电压，为测试电压，I I S 为测试电流，设流过R X 和R 1的电流分别为I X 和I 1，根据基尔霍夫定律可知：，根据基尔霍夫定律可知：I S =I X + I 1又根据“虚地”原理，则又根据“虚地”原理，则U R1= I 1 R 1=0故I 1=0=0，可忽略不计。
由此得到：，可忽略不计。
由此得到：，可忽略不计。
由此得到：I S =I X再考虑到C 点接地，则D 点为“虚地”，因此：点为“虚地”，因此：I S=E/ R0进而推导出：进而推导出： U X= I X R X= I S R X= （E/ R0）·R X显然，只要能得到RX 两端的电压UX，就能求出RX的值，即：的值，即： R X= U X/（E/ R0）= U X R0/ E这就是电阻测量的基本原理。
数字式电容测试仪的设计
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容的。
单稳态触发器中所涉及的电容，即是被测量的电容C。
其脉冲输入信号是555定时器构x成的多谐振荡器所产生。
信号的频率可以根据所选的电阻，电容的参数而调节。
这样便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容C值的x不同而不同的，所以脉宽即是对应的电容值，其精确度可以达到0.1%。
然后在电路中加入一个由LM741以及一个电容和一个电阻构成的阻容平滑滤波器，将单稳态触发器输出v与被测量的电容值呈线性关系。
最后是输出电压的数字的信号滤波，使最终输出电压ov输入到7448译码器中翻译成BCD码，输入到LED数码管中显示出来。
化，将o关键词：:电容，555定时器，滤波器，线性，译码器，LED数码管目录引言 (3)第1章毕业设计指标 (4)第2章毕业设计原理 (4)2.1设计原理框图 (4)2.2 方案设计 (4)2.3 模块介绍 (5)2.3.1 控制器电路 (5)2.3.2 时钟脉冲发生器 (6)2.3.3 计数和显示电路 (7)第3章单元电路的设计 (9)3.1 直流稳压电源设计 (9)3.1.1整流电路采用直流稳压电源设计思路 (9)3.1.2直流稳压电源的原理框图分析 (9)3.1.3直流稳压电源特点 (10)3.2 产生波形设计方案 (11)3.2.1 由555定时器搭建多谐振荡器 (11)3.2.2由555定时器搭建单稳态触发器 (12)第4章设计的步骤和过程 (14)4.1 设计制作的过程 (14)4.2 时钟及控制信号的关系等 (14)第5章设计的仿真与运行结果 (15)5.1 电路的调试 (15)5.2 仿真测量 (15)5.2.1 仿真测量实验一 (15)5.2.2 仿真测量实验二 (16)5.3 结果分析 (16)第6章芯片介绍 (17)6.1 555芯片功能介绍 (17)6.2 74LS160芯片介绍 (19)第7章结论 (20)7.1 设计过程中遇到的困难及解决办法 (20)7.2 毕业设计心得体会 (20)第8章参考文献 (21)附录 (22)附录A (22)附录B (23)引言随着电子技术的发展，当前数字系统的设计正朝着速度快、容量大、体积重量轻的方向发展。
便携式电容器测试仪的设计
便携式电容器测试仪的设计摘要：利用变频逆变电源配合钳形电流表构成简洁、实用电容测试仪，并介绍其技术指标和使用特点。
0 引言现代电力系统中，广泛采用电容器作为补偿负序、滤波、抽压等装置。
为了增加耐压和容量，电容器往往采取串并联的方法，一旦电容串(并)联连接，对外就呈现出总的容量值，普通的电容测量仪器就无法在线测量出其中某个电容的数值。
要想测得某个电容的容量，就要把该电容从并联系统中拆除下来，实际操作非常复杂，并在恢复时，极易出现保险断裂和接触不良的现象，造成电容器系统投入后，差压保护动作跳闸。
基于此，介绍一种实用电容器测试仪。
1 电容测试仪原理为了实现不拆线、模拟在线运行状态的测量，可以在母线上( 如图1 ，AI 、AI I ) 对并联电容施加交流电压，然后利用电流钳形表分别测量每个被测电容的电流，通过公式X = U /I 计算出电容的容抗;还可以根据公式R x= X c /t a n ( 9 0 °-q) 计算出电容的损耗( R 是电容器的电阻，q是施加电压和电容电流之间的相位角) ，从而判别电容器缺油、碳化以及受潮等情况。
1.1施加电压根据计算，对于牵引供电系统现在使用的4.51F的电容，要想取得1A的电流，施加的工频电压在700 V以上，为了保证操作者的人身安全和测试仪器的安全，必须设法降低施加电压。
