《電子技術(shù)》課程設(shè)計(jì)報(bào)告簡易數(shù)字式電容測試儀

1、數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 題 目 簡易數(shù)字式電容測試儀 學(xué)院（部） 電子與控制工程 專 業(yè) 電子科學(xué)與技術(shù) 班 級(jí) 3 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 12 月 14 日至 12 月 27 日 共 2 周 指導(dǎo)教師（簽字） 前言 關(guān)于數(shù)字式簡易電容測試儀的設(shè)計(jì)，我們提出了三種設(shè)計(jì)方法和思路。在具體操作中，經(jīng)過對(duì)資料的收集、分析，研究與對(duì)比，最終選擇了簡單易懂，而且精度較高的方法，即門控法。本方法的基本理論是單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路的輸出脈寬與電容c成正比，再通過一系列的控制，計(jì)數(shù)，鎖存，顯示電路實(shí)現(xiàn)了對(duì)電容的一般測試與數(shù)字顯示。在本次數(shù)電課程設(shè)計(jì)的同時(shí)，我們參加了長安大學(xué)2009年電子設(shè)計(jì)大賽，對(duì)于

2、中大規(guī)模集成電路從認(rèn)識(shí)到分析、再到整體框圖設(shè)計(jì)、單元模塊設(shè)計(jì)、最終到電路的模擬和實(shí)際電路的成形有了一定的認(rèn)識(shí)，同時(shí)使我們?cè)陔娮釉O(shè)計(jì)方面有了一定的實(shí)際動(dòng)手能力，也為這次數(shù)電課程設(shè)計(jì)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。數(shù)字電子課程設(shè)計(jì)是電子計(jì)數(shù)綜合應(yīng)用的實(shí)踐環(huán)節(jié)，同時(shí)也是增強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐與動(dòng)手能力，這也是教學(xué)環(huán)節(jié)的實(shí)踐部分之一。本文設(shè)計(jì)的簡易數(shù)字式電容測試儀，既融合了電子技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)，又與生產(chǎn)實(shí)際結(jié)合緊密，能夠滿足實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要和科研開發(fā)應(yīng)用的需要，同時(shí)，電路簡潔，條理清晰，便于溝通和交流學(xué)習(xí)，具有較強(qiáng)的通用性和實(shí)用性。在本次課程設(shè)計(jì)過程中得到了各方面的支持和幫助，在此特別向數(shù)子電子技術(shù)老師表示由衷的感謝。由于設(shè)計(jì)時(shí)間

3、和水平的限制，如有不足之處，敬請(qǐng)指正?。ㄗⅲ簠⒓颖驹O(shè)計(jì)小組的搭檔同學(xué): 許曉飛）目錄前言2報(bào)告正文4第一章：系統(tǒng)概述41.1 設(shè)計(jì)目的51.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求51.3方案論證與可行性分析51.3.1設(shè)計(jì)方案方法選擇與比較51.3.2 （方案一）回路阻抗法51.3.3 （方案二）諧振法61.3.3 （方案三）門控法61.3.4 可行性分析7第二章：單元電路設(shè)計(jì)與分析測試、驗(yàn)證72.1 振蕩器設(shè)計(jì)72.2 脈沖形成電路設(shè)計(jì)92.3 復(fù)位負(fù)脈沖電路設(shè)計(jì)92.4 計(jì)數(shù)器模塊設(shè)計(jì)102.5 鎖存顯示模塊設(shè)計(jì)122.6 量程選擇與單位顯示132.7 重要原件說明15第三章：系統(tǒng)綜述、總體電路圖193.1

4、簡易數(shù)字式電容測量儀的總體設(shè)計(jì)193.2電路的調(diào)試203.3 系統(tǒng)綜述203.4 單元電路圖及總體電路圖203.5系統(tǒng)調(diào)試，功能，指標(biāo)參數(shù)20第四章：結(jié)束語214.1 設(shè)計(jì)總結(jié)214.2 存在的問題214.3 收獲與體會(huì)224.4 課設(shè)心得23第五章：附錄235.1 元器件明細(xì)表235.2 參考文獻(xiàn)245.3 所用軟件245.4 鳴謝245.5總電路圖2427 (共27頁，9179字)簡易數(shù)字式電容測試儀課題名稱：簡易數(shù)字式電容測試儀摘要：本文介紹了一種簡易的數(shù)字式顯示電容測試儀的設(shè)計(jì)思路及硬件結(jié)構(gòu)。該測量儀的基本工作原理是：把電容量通過單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器轉(zhuǎn)化成時(shí)間脈沖量，然后在這個(gè)時(shí)間脈沖內(nèi)進(jìn)行計(jì)

