數(shù)字式電阻測(cè)試儀

1、222401060125韋藍(lán)鑫數(shù)字式電阻測(cè)試儀電工與電子技術(shù)課程設(shè)計(jì) 課題名稱 數(shù)字電阻測(cè)試儀 班 級(jí) 24010601 姓 名 韋藍(lán)鑫 指導(dǎo)教師 楚 巖 日 期 2008年12月25日 目 錄第一部分 系統(tǒng)方案論證與比較3第二部分 單元電路設(shè)計(jì)與分析 8第三部分 心得體會(huì)及總結(jié)17第四部分 附參考文獻(xiàn)及各模塊電路圖18 數(shù)字式電阻測(cè)試儀摘要： 本系統(tǒng)根據(jù)要求設(shè)計(jì)了一可以數(shù)字顯示的電阻測(cè)量?jī)x，電阻值由四位段七位數(shù)碼管顯示，要求設(shè)計(jì)量程為100100K，紅綠燈顯示單位。關(guān)鍵字：時(shí)鐘脈沖電路 555定時(shí)器 計(jì)數(shù) 鎖存 譯碼 顯示第一部分 系統(tǒng)方案論證與比較本設(shè)計(jì)根據(jù)要求設(shè)計(jì)一個(gè)能用四位七段數(shù)碼管顯

2、示的電阻測(cè)試儀。我們有這樣的思路，可把測(cè)試系統(tǒng)劃分為兩個(gè)部分，一是測(cè)試電路，二是顯示電路。此外還需要其它相應(yīng)的比較電路等，在本論文的第二部分將對(duì)各部分進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明介紹?，F(xiàn)在我我們先來(lái)了解一下測(cè)量電阻的方法都有哪些。目前，電阻R的測(cè)量的方法很多，方法各不相同，這些方法都有其優(yōu)缺點(diǎn)。電阻的測(cè)量，最基本的就是根據(jù)R的定義來(lái)測(cè)量，即R=U/I。還有限流法和分壓以及電橋法等。在保證精度的前提下，還可以用RC振蕩電路來(lái)實(shí)現(xiàn)電阻大小的測(cè)量。下面對(duì)各種方法進(jìn)行介紹及比較：一 伏安法測(cè)電阻圖3 圖21原理：根據(jù)部分電路歐姆定律。2控制電路的選擇控制電路有兩種：一種是限流電路（如圖2）；另一種是分壓電路（如圖3）

3、。 （1）限流電路是將電源和可變電阻串聯(lián)，通過(guò)改變電阻的阻值，以達(dá)到改變電路的電流，但電流的改變是有一定范圍的。其優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省能量；一般在兩種控制電路都可以選擇的時(shí)候，優(yōu)先考慮限流電路。 （2）分壓電路是將電源和可變電阻的總值串聯(lián)起來(lái)，再?gòu)目勺冸娮璧膬蓚€(gè)接線柱引出導(dǎo)線。如圖3，其輸出電壓由ap之間的電阻決定，這樣其輸出電壓的范圍可以從零開始變化到接近于電源的電動(dòng)勢(shì)。在下列三種情況下，一定要使用分壓電路： 要求測(cè)量數(shù)值從零開始變化或在坐標(biāo)圖中畫出圖線。 滑動(dòng)變阻器的總值比待測(cè)電阻的阻值小得多。 電流表和電壓表的量程比電路中的電壓和電流小。3測(cè)量電路 由于伏特表、安培表存在電阻，所以測(cè)量電路有兩種：

