用AT89C2051单片机制作的数字电容表AT89C2051作为AT89C51的简化版虽然去掉了P0、P2等端口，使I/O口减少了，但是却增加了一个电压比较器，因此其功能在某些方面反而有所增强，如能用来处理模拟量、进行简单的模数转换等。本文利用这一功能设计了一个数字电容表，可测量容量小于2微法的电容器的容量，采用3位半数字显示，最大显示值为1999，读数单位统一采用毫微法（nf），量程分四档，读数分别乘以相应的倍率。
电路工作原理
本数字电容表以电容器的充电规律作为测量依据，测试原理见图1。电源电
图1
压E+经电阻R给被测电容CX充电，CX两端原电压随充电时间的增加而上升。当充电时间t等于RC时间常数τ时，CX两端电压约为电源电压的63.2%，即0.632E+。数字电容表就是以该电压作为测试基准电压，测量电容器充电达到该电压的时间，便能知道电容器的容量。例如，设电阻R的阻值为1千欧，CX两端电压上升到0.632E+所需的时间为1毫秒，那么由公式τ=RC可知CX的容量为1微法。
测量电路如图2所示。A为AT89C2051内部构造的电压比较器，AT89C2051
图2
的P1.0和P1.1口除了作I/O口外，还有一个功能是作为电压比较器的输入端，P1.0为同相输入端，P1.1为反相输入端，电压比较器的比较结果存入P3.6口对应的寄存器，P3.6口在AT89C2051外部无引脚。电压比较器的基准电压设定为0.632E+，在CX两端电压从0升到0.632E+的过程中，P3.6口输出为0，当电池电压CX两端电压一旦超过0.632E+时，P3.6口输出变为1。以P3.6口的输出电平为依据，用AT89C2051内部的定时器T0对充电时间进行计数，再将计数结果显示出来即得出测量结果。
整机电路见图3。电路由单片机电路、电容充电测量电路和数码显示电路等
图3
部分组成。
AT89C2051内部的电压比较器和电阻R2-R7等组成测量电路，其中R2-R5为量程电阻，由波段开关S1选择使用，电压比较器的基准电压由5V电源电压经R6、RP1、R7分压后得到，调节RP1可调整基准电压。当P1.2口在程序的控制下输出高电平时，电容CX即开始充电。量程电阻R2-R5每档以10倍递减，故每档显示读数以10倍递增。由于单片机内部P1.2口的上拉电阻经实测约为200K，其输出电平不能作为充电电压用，故用R5兼作其上拉电阻，由于其它三个充电电阻和R5是串联关系，因此R2、R3、R4应由标准值减去1K，分别为999K、99K、9K。由于999K和1M相对误差较小，所以R2还是取1M。
数码管DS1-DS4、电阻R8-R14等组成数码显示电路。本机采用动态扫描显示的方式，用软件对字形码译码。P3.0-P3.5、P3.7口作数码显示七段笔划字形码的输出，P1.3-P1.6口作四个数码管的动态扫描位驱动码输出。这里采用了共阴数码管，由于AT89C2051的P1.3-P1.6口有25mA的下拉电流能力，所以不用三极管就能驱动数码管。R8-R14为P3.0-P3.5、P3.7口的上拉电阻，用以驱动数码管的各字段，当P3的某一端口输出低电平时其对应的字段笔划不点亮，而当其输出高电平时，则对应的上拉电阻即能点亮相应的字段笔划。
软件设计
程序使用C语言编写，详细源程序见本刊网站。
程序由主程序、定时中断服务子程序等模块组成。定时器T0作被测电容器充电时间的计数用。定时器T1用于定时中断服务，定时时间为5ms，即5ms产生一次中断。数组BitTab[4] 用来存储位驱动码，DispTab[11] 用来存储字形码，数组DispBuf[4]的4个元素分别用来存储从定时器T0读出的数据的个、十百千位的4位数字。
程序显示每一位数码的时间为5ms，因此显示完整的4位数的周期为20ms （4次中断）。每过240ms（48次中断）刷新一下数据，即每过240ms测一下电容量，测量时间小于2ms，由于这一时间小于中断的时间5ms，因此在测量过程中不会出现中断现象。测量电容时P1.2口输出高电平，电容开始充电，与此同时定时器T0开始计数，当电容器充电达到基准电压时，P3.6口输出高电平，据此程序作出判断停止T0的计数，并读出数据送数码管显示。如果被测电容器的容量超出测试档的量程，则计数值大于或等于2000，显示结果为千位数显示1，其它三位数不显示，这和数字万用表超过量程的显示模式相同。这时可选择大一档的量程进行测试。
经仿真和电路测试，发现单片机判断P3.6口是否输出高电平要化3个机器周期，这会使显示值增加3，因此在程序中对此误差进行了修正，对计数值减去了3。
字形码的输出用了P3口的P3.0-P3.5、P3.7，P3.6为空，P3口输出的数据
为共阴型，所以相应的输出位为1时笔段亮。
安装与调试
印刷电路板图见图4，制作双面板有困难时也可用万能印刷电路板制作。IC1
图4
用AT89C2051单片机集成电路，X1用12MHz的石英晶体，S1选用1×4的波段开关，DS1-DS4选用共阴LED数码管。其余元器件的参数见图3。
安装前先将C语言源程序用KEIL 51编译成目标文件即HEX文件，再用编程器将HEX文件写入AT89C2051芯片。C语言源程序和HEX文件可以到《电子世界》网站https://www.doczj.com/doc/814993126.html,下载。