5、數(shù)，再鎖存計(jì)數(shù)值，最終通過數(shù)碼顯示譯碼器驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管進(jìn)行顯示。可由555集成定時(shí)器構(gòu)成多諧振蕩器產(chǎn)生計(jì)數(shù)脈沖和對(duì)單穩(wěn)態(tài)進(jìn)行觸發(fā)，555構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路來控制計(jì)數(shù)器清零與鎖存器鎖存，四片74ls160構(gòu)成計(jì)數(shù)電路，四片74ls373n構(gòu)成鎖存電路，四片dcd_hex數(shù)碼管構(gòu)成四位譯碼顯示電路，通過計(jì)算與分析把各電路連接起來，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)電容（100pf100f）的簡易測量與數(shù)字顯示。關(guān)鍵字：電容、ne555定時(shí)器、清零、計(jì)數(shù)、時(shí)鐘脈沖發(fā)生器、鎖存、數(shù)碼顯示。 第一章：系統(tǒng)概述1.1 設(shè)計(jì)目的（1） 掌握簡易數(shù)字式電容測試儀的設(shè)計(jì)、組裝與調(diào)試方法；（2） 熟悉相應(yīng)的中大規(guī)模集成電路的使用方法，并

6、掌握其工作原理；（3） 學(xué)習(xí)基本理論在實(shí)踐中綜合運(yùn)用的初步經(jīng)驗(yàn)，掌握數(shù)字電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方法、設(shè)計(jì)步驟；（4） 進(jìn)一步熟悉和掌握常用數(shù)字電路元器件的應(yīng)用；（5） 學(xué)習(xí)數(shù)字電路仿真、調(diào)試、測試、故障查找和排除的方法、技巧；（6） 培養(yǎng)實(shí)踐技能，提高分析和解決實(shí)際問題的能力。1.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求 （1） 設(shè)計(jì)數(shù)字式電容測試儀電路；（2） 測量電容范圍為100pf100f；（3） 應(yīng)設(shè)計(jì)3個(gè)以上的測量量程；（4） 用四位數(shù)碼管顯示測量結(jié)果；（5） 用紅、綠色發(fā)光二極管表示單位；（6） 組裝、調(diào)試電容數(shù)字測量儀單元電路和整機(jī)系統(tǒng)；（7） 畫出數(shù)字式電容測量儀的電路圖，寫出設(shè)計(jì)報(bào)告。1.3方案論證與

7、可行性分析1.3.1設(shè)計(jì)方案方法選擇與比較在設(shè)計(jì)之初我們查閱了大量的資料，進(jìn)行了全面的考察，結(jié)合我們所學(xué)的知識(shí)，我們進(jìn)行了以下的方案論證及可行性分析：本設(shè)計(jì)方案（門控法）是對(duì)555定時(shí)器與各集成芯片應(yīng)用的一個(gè)成果，由此來掌握中大規(guī)模集成電路的設(shè)計(jì)及使用方法。簡易數(shù)字式電容測試儀主要分為六大板塊：由555定時(shí)器構(gòu)成的多謝振蕩器、555構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、74ls160計(jì)數(shù)器、74ls373n構(gòu)成的數(shù)碼顯示譯碼與鎖存器、dcd-hex數(shù)碼管、電阻電容構(gòu)成的微分電路。1.3.2 （方案一）回路阻抗法利用來測量。從輸入電壓與輸出電壓的振幅關(guān)系式和兩電壓之間的相位關(guān)系式可以求出電容量，但測量誤差較大，很

8、難滿足測試要求。1.3.3 （方案二）諧振法利用來測量。如圖（1），接好電容，調(diào)節(jié)振蕩源頻率f使電壓表指示最大，則就可得被測電容。此方法測量電容的誤差包括：分布電容（線圈和接線分布電容）引起的誤差；當(dāng)頻率過高時(shí)，引線電感引起的誤差；當(dāng)回路q值較低時(shí)，不容易準(zhǔn)確找出諧振點(diǎn)，一般情況下，不能保證，不易找出諧振點(diǎn)，誤差較大，所以不宜采用。圖1.1 諧振法測電容 1.3.3 （方案三）門控法利用ne555電路的多諧振蕩器或單穩(wěn)態(tài)電路來測量。本方案采用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器或電容器充放電規(guī)律等,可以把被測電容的大小轉(zhuǎn)換成脈沖的寬窄,即控制脈沖寬度tx 嚴(yán)格cx 成正比. 只要把此脈沖與頻率固定不變的方波即時(shí)鐘脈沖