设计中采用了变频的方式，如采用100Hz电压时，对于同一电容器，施加电压可降低2倍;采用200Hz电压时，可降低4倍。
为了保证电容器测试后，不储存电荷，施加电压也不宜过高，选用12V。
对1“F电容，在5OHz时的容抗为3. 18k12，采用12V电压时，钳形表所测得的电流约为4mA。
这样用钳形表测量4mA电流时，输出精度就是电容测量的精度。
普通电流表要保证测量毫安级电流的准确度是很容易做到的，但对于钳形电流表来说，却是非常困难的，要受到钳口的大小、闭合缝隙以及导线在钳口中的位置等诸多因素的影响。
(整理)电容测试仪设计低频课程设计
电容测试仪设计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。
与电阻器相似，通常简称其为电容，用字母C表示。
顾名思义，电容器就是“存储电荷的容器”。
尽管电容器品种繁多，但它们的基本结果和原理是相同的。
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。
两片金属称为极板，中间的物质叫做戒指。
电容器也分为容量固定的与容量可变的。
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。
不同的电容器存储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，法拉是一个很不成用的单位，因为电容器的容量往往比1法拉小得多，常用微法（uF）、纳法（nF）、皮法（pF）等，它们的关系是：1F=106uF=109nF=1012pF。
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，本课设就是对电容器容量的测量。
摘要：LM555是使用几位广泛的一种通用集成电路。
LM555系列功能强大、使用灵活、适用范围宽、可用来生产时间延迟和多种脉冲信号，因此被广泛用于各种电子产品中。
本设计利用LM555构成设计一个多谐振荡器，由于其输出脉宽tw与电容C成正比，把电容C转换成宽度为tw的矩形脉冲，在利用积分器，将电容的容量通过数字电压表的直流档直接显示，从而构成一个简易的电容器容量的测量电路。
关键词：无稳态多谐震荡器、单稳态输出脉冲、积分器目录一、设计目的 (1)二、设计内容要求 (1)三、设计技术指标 (1)四、方案比较 (1)五、方案论证 (2)六、主要电路设计与说明 (2)1、芯片简介 (2)（1）LM555 (2)（2）LM324 (4)2、总电路图 (5)（1）原理图 (5)（2）原理说明 (5)（3）测量使用说明 (6)七、电路搭建与调试 (6)1、软件仿真 (6)2、实际安装电路 (7)3、电路调试 (7)八、实验数据 (7)九、实验总结与心得 (8)十、附录 (8)1、元器件清单 (8)2、参考文献 (9)一、设计目的1、掌握电容测试仪的设计、组装与调试方法。
一种新型电容器组测试仪的研制
一种新型电容器组测试仪的研制发布时间：2021-01-06T14:53:28.147Z 来源：《中国电业》2020年8月22期作者：刘荣胜[导读] 电容器组在变电站无功调节补偿过程中起着很重要的作用，可以改善电力系统的电压质量和提高输电线路的输送能力，是电力系统无功补偿很重要的设备。
刘荣胜（云南电网有限责任公司普洱供电局，云南普洱，65000）摘要：电容器组在变电站无功调节补偿过程中起着很重要的作用，可以改善电力系统的电压质量和提高输电线路的输送能力，是电力系统无功补偿很重要的设备。
电容器组并联在系统母线上，集中进行补偿，类似于系统母线上的一个容性负荷，它吸收系统的容性无功功率，这就相当于并联电容器向系统发出感性无功。
因此，并联电容器能向系统提供感性无功功率，系统运行的功率因数，提高受电端母线的电压水平，同时，它减少了线路上感性无功的输送，减少了电压和功率损耗，因而提高了线路的输电能力。
针对电容器组的重要性，亟需研制一种快而准的新型电容器组测试仪，准确的测量电容电感和直阻，提高工作效率并不减少试验项目。