安装后的调试工作主要是通过对RP1的调节来调整基准电压，最好是通过对一个精度比较高的电容器的测量进行调节，而不是直接测量基准电压。具体方法是选一个经确认容量比较准确的电容器，如一只15nf的电容器，将S1置于20nf 档，调节RP1使测量显示值为1500。选择的电容器容量至少要大于相应量程的一半，最好是接近满量程，这样才能使调节比较准确。该档调试好后其它各档也就相应的调好了，如果发现某档精度有问题可改变其相应的充电电阻阻值进行调整。
在使用过程中，当S1置于2nf档时，在没有放入测试电容器时有10pf左右的显示值为正常现象，因为这是电压比较器的输入电容和电路的分布电容，只要在测量读数时减去这一数值即可。因此在调试时也不要选择该档，以免分布电容影响调试的准确性。
简易数字微电容表的设计 【摘要】本文利用AT89C2051单片机设计一款可用于测量2uF以内微电容的数字电容表，系统采用3位半数字显示，最大显示值为1999，读数单位统一采用nf，量程分四档，读数分别乘以相应的倍率。 【关键词】AT89C2051；微电容；数字电容表 0 引言 在电子产品的生产和维修中，电容测量这一环节至关重要，一个好的电子产品应具备一定规格年限的使用寿命。因此在生产这一环节中，对其产品的检测至关重要，而电容在基本的电子产品的集成电路部分有着其不可替代的作用。同样，在维修人员在对电子产品的维修中，电路的检测是最基本的，有时需要检测电路中各个部件是否工作正常，电容器是否工作正常。因此，设计可靠、安全、便捷的电容测试仪具有极大的现实必要性。 1 基本工作原理 本文旨在利用单片机测量微电容，实现方案可有很多种，比如单片机结合555定时芯片，单片机结合电压比较器、利用专用电容测量芯片等方案。由于AT89C2051单片机内部含有一个电压比较器，可以实现简单的模数转换，因此本文采用第二种方案。 1.1 电容测量原理 本数字电容表以电容器的充电规律作为测量依据，测试原理见图1。 1.2 测量电路 1.3 整体电路z 电路由单片机电路、电容充电测量电路和数码显示电路等部分组成。AT89C2051内部的电压比较器和电阻R2-R7等组成测量电路，其中R2-R5为量程电阻，由波段开关S1选择使用，电压比较器的基准电压由5V电源电压经R6、RP1、R7分压后得到，调节RP1可调整基准电压。当P1.2口在程序的控制下输出高电平时，电容CX即开始充电。量程电阻R2-R5每档以10倍递减，故每档显示读数以10倍递增。由于单片机内部P1.2口的上拉电阻经实测约为200K，其输出电平不能作为充电电压用，故用R5兼作其上拉电阻，由于其它三个充电电阻和R5是串联关系，因此R2、R3、R4应由标准值减去1K，分别为999K、99K、9K。由于999K和1M相对误差较小，所以R2还是取1M。 数码管DS1-DS4、电阻R8-R14等组成数码显示电路。本机采用动态扫描显
自制电容表(转) 2008年03月17日星期一 09:27 自制电容表 很多贴片电容都没有标明电容值，而我又舍不得扔了它们；自己做电路玩时，经常看到一些废电路板上有很多贴片电容，可以拆下来用，但是却看不到容量，很郁闷。所以我决定做一个电容表来测试它们的容量。 我用单片机8952和电压比较器339做了一个简单的电容容量测量表，参数大 致如下： 电容测量范围为1pF-9999.99uF，最小分辨力为1pF。分为5个量程，可以自 动切换量程，也可手动切换。 另外，有简单的频率计功能，能测量0-60MHz的数字信号频率（TTL电平）；还可以产生几个单点频率的方波信号（比如1KHz）。 采用1602LCD作为显示器；4个按键控制；使用24C01保存当前设置值，不用 每次开机重新设置。可单5V供电，也可9V交流供电。 电容测试原理简介：根据电容的充电公式，可以计算出电容在充电到 1/nVcc(其中n>1，Vcc为充电电源电压)电压时充电时间跟电容的容量和电阻成正比，跟充电电源电压无关。(通过一个微分方程即可求得，具体的计算步骤这里省略，一般的电路教材上都有讲解)。 工作过程如下：首先，通过单片机选通放电三极管Q9，将电容上的电放掉，放电完毕之后，选通Q1-Q5中的一个三极管，经过一定的电阻，对电容进行充电；同时，打开单片机的计数器0，开始计数。然后单片机等待外部中断0的发生。当 电容充电达到参考电压值时，比较器翻转，发出充电完成信号到中断0端口，单片机响应中断，停止计数器0，并关闭充电电路，接通放电电路。接着读出计数器0的值，进行计算，适当的调整后，输出到LCD上显示。然后又开始一次新的测试，如此循环。 本电路通过一个电压比较器(LM339)来检测电容充电的终止。由电阻R31，R32及RW1构成一个分压器，产生一个基准电压。当电容两端电压超过比较电压时， 比较器翻转，产生一个低电平到单片机的中断0(INT0)引脚，通知单片机电容充电 完成。 RW1是精密可调电阻，用来调整电压比较器的参考电压。调整RW1，使P点