9、相與,便可得到計(jì)數(shù)脈沖,把計(jì)數(shù)脈沖送給計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù),然后再送給顯示器顯示. 如果時(shí)鐘脈沖的頻率等參數(shù)合適,數(shù)字顯示器顯示的數(shù)字n 便是cx 的大小. 該方案的原理框圖如圖1 所示.，整個(gè)儀器結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，實(shí)驗(yàn)效果好，很適合本次課程設(shè)計(jì)。脈沖形成電路控制電路譯碼 顯示控制電路計(jì)數(shù)器振蕩器圖1.2 門控法測電容流程圖1.3.4 可行性分析在對(duì)門控法測量電容的探索方案論證中我們也曾考慮過把電容量通過電路轉(zhuǎn)換成電壓量，然后把電壓量經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量進(jìn)行顯示。但是由于我們?cè)O(shè)計(jì)所用的仿真軟件無法加載相應(yīng)的a/d轉(zhuǎn)換器，給設(shè)計(jì)電路的繪制和仿真造成了不便；而且由于a/d轉(zhuǎn)換器（icl7107）集成度

10、高，如果采用，將降低我們這次設(shè)計(jì)的實(shí)踐價(jià)值。終上所述，我們選擇利用門控法來測量電容量，并且最終放棄使用a/d轉(zhuǎn)換進(jìn)行顯示，進(jìn)而選用控制電路1（如圖1.2）所示的測量方法。對(duì)于本次設(shè)計(jì)的要求，我們所采用的這種方法不僅可以達(dá)到實(shí)驗(yàn)的要求，而且能夠更好的鍛煉我們應(yīng)用所學(xué)知識(shí)的能力。第二章：單元電路設(shè)計(jì)與分析測試、驗(yàn)證2.1 振蕩器設(shè)計(jì) 如圖所示：由555定時(shí)器構(gòu)成的多謝振蕩器，它能在無輸入信號(hào)的情況下對(duì)電容的充放電，產(chǎn)生自激震蕩，從而產(chǎn)生矩形脈沖信號(hào)。當(dāng)接通電源ucc后，電容c上的初始電壓為0v， 比 較器c1、c2輸出為1和0，使uo=1，放電管t截止，電源通過r1、r2向c充電。uc上升至2uc

11、c/3時(shí)，rs觸發(fā)器被復(fù)位，uo=0，t導(dǎo)通，電容c通過r2到地放電，uc開始下降，當(dāng)uc降到ucc/3時(shí)，輸出uo又翻回到1狀態(tài)，放電管t截止，電容c又開始充電。如此周而復(fù)始，就可在3腳輸出矩形波信號(hào)。 圖2.1 多諧振蕩電路 圖2.1多諧振蕩器工作波形圖分析：由圖2.1可見：uc將在與之間變化，因而可求得電容c上的充電時(shí)間t1和放電時(shí)間t2。 所以輸出波形的周期為： 振蕩頻率： 通過改變r(jià)和c的值來改變頻率f的大小，從而獲得合適的頻率。在本次設(shè)計(jì)中，多諧振蕩器共起著兩個(gè)作用：一是給單穩(wěn)態(tài)提供輸入觸發(fā)脈沖，對(duì)單穩(wěn)態(tài)的輸入脈沖是有要求的：（1）輸入觸發(fā)信號(hào)的周期輸出的正脈沖寬度；（2）輸入觸發(fā)

12、信號(hào)的負(fù)脈沖的寬度輸出的正脈沖寬度。所以我們加入我觸發(fā)負(fù)脈沖電路來保證單穩(wěn)態(tài)的正常工作。 二是給計(jì)數(shù)器提供計(jì)數(shù)輸入脈沖，對(duì)這個(gè)輸入脈沖我們也是有要求的，多諧振蕩器輸出脈沖的寬度也應(yīng)該遠(yuǎn)小于單穩(wěn)態(tài)輸出高電平的寬度，因?yàn)槲覀冴P(guān)心的是一個(gè)中有多少計(jì)數(shù)脈沖。2.2 脈沖形成電路設(shè)計(jì)如圖所示：由555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器，它能在無輸入信號(hào)的情況下對(duì)電容的充放電，產(chǎn)生自激震蕩，從而產(chǎn)生矩形脈沖信號(hào)；由555定時(shí)器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器特點(diǎn)是：它有一個(gè)穩(wěn)態(tài)和一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)，在外加觸發(fā)脈沖的作用下，電路從穩(wěn)態(tài)反轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)態(tài)，依靠r、c定時(shí)電路的充、放電過程來維持暫穩(wěn)態(tài)時(shí)間，然后自動(dòng)返回到穩(wěn)態(tài)（詳見2.7部分）；其中，