关键词：新型电容器组电容电感直阻Development of a new type of capacitor bank testerLiu Rongsheng（Pu'er Power Supply Bureau of Yunnan Power Grid Co., Ltd,Yunnan Pu'er,65000）Abstract: capacitor Banks in the process of substation reactive compensation control plays a very important role, can improve the voltage quality of power system and improve the transmission capacity of transmission line, is a very important of power system reactive power compensation equipment, parallel capacitor group on the system bus, concentrated compensation, similar to a capacitive load on the system bus, it absorbs the capacitive reactive power of system, this is equivalent to parallel capacitor from perceptual reactive power to the system. Therefore, the shunt capacitor can provide the system with inductive reactive power, the power factor of the system operation, and improve the voltage level of the bus at the receiving end. At the same time, it reduces the transmission of inductive reactive power on the line, reduces the voltage and power loss, and thus improves the transmission capacity of the line. In view of the importance of capacitor banks, it is urgent to develop a fast and accurate new capacitor bank tester, which can accurately measure capacitor inductance and direct resistance, and improve the work efficiency without reducing the test items. Key words: new type capacitor bank capacitance inductance direct resistance0 前言电容器组在电力系统中起着调节电压的作用。
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目录1、设计指标 (3)2、设计原理 (3)2.1设计原理框图 (3)2.2设计方案 (3)2.3模块介绍 (4)2.3.1 控制电路 (4)2.3.2 时钟脉冲发生器 (4)2.3.3 计数器和显示器 (6)3、单元电路的设计 (6)3.1多谐振荡器 (6)3.2单稳态触发器 (8)3.3.1整流电路采用直流稳压电源设计思路 (9)3.3.2直流稳压电源的原理框图分析 (9)3.3.3直流稳压电源特点 (10)4、设计制作过程及整体电路图 (10)4.1设计制作过程 (10)4.2整体电路图 (11)5、芯片介绍 (11)5.1555芯片功能介绍 (11)5.274LS192芯片介绍 (13)总结.................................................................................................................................... (14)致谢.................................................................................................................................... (15)参考文献..................................................................................................................................1615/ II1、设计指标1.1 设计目的(1) 掌握数字电容测试仪的构成、原理和设计方法。