电容器 电容器通常简称其为电容，用字母C表示。电容是电子设备中大量使用的电子元件之一，广泛应用于隔直，耦合，旁路，滤波，调谐回路，能量转换，控制电路等方面。定义2：电容器，任何两个彼此绝缘且相隔很近的导体（包括导线）间都构成一个电容器。 相关公式 电容器的电势能计算公式：E=CU^2/2=QU/2 多电容器并联计算公式：C=C1+C2+C3+…+Cn 多电容器串联计算公式：1/C=1/C1+1/C2+…+1/Cn 三电容器串联 C=(C1*C2*C3)/(C1*C2+C2*C3+C1*C3) 标称电容量和允许偏差 标称电容量是标志在电容器上的电容量。在国际单位制里，电容的单位是法拉，简称法，符号是F,常用的电容单位有毫法(mF)、微法(μF)、纳法(nF)和皮法(pF)(皮法又称微微法)等，换算关系是：1法拉(F)= 1000毫法(mF)＝1000000微法(μF) 1微法(μF)= 1000纳法(nF)= 1000000皮法(pF)。 容量大的电容其容量值在电容上直接标明，如10 μF/16V 容量小的电容其容量值在电容上用字母表示或数字表示 字母表示法：1m=1000 μF 1P2= 1n=1000PF 数字表示法：三位数字的表示法也称电容量的数码表示法。三位数字的前两位数字为标称容量的有效数宇，第三位数宇表示有效数字后面零的个数，它们的单位都是pF。如：102表示标称容量为1000pF。 221表示标称容量为220pF。 224表示标称容量为22x10(4)pF。 在这种表示法中有一个特殊情况，就是当第三位数字用"9"表示时，是用有效数宇乘上10的-1次方来表示容量大小。如:229表示标称容量为22x(10-1)pF=。 允许误差±1% ±2% ±5% ±10% ±15% ±20% 如：一瓷片电容为104J表示容量为μF、误差为±5%。 电容器实际电容量与标称电容量的偏差称误差，在允许的偏差范围称精度。常用的电容器其精度等级和电阻器的表示方法相同。用字母表示：D——005级——±%；F——01级——±1%；G——02级——±2%；J——I 级——±5%；K——II级——±10%；M——III级——±20%。 精度等级与允许误差对应关系：00（01）-±1%、0（02）-±2%、Ⅰ-±5%、Ⅱ-±10%、Ⅲ-±20%、Ⅳ-（+20%-10%）、Ⅴ-（+50%-20%）、Ⅵ-（+50%-30%） 一般电容器常用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级，电解电容器用Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级，根据用途选取。 注：用表中数值再乘以10n来表示电容器标称电容量，n为正或负整数。 主要参数的意义：标称容量以及允许偏差：目前我国采用的固定式标称容量系列是：E24，E12,E6系列。他们分别使用的允许偏差是+-5% +-10% +-20%。 额定电压：在最低环境温度和额定环境温度下可连续加在电容器的最高直流电压有效值，一般直接标注在电容器外壳上，如果工作电压超过电容器的耐压，电容器击穿，造成不可修复的永久损坏。常见的电容额定电压与耐压测试仪测量值的关系（ 600V的耐压测试仪测量电压为760V以上550V的耐压测试仪测量电压为715V以上； 500V的耐压测试仪测量电压为650V以上； 450V的耐压测试仪测量电压为585V以上； 400V的耐压测试仪测量电压为520V以上； 250V的耐压测试仪测量电压为325V以上； 200V的耐压测试仪测量电压为260V以上；
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。 数字电子课程设计是电子计数综合应用的实践环节，同时也是增强学生实践与动手能力，这也是教学环节的实践部分之一。本文设计的简易数字式电容测试仪，既融合了电子技术的基础知识，又与生产实际结合紧密，能够满足实验教学需要和科研开发应用的需要，同时，电路简洁，条理清晰，便于沟通和交流学习，具有较强的通用性和实用性。 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
数字万用表的基础知识 数字万用表亦称数字多用表DMM（digital multimeter） 一、数字万用表的特点 1、数字万用表采用数字化测量技术，将被测电量均转换成电压信号，并以数 字形式显示。 2、准确度高 3、测量范围宽 4、测量速度快2～5次／秒 5、微功耗 6、集成度高，体积小，重量轻，可靠性好 7、测量种类多，功能齐全，操作简便 二．技术特性 1．测量范围 ⑴交、直流电压（交流频率为45Hz～500Hz）；量程分别为200mV、2V、20V、200V和1000五档，直流精度为±（读数的％＋2个字）以下，交流精度为±（读数的1％＋5个字）；输入阻抗，直流档为10MΩ，交流档为10MΩ、100PF。 ⑵交、直流电流量程分别为200μA、2mA、200mA和10A五档，直流精度为±（读数的％＋2个字），交流精度为±（读数的％＋5个字），最大电压负荷为250mV（交流有效值）。 ⑶电阻：量程分别为：200Ω、2kΩ、200kΩ、2MΩ和20MΩ档。精度为±（读数的％＋3个字）。
⑷二极管导通电压：量程为 0～，测试电流为1mA ±mA 。 ⑸三极管β值检测：测试条件为：V CE ＝，I B ＝10μA 。 ⑹短路检测：测试电路电阻＜ 20Ω±10Ω 2．采样时间：T S ＝。 三．使用方法 1．准备 2．按下电源开关，观察液晶显示是否正常，有否电池缺电标志出现，若有则要先更换电池。 3．使用 （1）交、直流电流的测量：根据测量电流的大小选择适当的电流测量量程和红表笔的插入孔，测量直流时，红表笔接触电压高一端，黑表笔接触电压低的一端，正向电流从红表笔流入万用表，再从黑表笔流出，当要测量的电流大小不清楚的时候，先用最大的量程来测量，然后再逐渐减小量程来精确测量。 （2）交、直流电压的测量：红表笔插入“V/Ω”插孔中，根据电压的大小选择适当的电压测量量程，黑表笔接触电路“地”端，红表笔接触电路中待测点。特别要注意，数字万用表测量交流电压的频率很低（45～500Hz ），中高频率信号的电压幅度应采用交流毫伏表来测量。1 23456789
