数字电路课程设计报告_简易数字电容测试仪(原创)

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。

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。

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。

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。

目录一. 设计要求 (2)二. 方案选择及电路的工作原理 (2)三. 单元电路设计计算与元器件的选择 (2)四. 设计的具体实现 (3)1. 系统概述 (3)2. 单元电路设计、仿真与分析 (6)a. 单稳态触发器 (6)b. 多谐振荡器 (8)c. 计数器 (9)3．电路的安装与调试 (10)五．心得体会及建议 (11)六．附录 (12)七．参考文献 (15)简易数字式电容测试仪设计报告一. 设计要求设计和实现一个简易数字式电容测试仪――电容表。

（1）．被测电容范围：1000PF(1nF)~10uF(10000nF)；（2）．测试误差<10%；（3）．电容值至少用两位数码管显示。

二. 方案选择及电路的工作原理方案一：首先555多谐振荡电路提供单位标准脉冲(周期T0)，同时给555单稳态电路提供激励。

待测电容接入单稳态电路，由于电路输出信号周期Tw与电容的值Cx成正比，通过计算使得T0正好为Cx = 1000pF时输出周期Tw0。

然后在计数模块中，将Tw信号接入清零端，将T0接入同步信号输入端。

再在寄存器模块中，将Tw信号接入置数端，将计数器的数据接入寄存器。

最后对寄存器的数据进行译码后传入数码管。

方案二：首先取一个555多谐振荡电路提供单位标准脉冲，我们称其输出为UNIT_OUT。

再取一个作为帧率控制的单稳态触发器将UNIT_OUT信号作为输入，其输出为一个单稳态时间为1s的周期信号，称为CON_OUT。

此时我们将这两个输出取或运算后输入另一个用于测量电容的单稳态电路。

如此设置后，仅当UNIT_OUT，CON_OUT均为低电平时，才会触发此电路产生单稳态，其输出称为CX_OUT。

这时我们将UNIT_OUT接入40110计数端，用CON_OUT和UNIT_OUT来控制40110的计数使能和复位端。

这样设置就能让电路实现电路自动计数，并且支持热插拔的功能。

方案选择：方案一的电路在上电后只对电容进行一次测量。

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。

目录摘要 (1)1.绪论 (2)1.1设计的目的和意义 (2)2. 设计方案及论证 (3)2.1设计方案 (3)2.2方案论证 (5)3. 单元电路设计、参数计算 (5)3.2矩形脉冲产生模块 (6)3.3计数器模块 (7)3.4锁存—译码—显示模块 (8)4. 系统原理综述 (10)5. 芯片介绍 (11)5.1 555定时器 (11)5.2 74ls390计数器 (11)5.3 74ls273锁存器 (12)5.4 CD4511译码器 (13)6. 实物展示 (14)7.心得与体会 (16)参考文献 (17)附录一 (18)附录二 (19)摘要设计共有三大组成部分：一是方案比较，概括讲解了不同测量电路的设计思想和优缺点；二是所采取方案各单元所用器件的性能和在电路中的功能，以及仿真结果。

使用了两个555，一个用来产生单脉冲，一个是多谐振荡，能产生多谐振荡的555电路，输入到74LS160计数器，74LS160计数后，计数结果送至74LS73进行锁存，经CD4511译码后最后通过数码显示管显示出来，数码管显示的数字即为电容值。

由于单稳态触发器的输出脉宽tW与电容C成正比，把电容C转换成宽度为tW的矩形脉冲，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。

在报告中给出了原理图的仿真和实物的焊接图，实际调试的测量图也给与展示。

关键词：闸门信号标准频率脉冲1.绪论数电课程设计是作为数字电子技术基础的重要组成部分，目的是使学生进一步理解课程内容，基本掌握数字电子线路设计和调试的方法，增加模拟电路应用知识，培养学生实际动手能力以及分析、解决问题的能力。

按照本学科教学培养计划要求，在学完专业基础课电路与电子技术后，应安排课程设计教学实践项目，其目的是使学生更好地巩固和加深对专业基础知识的理解，学会设计中、小型电子线路的方法，独立完成调试过程，增强学生理论联系实际的能力，提高学生电路分析和设计能力。

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。

简易电容测量仪电容是电子线路中最常用的元器件之一，对电容值的测量一般采用利用振荡电路将电容值转换为频率值，再通过频率计数器测量，或利用PWM（脉冲宽度调制）电路将电容值转换为模拟电压值，再通过电压表测量的方法进行。

