安 康 学 院
电子技术课程设计报告书
课题名称： 姓 名： 学 号： 院 系： 专 业： 指导教师： 时 间：
简易数字电容测试仪
电子与信息工程系 电子信息工程
2012年6月
课程设计项目成绩评定表
设计项目成绩评定表
一、设计任务及要求： 1、设计任务： 1、设计一个数字电容测试仪，测试范围为1000pF~999uF； 2、测量结果用3位数字显示。 2、要 求： 1、设计一个数字电容测试仪； 2、测量范围为1000pF~999uF； 3、测量结果用3位数字显示； 4、组装、调试电容数字测量仪单元电路和整机系统； 5、画出数字式电容测量仪的电路图，写出设计报告。 指导教师签名： 年 月 日 二、指导教师评语： 指导教师签名： 年 月 日 三、成绩评定： 指导教师签名： 年 月 日 四、系部意见： 系部盖章： 年 月 日 电子与信息工程系 2012年6月
课程设计报告书目录
设计报告书目录
一、设计目的......................................................................................................... 1 二、设计思路 ......................................................................................................... 1 三、设计过程......................................................................................................... 1
1、整机框图 ..................................................................................................................... 1 2、各部分电路设计 ......................................................................................................... 2 3、计数、译码和显示电路 ............................................................................................. 5 4、数字电容测试具体原理 ............................................................................................. 7 5、 整机电路 ................................................................................................................... 7
四、主要原件介绍................................................................................................. 8
1、555定时器内部结构及其工作原理： ...................................................................... 8 2、十进制同步加法计数器CD4518,CD4520中文资料 ............................................. 10 3、显示译码器4511 ...................................................................................................... 10
五、系统调试与结果........................................................................................... 12
1、调试步骤： ............................................................................................................... 13 2、存在的问题及解决方法 ........................................................................................... 13
六、主要元器件与设备....................................................................................... 14 七、课程设计体会与建议................................................................................... 14
1、设计体会 ................................................................................................................... 14 2、设计建议 ................................................................................................................... 14
八、参考文献....................................................................................................... 15
电子与信息工程系 2012年6月
简易数字电容测试仪
一、设计目的
1、掌握简易数字式电容测试仪的设计、组装与调试方法； 2、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；
3、学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握数字电路系统设计的基本方法、设计步骤；
4、进一步熟悉和掌握常用数字电路元器件的应用；
5、学习数字电路仿真、调试、测试、故障查找和排除的方法、技巧； 6、培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。
二、设计思路
1、设计时钟脉冲发生电路。 2、设计可控制触发状态的电路。 3、设计计数电路 4、设计译码显示电路。
三、设计过程
1、整机框图
为了实现对电容器容量的测量，应设法将电容容量的大小转换成与其成正
比的脉冲宽度，再用计数器对该脉冲宽度时间内通过的脉冲数进行计数并显示测量结果。根据上述分析，可用单稳态触发器将被测电容的容量变换成与之成正比的正脉冲宽度，再用该脉冲控制计数器对标准脉冲进行计数。如被测电容容量大，则输出脉冲宽度大，计数器记得脉冲数就多，反之输出脉冲宽度小，记得脉冲数也就少。因此，计数器测得的脉冲数的多少与被测电容容量的大小是成正比的。根据上述分析，电容发生仪应由标准脉冲发生器、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，其原理框图如图1所示。图中的微分电路用以将单稳态触发器输出的控制脉冲变换成正负相间的尖脉冲，并取出正脉冲使计数器在测量脉冲前清零。
1 电子与信息工程系 2012年6月
简易数字电容测试仪
标准脉冲发生器 计数器 译码器 显示器 Cx 单稳态触发器 微分电路 测量控制电路
图1 数字电容测量仪的原理图
2、各部分电路设计
（1）时钟脉冲发生器
由于电容测试仪对精度要求不高，因此时钟脉冲发生器可以用555定时器和RC定时元件组成。电路如图所示。其振荡周期可以用以下式子计算：
T=0.7(R1+2R2)C1
由此可知，调整R1、R2和C1的参数可改变时钟脉冲的周期，控制端CO对接地的电容0.01uF用以消除干扰，电位器Rw用以调节555定时器内部两个电压比较器的基准电压，可用于微调振荡频率。
图2 时钟脉冲发生器和控制脉冲电路
2 电子与信息工程系 2012年6月