目录 摘要 2 关键词2 1 概述 3 1.1设计意义 3 1.2系统主要功能 3 2 硬件电路设计方案及描述3 2.1 设计方案 3 2.2 主要元器件的介绍 4 2. 3控制电路模块13 2.4 元件清单16 3数字式电流表的软件设计16 3.1系统程序设计总方案 16 3.2系统子程序设计 17 4数字式电流表的调试19 4.1软件调试 19 4.2显示结果及误差分析 20 5总结22附录1.电路原理图及仿真图23附录2. 程序代码24参考文献 26
基于单片机的简易数字电流表设计 摘要 数字电流表的诞生打破了传统电子测量仪器的模式和格局。它显示清晰直观、读数准确，采用了先进的数显技术，大大地减少了因人为因素所造成的测量误差事件。数字电流表是建立在数字电压表的基础上，让电压表与电阻串联，其显示的是电流，数字电压表是把连续的模拟量（直流输入电压）转换成不连续、离散的数字形式，并加以显示的仪表。数字电流表把电子技术、计算技术、自动化技术的成果与精密电测量技术密切的结合在一起，成为仪器、仪表领域中独立而完整的一个分支，数字电流表标志着电子仪器领域的一场革命，也开创了现代电子测量技术的先河。本设计采用了以单片机为开发平台，控制系采用AT89C52单片机，A/D转换采用ADC0809。系统除能确保实现要求的功能外，还可以方便进行8路其它A/D转换量的测量、远程测量结果传送等扩展功能。简易数字电流测量电路由A/D转换、数据处理、显示控制等组成。 关键词：单片机 AT89C51 A/D转换ADC0809数据处理
1 .概述 1.1设计意义 通过课程设计，掌握电子设计的一般步骤和方法，锻炼分析问题解决问题的能力，学会如何查找所需资料，同时复习以前所学知识并加深记忆，为毕业设计打好基础，也为以后工作作准备。通过对选题的分析设计，学习数字电流表的工作原理、组成和特性；掌握数字电流表的校准方法和使用方法； 1.2系统主要功能 A、利用AD转换芯片和精密电阻测量0~20mA电流 B、系统工作符合一般数字电流表要求 2 硬件电路设计方案及描述 2.1 数字式电流表系统硬件设计 硬件电路设计主要包括：AT89S51单片机系统，A/D转换电路，显示电路。测量最大电流为20ma，显示最大值为20.00ma。本实验采用AT89S51单片机芯片配合ADC0809模/数转换芯片构成一个简易的数字电流表。 硬件电路设计由6个部分组成; A/D转换电路，AT89C51单片机系统，LED显示系统、时钟电路、复位电路以及测量电流输入电路。硬件电路设计框图如图2.1所示。 2.1数字式电流表系统硬件设计框图
数字电容表设计 学生：XX 指导教师：XX 内容摘要：新时代,科学技术不断的腾飞中。电子仪器数不胜数,层层不出，同时，各种电子产品也不断更新完善。给人类带来了无穷的利益。大电容测量仪亦也是如此,品种种类繁多,功能强大完善.而以下所设计的是一种精度比较高，操作非常简便的电容测量仪。并且此电容表设计是基于单稳态触发器的输出脉宽tw与电容C成正比，是把电容C转换变成宽度为tw的矩形脉冲，接着将其作为闸门信号控制计数器计标准频率脉冲的个数，最后送锁存--译码--显示系统就可以得到电容量的数据 关键词：大电容测量仪电容表矩形脉冲
digital capacitance table design Abstract:The new age, the rapid development of science and technology continuously. Counting the electronic instrument, layer upon layer out, at the same time, various kinds of electronic products is also constantly updated perfect. Brought infinite interests. Large capacitance measuring instrument is also is such, breed varieties, powerful perfect. And the design is a kind of precision is higher, the operation is very simple capacitance measuring instrument. And the capacitance table design is based on a single state trigger the output pulse width tw and capacitance c is proportional to the capacitance C conversion is become the rectangular pulse width for tw, then as a gate signal control counter plan the number of standard frequency pulse, eventually give latch-decoding-show that the system can get electric capacity data Keywords: large capacitance measuring instrument capacitance table rectangular pulse .
