数字式电阻电容测量仪设计实现实验报告

电子电路综合实验总结报告题目：数字式电阻电容测量仪设计实现班级：学号：姓名：成绩：日期：题目：数字式电阻电容测量仪设计实现一、实验目的1、熟悉振荡电路的设计2、熟悉单稳态电路的设计3、熟悉计数器的级联工作原理4、集成芯片7400、7404的工作原理5、熟悉数码管显示原理。二、所用仪器函数信号发生器、示波器、直流稳压源三、总体框图设计四、设计步骤1、显示电路由数码管静态显示数码管是由发光二极管组成的。在焊接前应该确定其极性是否与设计相符及检测其完好性。数码管按极性可分为共阳型和共阴型。按显示方式又可分动态显示和静态显示。数码管的极性确定可用5V稳压电源串联300欧姆电阻接触数码管管脚的方式。数码管管脚如下图所示。2、译码器4511译码器管脚图及功能表如下图所示。译码器的主要作用是把输入信号转换成下一级芯片/电路可以处理的信号。根据4511真值表，其主要功能是把二进制信号转换成相应十进制的显示信号。当LE=0，LT非=1，BL非=1时，转换信号。3、计数器74HC160计数器的主要作用是计算输入脉冲的个数。74HC160是边沿触发型。74HC160管脚如下图所示。A、B、C、D是置数输入。参考电路图：4.基准时钟信号为电路提供最小计时单位。此设计中，采用的是皮尔斯晶体振荡电路。皮尔斯电路结构如图所示。二极管用于垫的静电放电。7404是个大增益的放大器。反馈电阻R3大于1M欧。它使反相器在工作初期处于线形区。R2作为驱动电位调整之用，可以防止晶振被过分驱动而工作在高次谐波频率上。电容三点式电路的分压电容，接地点就是分压点。分压点为参考点，输入和输出是反相的，形成一个正反馈以保证电路持续振荡。任选一初始时刻，记录下基准周期。稳定后记录下周期，据此计算单稳态阻容参数。5.555管脚图及单稳态触发器单稳态触发器的特点是电路有一个稳定状态和一个暂稳状态。在触发信号作用下，电路将由稳态翻转到暂稳态，暂稳态是一个不能长久保持的状态，由于电路中RC延时环节的作用，经过一段时间后，电路会自动返回到稳态，并在输出端获得一个脉冲宽度为wt的矩形波。在单稳态触发器中，输出的脉冲宽度wt，就是暂稳态的维持时间，其长短取决于555外接电阻电容值。单稳态触发器脉冲宽度公式:3320lnlnRCVVVRCtCCCCCCw6.负脉冲电路：由开关控制电容的充放电，从而产生尖峰负脉冲。五、理论计算经仿真可知基准时钟信号（皮尔斯晶体振荡电路）周期为90ns，则在测量10pF时，应使为wt=900ns,即计数显示10。根据单稳态触发器脉冲宽度计算公式：上式可得：R=82kΩ六、仿真1.数码管显示电路3320lnlnRCVVVRCtCCCCCCw2.皮尔斯晶体振荡电路3.555单稳态触发电路4.负脉冲电路七、模块结果八、调试电路1.计数显示电路测试加电前，测试焊接连接的正确及完好性。万用表二极管挡位。函数信号发生器输出2~5Hz，送计数，显示数字变化。函数发生器输出12MHz，观察计数器反映是否正常。2.振荡器电路测试经测试皮尔斯振荡器输出11.0589MHz。在示波器上看波形,记录频率周期.3.单稳态电路部分电路测试实际555单稳态触发器输出波形。记录下外接电阻值6.7MΩ，电容值:20nF和脉宽tw=144ms。4.负脉冲电路测试实际负脉冲波形如图所示。负脉冲输出波形宽度：9ms、峰值：2.32v、下降时间：0ms、上升沿时间：14ms。九、总结通过本次实验熟悉了振荡电路的设计、单稳态电路的设计、计数器的级联工作原理、集成芯片7400、7404的工作原理以及数码管显示原理。掌握了电路焊接以及排查短路、断路、虚焊等现象的基本方法。更加娴熟的运用仿真软件以及实验仪器，动手操作能力有了很大提高。十、误差分析十一、误差分析555单稳触发器外接电阻：R=6.7MΩ;外接电容：C=20nF测得脉冲宽度：tw=144ms;s理论根据脉冲宽度计算公式：tw理论值应为147.4ms;s经计算可得：误差ε=[(147.4-144)/147.4]x100%=2.3%附：元器件清单：元器件名称个数值R118.45MΩR211MΩR31560ΩR41500ΩR5，R614300ΩR711kΩC3，C4222pFC1120nFC210.01μF74160145111400927404140071晶振111MHz数码管2按键开关2波形：实验日志：