4、即電流表內(nèi)接和電流表外接。（1）電流表內(nèi)接和電流表外接的電路圖分別見圖4、圖5 圖6圖4圖5（2）電流表內(nèi)、外接法的選擇， 、已知RV 、 RA及待測(cè)電阻RX的大致阻值時(shí)若Rx/RvRv/Rx，選用內(nèi)接法，Rx/Rv50%如果R1R2，則q約等于1，UC近似為鋸齒波。3 LED七段數(shù)碼管七段數(shù)碼管：數(shù)碼由分布在同一平面上若干段發(fā)光的筆畫組成，如半導(dǎo)體顯示器。半導(dǎo)體數(shù)碼管BS201A半導(dǎo)體數(shù)碼管是分段式半導(dǎo)體顯示器件，其基本結(jié)構(gòu)是PN結(jié)，即用發(fā)光二極管（LED）組成字型來(lái)來(lái)顯示數(shù)字。這種數(shù)碼管的每個(gè)線段都是一個(gè)發(fā)光二極管，因此也稱LED數(shù)碼管或LED七段顯示器。 BCD-七段顯示譯碼器（74LS

5、48）因?yàn)橛?jì)算機(jī)輸出的是BCD碼，要想在數(shù)碼管上顯示十進(jìn)制數(shù)，就必須先把BCD碼轉(zhuǎn)換成 7 段字型數(shù)碼管所要求的代碼。我們把能夠?qū)⒂?jì)算機(jī)輸出的BCD碼換成 7 段字型代碼，并使數(shù)碼管顯示出十進(jìn)制數(shù)的電路稱為“七段字型譯碼器”。 1）輸入：8421BCD碼，用A3 A2 A1 A0表示（4位）。 2）輸出：七段顯示，用Ya Yg 表示（7位） 3）邏輯符號(hào)： 數(shù)碼的顯示方式一般有三種：第一種是字形重疊式，它是將不同字符的電極重疊起來(lái)，要顯示某字符，只須使相應(yīng)的電極發(fā)亮即可，如輝光放電管、邊光顯示管等。第二種是分段式，數(shù)碼是由分布在同一平面上若干段發(fā)光的筆劃組成，如熒光數(shù)碼管等。第三種是點(diǎn)陣式，它

6、由一些按一定規(guī)律排列的可發(fā)光的點(diǎn)陣所組成，利用光點(diǎn)的不同組合便可顯示不同的數(shù)碼，如場(chǎng)致發(fā)光記分牌。 數(shù)字顯示方式目前以分段式應(yīng)用最普遍，圖5.3.6表示七段式數(shù)字顯示器利用不同發(fā)光段組合方式，顯示015等阿拉伯?dāng)?shù)字。在實(shí)際應(yīng)用中，1015并不采用，而是用2位數(shù)字顯示器進(jìn)行顯示。 按發(fā)光物質(zhì)不同，數(shù)碼顯示器可分為下列幾類： （1）半導(dǎo)體顯示器，亦稱發(fā)光二極管顯示器； （2）熒光數(shù)字顯示器，如熒光數(shù)碼管、場(chǎng)致發(fā)光數(shù)字板等；（3）液體數(shù)字顯示器，如液晶顯示器、電泳顯示器等；（4）氣體放電顯示器，如輝光數(shù)碼管、等離子體顯示板等。 如前所述，分段式數(shù)碼管是利用不同發(fā)光段組合的方式顯示不同數(shù)碼的。因此，為

7、了使數(shù)碼管能將數(shù)碼所代表的數(shù)顯示出來(lái)， 必須將數(shù)碼經(jīng)譯碼器譯出，然后經(jīng)驅(qū)動(dòng)器點(diǎn)亮對(duì)應(yīng)的段。例如，對(duì)于8421碼的0011狀態(tài)，對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)為3，則譯碼驅(qū)動(dòng)器應(yīng)使 a、b、c、d、g各段點(diǎn)亮。即對(duì)應(yīng)于某一組數(shù)碼，譯碼器應(yīng)有確定的幾個(gè)輸出端有信號(hào)輸出，這是分段式數(shù)碼管電路的主要特點(diǎn)。 第三部分 心得體會(huì)及總結(jié)小結(jié)：本設(shè)計(jì)總體思想是將電阻值轉(zhuǎn)換為頻率信號(hào)，通過(guò)對(duì)頻率信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)、鎖存、譯碼、顯示過(guò)程最后實(shí)現(xiàn)對(duì)電阻的測(cè)量。本設(shè)計(jì)基本能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，但由于時(shí)間緊迫，整個(gè)設(shè)計(jì)還存在一些不足之處：1 自動(dòng)校準(zhǔn)功能未能實(shí)現(xiàn)；2 測(cè)試精度不是很高。3 替代問(wèn)題：在參閱相關(guān)資料時(shí)，在引用一些電路圖按照原圖無(wú)法實(shí)