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电路 CAD 课程设计
题 目: 三位数字显示电容测试表
学生姓名 专业 学号 班级 指导教师 成绩
工程技术学院
2016 年 1 月
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目录
一、电路结构与功能分析.................................. 1 1、 电路结构 ......................................... 1 2、 功能分析 ......................................... 1 3、 电路实用性 ....................................... 2
二、 电路原理图设计 ..................................... 2 1、 设计说明 ......................................... 2 2、 原理图............................................ 3
三、 网表文件 ........................................... 3 四、 PCB（单面板）设计 .................................. 6
1、 设计流程 ......................................... 6 2、 设计规则 ......................................... 6 3、 Bottom Layer 版图 ................................. 8 4、 Top OverLay 版图 .................................. 8 5、 3D 效果图 ......................................... 9
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： 测量对象 LCD显示 电阻/电容/电感 简易的数字电阻、电容和电感测量仪 自制电源 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。在设计前本文对各种方案进行了比较：
数字万用表使用说明 一、准备说明 1、使用仪表时，用户必须遵守标准的安全规则： 通用的防电击保护 防止误用仪表 2、接收仪表后，检查是否在运输中损坏。 3、在粗劣的条件下保存、装运后，检查并确认仪表是否损坏。 4、表笔必须在处于好的状态，在使用之前，检查表笔的绝缘是否损 坏，导线的金属丝是否裸露。 5、使用随表提供的表笔能保证安全，如果需要，必须用同样或相同 规格的表笔取代。 二、使用注意事项 1、不要超过各量程的保护范围指示值进行测量。 2、在仪表连接测量电路的时候，不要接触表笔顶端。 3、当预先不知道被测值大小时，应将转换开关置于最高档。 4、若测量端与大地之间的电压超过500V时，不要测量电压。 5、在测量时，若被测电压高于60V DC 或30V AC（有效值）时，应 注意保持手指头始终在表笔的挡手板之后。 6、在旋转转换开关改变测量功能之前，应将表笔从被测电路移开。 7、在电流、电阻、二极管量程不要将仪表连接电压源。 8、在测量电视机的开关电源电路时，测试点的高电压脉冲可能损坏
仪表。 9、不要带电测量电阻。 10、在电容器完全放电前，请不要测量电容。 11、如果注意到仪表有任何异常或故障，应停止使用。 12、除非仪表底壳及电池盖在原位完全紧固，否则不应使用仪表。 13、不要在阳光直射、高温、高潮湿的情况下储存或使用仪表。 三、国际电气符号 直流 ~交流 直流或交流 重要的安全信息 可能存在危险的电压 大地 双重绝缘保护（II类） 保险丝 电池 符合欧盟相关指令 中国制造计量器具许可证 四、符号说明 符号功能
V～交流电压测量 V直流电压测量 A～交流电流测量 A直流电流测量 Ω电阻测量 Hz频率测量 hFE晶体管测量 F电容测量 ℃温度测量 二极管测量 通断测量 五、操作指导 1、交流/直流电压测量 1)连接黑色表笔到COM端子，红色表笔到VΩ端子。 2)设置功能开关到V~或者V量程，并将表笔线并接到所测负载的两 端。 3)读取显示器的读数，当测量直流电压时，红色表笔的极性，也将 同时显示在显示器上。
建筑工程学院 课程设计报告 课程名称：电子技术综合课程设计 题目名称: 3位半数字万用表设计 学院：电气工程学院 专业：电子信息工程 班级：电子132 学号：2013315202 学生：天明 指导教师：建新 职称：高级实验师 成绩: 2015年7 月12日
一、摘要 万用表结构简单、便于携带、使用方便、用途多样、量程围广。它是维修电子设备和调试电路的重要工具，是电子工程技术人员最常用的一种测量仪表。设计目的是培养独立思考和创新意识，以及动手调试组装能力和分析解决问题的能力。通过对mc14433的设计，检验对基础知识的掌握程度。 二、关键字 1、三位半A／D转换器MC14433 在数字仪表中，MC14433电路是一个低功耗三位半双积分式A、D转换器。和其它典型的双积分A/D转换器类似，MC14433A／D转换器由积分器、比较器、计数器和控制电路组成。如果必要设计应用者可参考相关参考书。使用MC14433时只要外接两个电阻(分别是片RC 振荡器外接电阻和积分电阻RI)和两个电容(分别是积分电容CI和自动调零补偿电容C0)就能执行三位半的A／D转换。 MC14433部模拟电路实现了如下功能：（1）提高A／D 转换器的输入阻抗，使输入阻抗可达l00M僖陨希唬?2）和外接的RI、CI构成一个积分放大器，完成V ／T 转换即电压-时间的转换；（3）构造了电压比较器，完成“0”电平检出，将输入电压与零电压进行比较，根据两者的差值决定极性输出是“1”还是“0”。比较器的输出 用作部数字控制电路的一个判别信号；（4）与外接电容器C0构成自动调零电路。