(2) 掌握集成电路的使用方法。
1.2 基本要求（1）电容测量范围为1000pF～10uF，输出应能直接显示其值，误差≤5%，电源电压为+5V。
（2）量程可切换，显示值能够标定。
（3）要求最终正确无误地完成全部电路设计，并具有一定先进性，对电路设计也应提出建议性意见并写出合格的课程设计说明书，圆满完成各项任务。
2、设计原理2.1设计原理框图图1.电容测试仪原理框图2.2 设计方案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宽窄，即控制脉冲宽度Tx 与Cx成正比。
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便是电容Cx的大小。
之所以选择该方案是考虑到这个方案不仅设计比较容易实现，而且更重要的是该方案设计出来的数字测试仪测量的结果比较精确。
15/ 32.3 模块介绍2.3.1 控制电路控制器的主要功能是根据被测电容Cx的容量大小形成与其成正比的控制脉冲Tx。
图2所示为单稳态控制电路的原理图。
该电路的工作原理如下：单稳态控制电路原理图2.图当被测电容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、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CR11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，其输出端3变为低电平，从而封锁与门，停止计数。
可见，控制脉冲宽度Tx与RCx成正比。
如果R固定不变，则计数时钟脉冲的个数将与Cx的容量值成正比，可以达到测量电容的要求。
由于设计要求，Cx的变化范围为1000pF～10uF，且测量的时间小于2s，即Tx<2s，也就是Cx最大(10uF)时，Tx<2s，根据Tx=1.1RCx可求得：-6)欧=181.810千欧×R<T/(1.1C)=2/(1.110×XX?。
=l，=10K，=1K。
微分电路可取=180K取R F CRR31212.3.2 时钟脉冲发生器这里选用由555定时器构成的多谐振荡器来实现时钟产生功能。
电路原理图如图3所示：振荡波形的周期为：15/ 4定时电路构成的多谐振荡器图3.由555)C0.7(R+RT=tp1+tp2≈3 21其中C0.7(R+R)C ,tp2≈0.7R≈tp121221占空比为：)+2Rq=tp1/T=（R+R）/(R1122脚的输入电流条件下得到) 是在忽略了555定时器60.7(R因为时钟周期T≈+R12?的电流流入。
因此，为了减小该电流的影响，应使流过的电脚有10的，而实际上6F2sCx =10uF时，Tx=2s，所以需要时钟脉冲发生器在流最小值大于10uF。
又因为要求ms?tp?2?Ttp T=2ms．即：内产生脉冲。
即时钟脉冲周期应为。
21tp1=0.6 如果选择占空比q=0.6，即q= T由此可求得：ms1.2ms??tp?0.6T0.6?21ms?0.8?T?tp(2?1.2)mstp?12?，则：取=0.1F C2tp2= 11.43K R?4C0.72521521?tp120%0%??100%?-= ．5.713K RR?34C0.75212．=12K=5.6K取标称值：，RR34、最后还要根据所选电阻的阻值，校算流过的最小电流是否大于、RRRR334415/ 52U : 时，流过、上电压10uA 。
从图可以看出，当的电流最小，为达到V RRC c32432VCCVCC?3I =95uA ?in m43?RR振荡周期：ms)C2.07??T?0.7(R2R234R可见所选元件基本满足设计要求，为了调整振荡周期，的电位器。
可选用5.6K3计数器和显示器2.3.3个二——十进制加数计数器。
9999uF，因此需要4由于计数器的技术范围为1uF～和四个数码管的连接级联起来构成所需的计数器。
四片74LS1924这里用片74LS192 4所示：如下图和四个数码管连接的电路图图4.四片74LS1923、单元电路的设计3.1 多谐振荡器它既为下一级的单稳态触发器提供所示，555由定时电路构成的多谐振荡器如图5 输入脉冲，又为后面计数器开始计数提供信号脉冲。
其工作原理如下：上C 多谐振荡器只有两个暂稳态。