13、觸發(fā)復(fù)位脈沖電路（即微分電路）保證了555觸發(fā)脈沖寬度單穩(wěn)態(tài)的輸出正脈沖寬度，所以需將多諧振蕩器的輸出信號(hào)頻率控制在十赫茲以內(nèi)。 由上可知，每檔的= (s) 以=100pf9999pf為例， 設(shè)=100pf時(shí)，led為100， =1000pf時(shí)，led為1000， =9999pf時(shí)，led為9999.考慮誤差：1、 在不進(jìn)行仿真的情況下 當(dāng)=100pf時(shí)，理論值led=100。因計(jì)數(shù)器特有的“1個(gè)字”誤差，led應(yīng)為1001，僅由計(jì)數(shù)器產(chǎn)生的誤差為1%。、在進(jìn)行仿真的情況下表2.62 對(duì)進(jìn)行調(diào)試好的模擬電路進(jìn)行的誤差抽樣：真實(shí)值100pf150pf10nf15nf1u1.5u測量值101pf1

14、51pf10.7nf16.2nf1.13u1.72u分析：產(chǎn)生的誤差，我們可以在標(biāo)準(zhǔn)電阻和標(biāo)準(zhǔn)電容上進(jìn)行微調(diào)(可用滑動(dòng)變阻器)，這樣可以使測量值更加接近真實(shí)值，經(jīng)模擬檢驗(yàn)誤差變小。 振蕩頻率的選定：當(dāng)=100pf時(shí)，tw=1.1r=s，led=100. 所以=100 =100/ =90.9khz 其他檔位的頻率相同，均為90.9khz。 因此在用多諧振蕩器產(chǎn)生計(jì)數(shù)脈沖時(shí)，r1=3.125k，r2=6.3k，c=1nf。 2.7 重要原件說明1、555定時(shí)器：如圖2.7.1為555定時(shí)器電路結(jié)構(gòu)簡化的原理圖和引腳標(biāo)識(shí)。由電路原理圖可見，該集成電路由下述幾個(gè)部分組成：串聯(lián)電阻分壓電路；電壓比較器電

15、路；基本rs觸發(fā)器電路；放電三極管電路及緩沖器電路。編號(hào)555的內(nèi)涵是因?yàn)樵撾娐返幕鶞?zhǔn)電壓是由三個(gè)5千偶的電阻組成。 定時(shí)器的主要功能取決于比較器。表2.7.1為其功能表。 圖 2.7.1 555定時(shí)器電路圖 rdt狀態(tài) 0 xx0導(dǎo)通10導(dǎo)通1不變不變 11截止表2.7.1 555定時(shí)器功能表在本設(shè)計(jì)中主要有由555構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器。2、555構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器圖0031為由555定時(shí)器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，其工作原理如下：接通電源瞬間，uc=0v,輸出u0=1,放電三極管t截止。ucc通過r給c充電。當(dāng)uc上升到2ucc/3時(shí)，比較器c1輸出變?yōu)榈碗娖?，此時(shí)基本rs觸發(fā)器置0，

16、輸出u0=0。同時(shí)，放電三極管t導(dǎo)通，電容c放電，電路處于穩(wěn)定，穩(wěn)態(tài)時(shí)u1=1。當(dāng)輸出負(fù)脈沖時(shí)，觸發(fā)器發(fā)生翻轉(zhuǎn)，是u0=1，電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)。由于u0=1,三極管t截止，電源ucc可通過r給c充電，當(dāng)電容c充電至uc=2ucc/3時(shí)，電路又發(fā)生翻轉(zhuǎn)，輸出u0=0，t導(dǎo)通，電容c放電，電路自動(dòng)恢復(fù)至穩(wěn)態(tài)。可見，暫穩(wěn)態(tài)時(shí)間由rc電路參數(shù)決定。若護(hù)綠t的飽和壓降，則電容c上電壓從0上升到2ucc/3的時(shí)間，即輸出脈沖寬度tw為； tw=rcln3=1.1rc這種單穩(wěn)態(tài)電路工作波形如圖0032所示。 2.7.2單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作電路圖級(jí)波形圖分析：當(dāng)輸出信號(hào)由高電平變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，555內(nèi)部的放電三極管t