图1 MC14433原理框图 除“模拟电路”以外，MC14433 部含有四位十进制计数器，对反积分时间进行3位半BCD码计数(0～1999)，并锁存于三位半十进制代码数据寄存器，在控制逻辑和实时取数信号(DU)作用下，实现A／D转换结果的锁定和存储。借助于多路选择开关，从高位到低位逐位输出BCD码Q0～Q3，并输出相应位的多路选通脉冲标志信号DS1～DS4实现三位半数码的扫描方式（多路调制方式）输出。 MC14433部的控制逻辑是A／D 转换的指挥中心，它统一控制各部分电路的工作。根据比较器的输出极性接通电子模拟开关，完成A／D转换各个阶段的开关转换，产生定时转换信号以及过量程等功能标志信号。在对基准电压VREF 进行积分时，控制逻辑令4位计数器开始计数，完成A／D 转换。 MC14433部具有时钟发生器，它通过外接电阻构成的反馈，井利用部电容形成振荡，产生节拍时钟脉冲，使电路统一动作，这是一种施密特触发式正反馈RC 多谐振荡器，一般外接电阻为360k偈保竦雌德饰?100kHz；当外接电阻为470k偈保竦雌德试蛭?66kHz，当外接电阻为750k偈保竦雌德饰?50kHz。若采用外时钟频率。则不要外接电阻，时钟频率信号从CPI(10脚)端输入，时钟脉冲
DT9205A数字万用表 使用方法的详细介绍 (1)将ON/OFF开关置于ON位置，检查9V电池，如果电池电压不足,将显示在显示器上，这时则需更换电池。如果显示器没有显示，则按以下步骤操作。 (2)测试笔插孔旁边的符号，表示输入电压或电流不应超过指示值，这是为了保护内部线路免受损伤。 (3)测试之前。功能开关应置于你所需要的量程。 1-1直流电压测量 1.将黑表笔插入COM插孔，红表笔插入V/?插孔。 2.将功能开关置于直流电压档V-量程范围，并将测试表笔连接到待测电源(测开路电压)或负载上(测负载电压降)，红表笔所接端的极性将同时显示于显示器上。 注意： 1.如果不知被测电压范围.将功能开关置于最大量程并逐渐下降. 2.如果显示器只显示“1”,表示过量程,功能开关应置于更高量程. 3.“”表示不要测量高于1000V的电压,显示更高的电压值是可能的,但有损坏内部线路的危险. 4.当测量高电压时,要格外注意避免触电. 1-2交流电压测量 1.将黑表笔插入COM插孔,红表笔插入V/?插孔。 2.将功能开关置于交流电压档V~量程范围,并将测试笔连接到待测电源或负载上.测试连接图同上. 测量交流电压时,没有极性显示. 注意: 1.参看直流电压注意1. 2.4. 2.“”表示不要输入高于700Vrms的电压,显示更高的电压值是可能的,但有损坏内部线路的危险. 1-3直流电流测量 1.将黑表笔插入COM插孔,当测量最大值为200mA的电流时,红表笔插入mA插孔，当测量最大值为20A的电流时，红表笔插入20A插孔。 2.将功能开关置于直流电流档A-量程,并将测试表笔串联接入到待测负载上,电流值显示的同时,将显示红表笔的极性. 注意: 1.如果使用前不知道被测电流范围,将功能开关置于最大量程并逐渐下降. 2.如果显示器只显示“1”,表示过量程,功能开关应置于更高量程. 3.表示最大输入电流为200mA,过量的电流将烧坏保险丝,应再更换,20A量程无保险丝保护,测量时不能超过15秒. 1-4交流电流的测量 1.将黑表笔插入COM插孔,当测量最大值为200mA的电流时,红表笔插入mA插孔,当测量最大值为20A的电流时,红表笔插入20A插孔. 2.将功能开关置于交流电流档A~量程,并将测试表笔串联接入到待测电路中.
四、 设计原理及电路图 （1）数字电压表原理框图如下： 方案的原理框图如图b 所示； 图b 鉴于选用方案一，由数字电压表原理框图可知,数字电压表由五个模块构成,分别是基准电压模块, 3 1/2位A/D 电路模块,字形译码驱动电路模块,显示电路模块,字位驱动电路模块. 各个模块设计如下: 量程转换模块 采用多量程选择的分压电阻网络，可设计四个分压电阻大小分别为900K Ω，90K Ω，9K Ω和1K Ω。用无触点模拟开关实现量程的切换。 基准电压模块
这个模块由MC1403和电位器构成, 提供精密电压，供A/D 转换器作参考电压. 3 1/2位A/D电路模块 直流数字电压表的核心器件是一个间接型A / D转换器，这个模块由MC14433和积分元件构成,将输入的模拟信号转换成数字信号。字形译码驱动电路模块
这个模块由MC4511构成 ,将二—十进制(BCD)码转换成七段信号。 显示电路模块 这个模块由LG5641AH构成,将译码器输出的七段信号进行数字显示，读出A/D 转换结果。 （2）实验芯片简介： 数字显示电压表将被测模拟量转换为数字量，并进行实时数字显示。该系统（如图1 所示）可采用MC14433—三位半A/D 转换器、MC1413七路达林顿驱动器阵列、CD4511 BCD到七段锁存-译码-驱动器、能隙基准电源MC1403和共阴极LED发光数码管组成。本系统是