假设当电源接通后，电路处于某一暂稳态，电容15/ 61通过UccD2截止，电源输出高电平，略低于V1截止，电压UCD1 导通，，Uo U cc312R1、R2 给电容C充电。
随着充电的进行Uc逐渐增高，但只要，输U?U?U ccccc33出电压Uo就一直保持高电平不变，这就是第一个暂稳态。
当电容C上的电压Uc略微22超过时(即U6和U2均大于等于时)，RS触发器置0，使输出电压Uo从UU cccc33原来的高电平翻转到低电平，即Uo=0，V1导通饱和，此时电容C通过D2、R2和V121放电。
随着电容C放电，Uc下降，但只要，Uo就一直保持低电平UU?U?ccccc331不变，这就是第二个暂稳态。
当Uc下降到略微低于时，RS触发器置1，电路输U cc3出又变为Uo=1，V1截止，电容C再次充电，又重复上述过程，电路输出便得到周期性??的矩形脉冲。
其振荡周期为：2ln RwC1T??Rw221图5.多谐振荡器工作波形如图6所示：图6.多谐振荡器的工作波形15/ 7单稳态触发器3.2所示，它可以产生占空比一定的脉波，7由555定时器构成的单稳态触发电路如图锁存计数值。
此脉波用来控制计数。
在单稳态触发电路后加反相器用来控制74273 单稳态触发器的工作原理如下：、无触发信号输入时电路工作在稳定状态1保持保持高电平，电路工作在稳定状态，Q=0,即输出端uu当电路无触发信号时，oiu为0V。
低电平，555内放电三极管VT饱和导通，管脚7“接地”，电容电压c单稳态触发器图7. 2、充电过程脚由高电平变为低电平，电路被触发，555触发器输入端2当触发信号到来是时，RVcc经电阻Q=1，u由低电平跳变为高电平，因此三极管VT截止，电路开始有电源o21时，处于中间保持状态，充电，电路由稳态转入暂稳态。
当C对电容UU?U?ccccc33 =1，这个充电过程为电路的暂态过程。
u仍有输出o 3、放电过程2U刚刚略大于，但当uU当电容C的电位u由于充电而不断上升，趋势是=Vcc cc（∞）cc3时，此时由于2脚的负尖脉冲早已过去，故R=0，S=1，进而有Q=0，此时输出应为u=0, o三极管VT导通，电容上充的电将通过VT迅速放电，致使6脚的电压为0V，这进一步保证了输出又回到了u=0的稳定状态。
o4、恢复过程15/ 8当暂稳态结束后，电容C通过饱和导通的三极管VT放电，经过一段时间后，电容放电完毕，恢复过程结束，恢复过程结束后，电路返回稳定状态，单稳态触发器又可以接收新的触发信号。
3.3 直流稳压电源的设计3.3.1整流电路采用直流稳压电源设计思路（1）电网供电电压为交流220V（有效值），50Hz，要获得低压直流输出，首先须采用电源变压器将电网电压降低获得所需要的交流电压。
（2）降压后的交流电压，通过整流电路变成单向的直流电，但其幅值变化大，与理想的直流电压相差很远。
（3）脉动大的直流电压须经过滤波电路变成平滑的，脉动小的直流电，即将交流成分滤掉，保留其直流成分。
（4）滤波后的直流电压再通过稳压电路，稳压电路利用自动调整的原理，使输出的电压基本不受电网电压或负载电流变化的影响，便可得到基本上不受外界影响的稳定的直流电压输出，供给负载。
3.3.2直流稳压电源的原理框图分析采用电源变压器将电网220V，50Hz交流电降压后送整流电路，整流电路采用桥式整流电路，整流桥选用的二极管需要考虑允许承受的电压和电流值。
直流稳压电源的原理框图图8.滤波器常采用无源元件R，L，C构成的不同类型滤波电路。
由于本电路为小功率电源，故可用电容滤波电路。
稳压电路采用串联反馈式稳压电路。
比较放大单元采用分立三极管组成的差动放大器或者集成运算放大器，可提高电路的稳定性。
15/ 9过流保护器：串联稳压电路中，调整管与负载串联，当输出电流过大或者输出短路时，调整管会因电流过大或电压过高使管耗过大而损坏，所以须对调整管采取保护措施。
3.3.3直流稳压电源特点采用集成稳压器构成直流稳压电源，具有使用方便，结构简单及性能优良等许多特点，因而得到广泛应用。
图9. 直流稳压电源电路图从电路中我们可看出，此电路多加了一只三极管和几只电阻，R2与D组成BG2的基准电压，R3，Rp，R4组成了输出电压取样支路，T2b点的电位与T2e点的电位进行比较（由于DZ1的存在，所以T2e点的电位是恒定的），比较的结果有T2的集电极输出使T2c点电位产生变化从而控制T1的导通程度（此时的BG1在电路中起着一个可变电阻的作用），使输出电压稳定，Rp是一个可变阻器，调整它就可改变A点的电位（即改变取样值）由于T2e点的变化，T2c点电位也将变化，从而使输出电压也将发生变化。