17、導(dǎo)通，電容c通過t放電，由于t飽和導(dǎo)通時(shí)電阻很小，因此電容電壓迅速減小為0v，電路恢復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)，為下次觸發(fā)做好準(zhǔn)備。在圖7.29電路中，它要求觸發(fā)器脈沖寬度小于tw。并且輸入u1的周期大于tw.如果輸入脈沖寬度大于tw,可在輸入端接一個(gè)rc微分電路，使輸入負(fù)脈沖經(jīng)rc微分變窄后再接到單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器上。通常r取值在幾百歐姆到幾兆歐姆，電容取值在幾百皮法到幾百微法。因此，電路產(chǎn)生的脈沖寬度從幾微秒到數(shù)分鐘，精度可達(dá)0.1%。在本實(shí)驗(yàn)中555構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)電路主要和多諧振蕩器一起構(gòu)成脈沖形成電路。3、74ls373八 d 鎖存器373為三態(tài)輸出的八 d 透明鎖存器,共有 54/74s373 和 54/

18、74ls373 兩種線路。如圖2.41所示：引出端符號(hào)：d0d7 數(shù)據(jù)輸入端；oe 三態(tài)允許控制端（低電平有效）；le 鎖存允許端；o0o7 輸出端；2.7.2 74ls373的電路及邏輯圖在本設(shè)計(jì)中74ls373八 d 鎖存器主要作為數(shù)據(jù)暫存器。4、dcd-hex數(shù)碼管由于在multisim中仿真可以用譯碼顯示器dcd_hex代替譯碼和顯示單元。所以在我們摒棄了本考慮采用譯碼器（74ls138）和數(shù)碼管（7447）來構(gòu)成譯碼顯示電路的設(shè)計(jì)方案，使用用譯碼顯示器dcd_hex的優(yōu)點(diǎn)是可以使電路結(jié)構(gòu)簡單明了。第三章：系統(tǒng)綜述、總體電路圖3.1 簡易數(shù)字式電容測量儀的總體設(shè)計(jì)多諧振蕩器經(jīng)過觸發(fā)負(fù)脈

19、沖電路為單穩(wěn)態(tài)提供輸入脈沖，由于單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸出脈寬tw與電容c成正比，所以我們就把測量電容轉(zhuǎn)化到測量上，如圖3.1單穩(wěn)態(tài)的輸出高電平同時(shí)控制計(jì)數(shù)器的enp端，通過復(fù)位負(fù)脈沖電路控制計(jì)數(shù)器的清零端（），又控制著鎖存器的控制端。計(jì)數(shù)器的脈沖輸入由555構(gòu)成的多諧振蕩器提供，計(jì)數(shù)器的實(shí)際計(jì)入時(shí)間等于高電平的持續(xù)時(shí)間，接下來該計(jì)數(shù)脈沖送計(jì)數(shù)-鎖存-譯碼顯示系統(tǒng)就可以得到電容量的數(shù)據(jù)。其原理圖如下：時(shí)鐘脈沖發(fā)生器&計(jì)數(shù)器數(shù)字顯示器控制器鎖存器譯碼器twcp鎖存信號(hào)清零信號(hào)圖4.1 數(shù)字式電容測試儀的原理圖分析：如上圖，將被測電容（cx）的容量轉(zhuǎn)換成與之成正比離得脈沖（tw），將這個(gè)脈沖作為門控信號(hào)，