三位半数字电压表,三位半是指十进制数0000～1999。所谓3位是指个位、十位、百位，其数字范围均为0～9，而所谓半位是指千位数，它不能从0变化到9，而只能由0变到l，即二值状态，所以称为半位。 各部分的功能如下： 三位半A/D转换器(MC14433)：将输入的模拟信号转换成数字信号。基准电源(MC1403)：提供精密电压，供A/D 转换器作参考电压。 译码器(MC4511)：将二—十进制(BCD)码转换成七段信号。 驱动器(MC1413)：驱动显示器的a，b，c，d，e，f，g七个发光段，驱动发光数码管(LED)进行显示。 显示器：将译码器输出的七段信号进行数字显示，读出A/D转换结果。工作过程如下： 三位半数字电压表通过位选信号DS1～DS4进行动态扫描显示，由于MC14433电路的A/D转换结果是采用BCD码多路调制方法输出，只要配上一块译码器，就可以将转换结果以数字方式实现四位数字的LED 发光数码管动态扫描显示。DS1～DS4输出多路调制选通脉冲信号。DS 选通脉冲为高电平时表示对应的数位被选通，此时该位数据在Q0～Q3端输出。每个DS选通脉冲高电平宽度为18个时钟脉冲周期，两个相邻选通脉冲之间间隔2个时钟脉冲周期。DS和EOC的时序关系是在EOC 脉冲结束后，紧接着是DS1输出正脉冲。以下依次为DS2，DS3和DS4。其中DS1对应最高位(MSD)，DS4则对应最低位(LSD)。在对应DS2，DS3和DS4选通期间，Q0～Q3输出BCD全位数据，即以8421码方
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。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“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应用，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 与电容C成正比，把电容C转换成宽度为t W的矩 W 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与说明 (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、各单元电路的设计与分析 (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)
用数字万用表的欧姆档， 测电容：用电阻档，根据电容容量选择适当的量程，并注意测量时对于电解电容黑表笔要接电容正极。①、估测微波法级电容容量的大小：可凭经验或参照相同容量的标准电容，根据指针摆动的最大幅度来判定。所参照的电容不必耐压值也一样，只要容量相同即可，例如估测一个100μF/250V的电容可用一个100μF/25V的电容来参照，只要它们指针摆动最大幅度一样，即可断定容量一样。②、估测皮法级电容容量大小：要用R×10kΩ档，但只能测到1000pF以上的电容。对1000pF或稍大一点的电容，只要表针稍有摆动，即可认为容量够了。 ③、测电容是否漏电：对一千微法以上的电容，可先用R×10Ω档将其快速充电，并初步估测电容容量，然后改到R×1kΩ档继续测一会儿，这时指针不应回返，而应停在或十分接近∞处，否则就是有漏电现象。对一些几十微法以下的定时或振荡电容（比如彩电开关电源的振荡电容），对其漏电特性要求非常高，只要稍有漏电就不能用，这时可在R×1kΩ档充完电后再改用R×10kΩ档继续测量，同样表针应停在∞处而不应回返。 首先将万用表打到测试二极管端（蜂鸣端），用万用表的红表笔接触三极管的其中一个管脚，而用万用表另外的那支表笔去测试其余的管脚，直到测试出如下结果： 1、如果三极管的黑表笔接其中一个管脚，而用红表笔测其它两个管脚都导通有电压显示，那么此三极管为PNP三极管，且黑表笔所接的脚为三极管的基极B，用上述方法测试时其中万用表的红表笔接其中一个脚的电压稍高，那么此脚为三极管的发射极E，剩下的电压偏低的那个管脚为集电极C。 2、如果三极管的红表笔接其中一个管脚，而用黑表笔测其它两个管脚都导通有电压显示，那么此三极管为NPN三极管，且红表笔所接的脚为三极管的基极B，用上述方法测试时其中万用表的黑表笔接其中一个脚的电压稍高，那么此脚为三极管的发射极E，剩下的电压偏低的那个管脚为集电极C。
河北建筑工程学院 课程设计报告 课程名称：电子技术综合课程设计 题目名称: 3位半数字万用表设计 学院：电气工程学院 专业：电子信息工程 班级：电子 132 学号： 2013315202 学生姓名：李天明 指导教师：魏建新 职称：高级实验师 成绩: 2015年7 月 12日
一、摘要 万用表结构简单、便于携带、使用方便、用途多样、量程范围广。它是维修电子设备和调试电路的重要工具，是电子工程技术人员最常用的一种测量仪表。设计目的是培养独立思考和创新意识，以及动手调试组装能力和分析解决问题的能力。通过对mc14433的设计，检验对基础知识的掌握程度。 二、关键字 1、三位半A／D转换器MC14433 在数字仪表中，MC14433电路是一个低功耗三位半双积分式A、D转换器。和其它典型的双积分A/D转换器类似，MC14433A／D转换器由积分器、比较器、计数器和控制电路组成。如果必要设计应用者可参考相关参考书。使用MC14433时只要外接两个电阻(分别是片内RC 振荡器外接电阻和积分电阻RI)和两个电容(分别是积分电容CI和自动调零补偿电容C0)就能执行三位半的A／D转换。 MC14433内部模拟电路实现了如下功能：（1）提高A／D 转换器的输入阻抗，使输入阻抗可达l00M僖陨希唬?2）和外接的RI、CI构成一个积分放大器，完成V ／T 转换即电压-时间的转换；（3）构造了电压比较器，完成“0”电平检出，将输入电压与零电压进行比较，根据两者的差值决定极性输出是“1”还是“0”。比较器的输出 用作内部数字控制电路的一个判别信号；（4）与外接电容器C0构成自动调零电路。 图 1 MC14433原理框图