本题要求利用以上所述两种原理中的一种，设计一个简易电容测量仪。

1．实验目的理解电容的测量原理；掌握利用555集成电路设计振荡器的方法；掌握555单稳态电路的设计方法和应用；理解PWM信号的概念和意义；掌握利用PWM信号发生电路产生模拟直流电压信号的原理和方法；掌握数字电压表或数字频率计的工作原理和设计制作方法。

2．设计要求及技术指标基本部分：(1)系统采用+9V单电源供电；(2)电容测试范围：33～470nF，测量误差≤15%。

（测试时分别对33nF、47nF、100nF、220nF、330nF、470nF等6种电容进行测试）；(3)测试结果通过数字电压表（数字万用表直流电压测量档）或自制的数字频率计显示。

采用数字电压表显示时要求电压表示数数值（单位V）为电容值（单位nF）的百分之一。

例如，470nF显示为4.70V，33nF显示为0.33V或330mV；采用自制数字频率计显示时示数直接代表电容值（单位：nF）。

要求示数比较稳定，不乱跳。

(4)在电路板靠边的显著位置焊出被测电容插座和万用表测试孔，用来插被测电容和连接万用表。

电路板焊好后应在每个测试孔的相应位置做出标记。

发挥部分：(1)自制数字电压表，用以代替数字万用表显示被测电容值。

要求所显示数值直接表示被测电容的容值（单位：nF）；(2)增加电容测试范围至：1nF～10μF，可手动切换量程；(3)在发挥（2）中要求基础上增加自动量程切换功能；(4)提高测量精度，测量误差≤10%；3．设计任务(1)设计，安装、调试所设计的电路；(2)画出完整电路图，详细说明电路原理，写出设计总结报告。

4．工作原理及设计思路参考555时基电路是一种用途非常广泛的数字-模拟混合集成电路。

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。

天津职业技术师范大学汽车与交通学院《电子技术》课程设计报告同组学生姓名（学号）：杨帅（11）杨启瑞（03）陈敏（18）班级：汽电1001 班任务分工：电路设计与仿真：杨帅杨启瑞陈敏电路焊接：杨帅杨启瑞陈敏电路调试：杨帅杨启瑞陈敏设计时间：2012年12 月31日——2013 年1月9日指导教师：冯勇鑫目录课程设计任务书 (3)第一周题目：简易电容测试电路一、题目：简易电容测试电路 (4)二、方案论证选择 (4)三、原理设计（或基本原理） (4)四、方案实现与测试（或调试） (4)五、单元电路设计及说明 (5)六、总体电路图 (7)七、调试过程及测试结果 (7)八、主要原件清单 (8)九、课程设计总结 (8)十、参考文献 (8)个人总结 (9)电子技术课程设计任务书汽车与交通学院汽电1001 班学生杨帅杨启瑞陈敏课程设计课题：简易电容测试电路一、课程设计工作日自 2012 年 12月 31 日至 2013 年 1 月 9 日二、同组学生：杨帅（11）杨启瑞（03）陈敏（18）三、课程设计任务要求：（三选一，抽签）1、简易频率计能够测试10-99H Z方波信号（幅度为3-5V）的频率；要求测量值以2位8421BCD码形式输出；系统有复位键。

2、简易电容测试电路能够测0.01µF—99µF范围内的电容值，且可以换档操作。

用两个数码管作为显示元件，测试时，测试电容接至测试端自动显示出被测电容值，且响应时间不超过2秒。

3、红外线数字转速表采用红外发光二极管、光敏三极管作为速度检测、转换装置，给出测量脉冲。

两位数码管显示转速，每次测量后要有锁存和清零的功能。

设置超速和低速的指示。

四、设计报告内容要求：（每组1份）1、题目6、总体电路图2、主要技术指标7、调试过程及测试结果3、方案论证及选择8、主要元件清单4、系统组成框图9、总结5、单元电路设计及说明10、参考文献指导教师：冯勇鑫教研室主任：译码数码管显示单稳态电路多谐振荡器提供合适的基准电压设计题目：设计简易电容测试电路一、题目:简易电容测试电路要求：能够测0.01微法—99微法范围内的电容值，且可以换档操作。

《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。

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。