20、是計(jì)數(shù)器在固定時(shí)鐘頻率（f）下從零開始加計(jì)數(shù)。在門控時(shí)間內(nèi)，計(jì)數(shù)的結(jié)果反映cx的大小。即： led的值= 又因?yàn)椋?k，k為常數(shù)，所以，led的值=。為了符合人們的習(xí)慣，必須是計(jì)數(shù)器結(jié)果與cx成整數(shù)倍的關(guān)系?？紤]到被測量范圍較寬，為了保證精度，必須分檔。由框圖進(jìn)行分析與設(shè)計(jì)最終可得總電路圖，詳見附件一。3.2電路的調(diào)試按照整機(jī)電路圖接好電路,檢查無誤后即可通電調(diào)試，計(jì)數(shù)、鎖存、譯碼和顯示電路只要連接正確,一般都能正常工作,不用調(diào)整。主要調(diào)試時(shí)鐘脈沖發(fā)生器和控制器。首先調(diào)試時(shí)鐘脈沖發(fā)生器,使其振蕩頻率復(fù)合設(shè)計(jì)要求。 用頻率計(jì)檢測電路的輸出端,最好用示波器監(jiān)測波形。調(diào)整r3 電位器,使輸出脈沖頻率

21、約為500hz,占空比為0.6。接著調(diào)試控制器. 將一個(gè)100f 的標(biāo)準(zhǔn)電容接到測試端,按一下開關(guān)s ,使單穩(wěn)態(tài)電路產(chǎn)生一個(gè)控制脈沖,其脈寬tx = 1. 1rcx ,它控制與門使時(shí)鐘脈沖通過并開始計(jì)時(shí)。如果顯示器顯示的數(shù)字不是100 ,則說明時(shí)鐘脈沖的頻率不符合要求,可以調(diào)節(jié)r3 再重復(fù)上述步驟,經(jīng)多次調(diào)整直到符合要求為止。 用到的公式：占空比q：脈沖寬度與脈沖周期之比。即：q=。3.3 系統(tǒng)綜述利用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器或電容器充放電規(guī)律等,可以把被測電容的大小轉(zhuǎn)換成脈沖的寬窄,即控制脈沖寬度tx 嚴(yán)格與cx 成正比。只要把此脈沖與頻率固定不變的方波即時(shí)鐘脈沖相與,便可得到計(jì)數(shù)脈沖,把計(jì)數(shù)脈沖送給計(jì)

22、數(shù)器計(jì)數(shù),然后再送給顯示器顯示。如果時(shí)鐘脈沖的頻率等參數(shù)合適,數(shù)字顯示器顯示的數(shù)字n 便是cx 的大小。3.4 單元電路圖及總體電路圖單元電路圖，前面的章節(jié)已有論證，總電路圖見附錄。3.5系統(tǒng)調(diào)試，功能，指標(biāo)參數(shù)經(jīng)軟件運(yùn)行，本電路能夠成功的運(yùn)行，其相關(guān)指標(biāo)及參數(shù)詳見電路總圖和元件說明表。第四章：結(jié)束語4.1 設(shè)計(jì)總結(jié)經(jīng)過兩周的辛勤設(shè)計(jì)，我們終于收獲了成果。我們從頭到尾都是一步一步踏踏實(shí)實(shí)走過來的，首先通過參考各方面得資料，最后還原到課本，分析自己所熟悉的電路模塊，查看其工作原理和其他相關(guān)器件所具有的功能。既豐富了自己的知識(shí)，同時(shí)也給本次設(shè)計(jì)提供了參考。我們所設(shè)計(jì)的數(shù)字電容測量儀，采用了比較簡單

23、成熟的門控法，充分應(yīng)用了我們的所學(xué)過的知識(shí)：穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸出脈寬與電容c成正比，等等。通過我們的不懈努力，最終再通過一系列的控制，計(jì)數(shù)，顯示電路來成功的實(shí)現(xiàn)。本次課程設(shè)計(jì)是理論與實(shí)踐相結(jié)合的一次體驗(yàn)，在課程設(shè)計(jì)的過程中，我們充分的體會(huì)到了思考特別是獨(dú)立思考和不斷創(chuàng)新的重要性。4.2 存在的問題本次用理論知識(shí)解決實(shí)際問題的體驗(yàn)，帶給我們的是挑戰(zhàn)，留給我們的則是更多的思考！我深刻的認(rèn)識(shí)到集成電路設(shè)計(jì)的靈活性，在實(shí)踐中，最讓我記憶深刻的是對(duì)器材的選擇，其實(shí)很多芯片都可以完成相應(yīng)的功能，可以說是“條條道路通羅馬”。但經(jīng)過與搭檔的討論，我們最終選擇了結(jié)構(gòu)簡單，便于操作的最佳器件。同時(shí)，電路設(shè)計(jì)本身就是個(gè)