数字万用表的使用方法 现在，数字式测量仪表已成为主流，有取代模拟式仪表的趋势。与模拟式仪表相比，数字式仪表灵敏度高，准确度高，显示清晰，过载能力强，便于携带，使用更简单。下面以VC9802型数字万用表为例，简单介绍其使用方法和注意事项。 (1)使用方法 a使用前，应认真阅读有关的使用说明书，熟悉电源开关、量程开关、插孔、特殊插口的作用. b将电源开关置于ON位置。 c交直流电压的测量：根据需要将量程开关拨至DCV（直流）或ACV（交流）的合适量程，红表笔插入V／Ω孔，黑表笔插入COM孔，并将表笔与被测线路并联，读数即显示。 d交直流电流的测量：将量程开关拨至DCA（直流）或ACA（交流）的合适量程，红表笔插入mA孔（＜200mA时）或10A孔（＞200mA时）,黑表笔插入COM孔，并将万用表串联在被测电路中即可。测量直流量时，数字万用表能自动显示极性。 e电阻的测量：将量程开关拨至Ω的合适量程，红表笔插入V／Ω孔，黑表笔插入COM孔。如果被测电阻值超出所选择量程的最大值，万用表将显示“1”，这时应选择更高的量程。测量电阻时，红表笔为正极，黑表笔为负极，这与指针式万用表正好相反。因此，测量晶体管、电解电容器等有极性的元器件时，必须注意表笔的极性。 (2).使用注意事项 a如果无法预先估计被测电压或电流的大小，则应先拨至最高量程挡测量一次，再视情况逐渐把量程减小到合适位置。测量完毕，应将量程开关拨到最高电压挡，并关闭电源。 b满量程时，仪表仅在最高位显示数字“1”，其它位均消失，这时应选择更高的量程。 c测量电压时，应将数字万用表与被测电路并联。测电流时应与被测电路串联，测直流量时不必考虑正、负极性。 d当误用交流电压挡去测量直流电压，或者误用直流电压挡去测量交流电压时，显示屏将显示“000”，或低位上的数字出现跳动。 e禁止在测量高电压（220V以上）或大电流（0.5A以上）时换量程，以防止产生电弧，烧毁开关触点。 f当显示“ ”、“BATT”或“LOW BAT” 时，表示电池电压低于工作电压。 一、指针表和数字表的选用： 1、指针表读取精度较差，但指针摆动的过程比较直观，其摆动速度幅度有时也能比较客观地反映了被测量的大小（比如测电视机数据总线（SDL）在传送数据时的轻微抖动）；数字表读数直观，但数字变化的过程看起来很杂乱，不太容易观看。 2、指针表内一般有两块电池，一块低电压的1.5V，一块是高电压的9V或15V，其黑表笔相对红表笔来说是正端。数字表则常用一块6V或9V的电池。在电阻档，指针表的表笔输出电流相对数字表来说要大很多，用R×1Ω档可以使扬声器发出响亮的“哒”声，用R×10kΩ档甚至可以点亮发光二极管（LED）。 3、在电压档，指针表内阻相对数字表来说比较小，测量精度相比较差。某些高电压微电流的场合甚至无法测准，因为其内阻会对被测电路造成影响（比如在测电视机显像管的加速级电压时测量值会比实际值低很多）。数字表电压档的内阻很大，至少在兆欧级，对被测电路
数字电容表使用方法 一、数字电容表简介 数字电容表是一种多功能电子测量仪器，其主要功能就是测量电子元器件的电感、电容、电阻、阻抗，还可测量耗散因子、质量因子、相位角度等。并且可以更改测试频率，选择并行、串行电路模式，是电气领域的主要测量仪表之一。如图1所示的数字电容表为安捷伦U1731C。如图1 图1 二、显示屏标志说明 ：等效串行电阻指示器；
：数据保持指示符；：主显示屏的测量单位； ：并联模式指示符；：串联模式指示符； ：阻抗测量指示符； ：电感测量指示符；：电容测量指示符；：电阻测量指示符； ：耗散因子指示符；：质量因子指示符；：阻抗相位角度指示符； ：最大度数；：最小度数； ：平均度数显示在主显示屏上；：相对（空）指示符； ：自动量程指示符；：限值模式指示符； ：读取上限值；：读取下限值。 三、仪表盘功能键介绍 注：功能1按键时间大于一秒，功能2按键时间小于一秒
图2 四、数字电容表的使用注意事项及危险点 （一）使用注意事项 1.请勿使用已损坏的仪表。使用此仪表之前，请先检查仪表外 打开或关闭仪表。 1.在耗散因子(D)质量因子(Q)或相位角度(θ)测量之间切换。 2.启用或禁用限值比较模式。 1.设置空/相对模式。 2.对于选定量程和测试频率，进入开路/短路校准式, 按照屏幕上的提示操作并按Null 键开始校准过程 1.按键小于1秒保留、释放显示屏上的当前读数。 2.按键大于1秒启动或停止静态记 录模式。 1.禁用自动量程并设置手动量程。 2.启用自动量程。 :1.在阻抗 (Z)、电感 (L)、电容 (C) 和电阻 (R) 测量之间切换。 2.在并行和串行电路模式之间切换。 1.启动停止自动识别模式 。 2.启用停止ESR （等效串行电阻）模式。 1.选择测试频率，再次按Freq 键可在各种测试频率(100Hz 到100kHz)之间循环。 1.设置容差模式。将适当的组件连接插入输入端子插 座并按Tol%键，将副显示屏上的值设置为标准参照值； 2.打开背光灯持续15秒（默认）或关闭聚光灯。 正端子组件插 负端子组件插 防护端子组件