8、現(xiàn)相應(yīng)的功能，電路的思路是正確的，可能是由于參數(shù)選的不合適的原因，所以自己對(duì)這些部分電路或器件進(jìn)行了相應(yīng)的替換，例如在控制電路部分，由于參照參考書上的數(shù)據(jù)進(jìn)行了多次的仿真實(shí)驗(yàn)，但都得不到合適的結(jié)果，最后我只能將此部分進(jìn)行替換為另外的電路圖，該模塊的最終連接圖可參見附圖。4 電路整體思想是正確的，但是在參數(shù)設(shè)計(jì)上還有所欠缺，達(dá)不到最理想的效果。體會(huì)：在本次課設(shè)中，我遇到了不少困難。從開始搜集資料到后來(lái)的方案確定過(guò)程，特別是在確定方案的時(shí)候，一開始甚至不知從何著手。我充分的認(rèn)識(shí)到，課程設(shè)計(jì)對(duì)一名大學(xué)生來(lái)說(shuō)是多么的重要，它可以幫助我們及時(shí)地將自己所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合的，并提高自己的動(dòng)手及解決問(wèn)

9、題的能力。在遇到問(wèn)題的時(shí)，我學(xué)會(huì)了從哪些角度來(lái)思考并尋找解決問(wèn)題的辦法，比如上網(wǎng)或圖書館搜集資料、或請(qǐng)教老師以及和同學(xué)討論等，這些過(guò)程對(duì)自己的學(xué)習(xí)與進(jìn)步十分重要，在這些過(guò)程中，我學(xué)會(huì)了合作、學(xué)會(huì)了找出問(wèn)題的所在并著手解決問(wèn)題，總之受益匪淺。在此我要特別感謝我的舍友所給予我的幫助，還有何宏亮同學(xué)在我使用MULTISIM軟件過(guò)程中替我解決了不少問(wèn)題，任倩倩和二班的趙虎以及賈晨同學(xué)在我設(shè)計(jì)之初給我提供了很好的思路，特別是四班的劉德鑫同學(xué)給了我最大的支持，沒(méi)有他的LENOVO筆記本電腦，就沒(méi)有我這份設(shè)計(jì)論文，最后對(duì)在本次課設(shè)過(guò)程中幫助過(guò)我的楚巖老師以及所有同學(xué)一并表示最由衷的感謝！第四部分 參考文獻(xiàn)及

10、附圖附各模塊電路圖如下：一時(shí)鐘脈沖模塊：產(chǎn)生500HZ頻率的窄脈沖，效果較好。二控制電路模塊：經(jīng)過(guò)多次調(diào)試，該模塊電路功能不是很好，所產(chǎn)生的矩形波失真比較嚴(yán)重，波形近似于梯形由于時(shí)間原因，未能使該模塊功能達(dá)到最理想的效果。因此我用一個(gè)多諧振蕩電路來(lái)代替上圖中前半部分的微分電路，修改后的電路如下圖所示三數(shù)碼顯示模塊：該模塊最初擬用74ls90實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)功能，但由于連接時(shí)對(duì)其管腳連接有點(diǎn)陌生，最終決定改用74LS161來(lái)代替74LS90實(shí)現(xiàn)十進(jìn)制計(jì)數(shù)。其最終實(shí)現(xiàn)圖如下:74LS48譯碼74LS75鎖存74LS161計(jì)數(shù)數(shù)字式電阻測(cè)試儀整機(jī)電路圖參考資料及文獻(xiàn)：1.全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)系列教程基本技能訓(xùn)練與單元電路設(shè)計(jì)高吉祥等 電子工業(yè)出版社2.