24、硬功夫，在設(shè)計(jì)初期，我們的經(jīng)驗(yàn)不足，設(shè)計(jì)的電路從排線到性能上，都與期望的結(jié)果相去甚遠(yuǎn)，通過查閱相關(guān)資料，經(jīng)過反復(fù)的實(shí)踐聯(lián)系，最終設(shè)計(jì)出了結(jié)果簡潔，思路清晰的電路圖。收獲喜悅的同時(shí)，我們更加認(rèn)識(shí)到對(duì)電路原理掌握，對(duì)各個(gè)模塊及其引腳熟悉的重要性。同時(shí)，再一次深刻的證明：做事兒認(rèn)真，對(duì)各種軟件熟悉掌握的重要。在課程設(shè)計(jì)中，常常要使用大量的軟件。比如，multisim10電路仿真軟件、ewb電路仿真軟件、office2007辦公軟件，等等。認(rèn)真，冷靜是做好一切事情的保證。在電路的設(shè)計(jì)方面，我相信還會(huì)有更好的辦法，但由于時(shí)間倉促，能力有限，目前為止，我們所設(shè)計(jì)的的程度已經(jīng)基本到了極限。但最求卓越，不會(huì)停

25、止，我們將奮斗不息。4.3 收獲與體會(huì)（1）、通過本次的課程設(shè)計(jì)使我們初步懂得了中大規(guī)模集成電的設(shè)計(jì)思路，以及實(shí)現(xiàn)方法。學(xué)會(huì)了基本的設(shè)計(jì)思路與設(shè)計(jì)方法：總體框圖設(shè)計(jì)法、單元功能模塊設(shè)計(jì)法；通過對(duì)于簡易數(shù)字式電容測試儀的設(shè)計(jì)，把數(shù)電與模電的知識(shí)進(jìn)一步的深化與結(jié)合，對(duì)于數(shù)模轉(zhuǎn)換、模數(shù)轉(zhuǎn)換的思想也有了更深的學(xué)習(xí)。（2）、對(duì)于555定時(shí)器的應(yīng)用以及各芯片的功能更加的熟練，由74ls160構(gòu)成的計(jì)數(shù)器與cd4511數(shù)碼顯示譯碼器的結(jié)合應(yīng)用，是在數(shù)字顯示方面有了更大的長進(jìn)。在對(duì)各集成芯片的選用時(shí)，由于應(yīng)用軟件的一些限制找不到想要的那個(gè)芯片，就得找同功能的芯片代替，這樣導(dǎo)致尋找適當(dāng)?shù)男酒约八墓苣_功能成了

26、很大的問題，我們查閱了好多資料，這才把這些問題解決了。最后就是整體電路的一個(gè)模擬，在這部分是花的時(shí)間最多的，因?yàn)槔碚摰南敕ê蛯?shí)際相差很大的，模擬出的結(jié)果根本就不是預(yù)期的，經(jīng)過對(duì)電路圖的檢查分析與相關(guān)資料的查閱，最終達(dá)到了預(yù)期的目的；所以說對(duì)于電路的調(diào)試也是整個(gè)設(shè)計(jì)中很重要的一部分，它體現(xiàn)了對(duì)電路整體的一個(gè)理解。（3）、最后就是對(duì)電路圖整體的布局使其變得更加美觀，這也是電路設(shè)計(jì)的不可缺少的一部分，它是把理論的電路圖轉(zhuǎn)化成實(shí)物電路的一個(gè)基礎(chǔ)，體現(xiàn)了設(shè)計(jì)人員對(duì)中大規(guī)模集成電路的綜合布局水平，這同時(shí)也是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)積累的問題。通過這次課程設(shè)計(jì)我真的可以說收益匪淺，收獲頗多。（4）、通過這次課程設(shè)計(jì)使我更加堅(jiān)信了一個(gè)團(tuán)隊(duì)的力量，在這次課程設(shè)計(jì)當(dāng)中我們相互分工但又緊密合作，才是任務(wù)順利完成?？梢哉f每個(gè)人都是功不可沒，在遇到問題自己解決不了時(shí)，就進(jìn)行查資料相互討論從而解決問題。最后的模擬階段是本次實(shí)驗(yàn)?zāi)芊癯晒Φ年P(guān)鍵，也是所有成果的集中體現(xiàn)階段，進(jìn)過很多次的模擬、測試和改正最終實(shí)現(xiàn)了電容測量的數(shù)字顯示，達(dá)到了預(yù)期的目的。這是我們團(tuán)隊(duì)合作的結(jié)果，是大家共同