电阻、电容综合参数测试仪.doc

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1、电子技术课程设计论文学校名称：青岛大学学院名称：自动化工程学院专业班级：电气3班学号：200740600204姓名：王少真2009年9月26日一、设计和实验题目电阻、电容综合参数测试仪二、内容摘要根据数字电子、模拟电子电路的设计、安装和调试方法，设计波形发生电路，数据选择电路，计数锁存电路，驱动译码显示电路四个单元模块。其中以555定时器与RC相连构成多谐振荡器，产生三种不同频率的波形；以74LS90构成十进制计加法数器，用于计数脉冲的个数；以74LS194构成四位锁存器，通过锁存将计数值送至数码管显示；用CD4511构成数码管驱

2、动译码电路，以驱动数码管显示；另外单刀双掷开关实现数据选择和译码显示功能，用手动控制。根据各个不同功能的模块设计单元电路，在然后单元电路的基础上设计测量电阻、电容综合参数的测试仪，最后在计算机上用multisim模拟仿真，优化设计方案，再进行组装调试，测试相关性能指标，从而测出电阻电容的值。三、设计任务及要求（1）设计一个能在一定范围内能测量电阻、电容参数的电路；（2）用数码管实时显示R或C的参数；（3）用中、小规模集成电路（双列直插式）组件和阻容元件实现所选定的电路；（4）在计算机上用multisim仿真优化；（5）在面包板上安

3、装、调试；（6）写出设计总结报告。四、主要技术指标（1）测量范围：R：10kΩ~1MΩ；C：10nF~1μF（2）测试精度：±10%；（3）由数码管实时显示测试结果；（4）分别用两种指示灯指示测试元件类型。五、使用的主要仪器和仪表1、仪器和器材1）计算机1台2）直流稳压电源1台3）示波器1台4）万用表1台5）函数信号发生器1台6）面包板1套7）剥线钳等工具1套2、器件清单1）集成芯片：LM324、555定时器、74LS90、74LS194、CD4511；2）共阴七段数码显示管（10脚）；3）6V稳压管、二极管；4）电位器：1k、1

4、0k、100k、1M；5）无极性电容：10nF、100nF；6）定值电阻器若干。六、设计思路及原理电路1、设计思路利用多谐振荡器所产生的波形，可以把被测电阻和电容的大小转换成基准波的个数，即控制脉冲宽度Tx严格与Rx和Cx成正比；根据公式：T=(R1+2R2)Cln2可知，当待测电阻Rx比电阻R1大的多而电容C不变时，Rx与周期T成正比；当R1和R2都固定不变时，待测电容Cx与周期也成正比。故只要把此脉冲与频率固定不变的方波即基准脉冲相与，便可得到计数脉冲；设：T0为基准脉冲的周期，即T0=(R5+2R6)Cln2；T1为测电阻R

5、x脉冲的周期，即T1=(R1+2Rx)Cln2；T2为测电容Cx脉冲的周期，即T2=(R3+2R4)Cxln2；而，计数时间则由待测元件的脉冲控制，由于74LS194是上升沿有效的，故只计数在高电平时的半个周期内基准脉冲的个数；由多谐振荡器的占空比公式：q=当R1很小可忽略时，显然q近似等于50％，因此每次计数都是计半个周期内基准脉冲的个数。则，待测元件产生的脉冲与基准脉冲相与可得：=2N1或=2N2其中，N1、N2都是计数脉冲的个数。然后把计数脉冲送给计数器计数，然后经锁存电路、译码电路，最后驱动显示管显示。合理设置基准脉冲的参

6、数及单位，使数字显示器显示的数字N便是Rx和Cx的大小。2、系统框图开关选择择择择计数锁存存RC振荡器CXRC振荡器RX译码显示测试元件类型指示3、单元电路的功能及指标1）波形发生电路由555定时器与RC相连构成多谐振荡器，其功能是产生三种不同频率的波形，基本原理图及输出波形图为：多谐振荡器的电路图多谐振荡器的输出波形图触发信号由电容器的充放电来提供。所以，电容器上的电压信号应该在两个阈值之间按指数规律转换。充电回路是RA、RB和C。此时相当输入是低电平，输出是高电平；当电容器充电达到2vcc/3时,即输入达到高电平时,电路的状态

7、发生变化，输出变为低电平，电容器开始放电。当电容器放电达到vcc/3时,电路的状态又开始变化，如此循环。电容器之所以能够放电，是由于放电端7脚的作用，因7脚的状态与输出端一致，7脚为低电平电容器放电。2）计数器电路用74LS90构成十进制计数器。注意：清0方式及控制。74LS90为中规模TTL集成计数器，可实现二分频、五分频和十分频等功能，它由一个二进制计数器和一个五进制计数器构成。其引脚排列图和功能表如下所示：74LS90的功能表为了精确需显示每一位，因此需要4个十进制加法计数器，这里选用4片74LS90级联起来构成所需的计数器

8、。因为74LS90的异步清零端为高电平有效，因此，用控制脉冲的上升沿触发。将74LS90的1号引脚clk1与12号引脚Q0相连，构成十进制计数器；11号引脚Q3作为进位信号接到高位的时钟信号端（即高位的14号引脚clk0）。其电路图为：时钟信号控制