DOC《课程设计报告》

课程设计报告 课程名称: 数字电子技术 系部: 专业班级: D05201 学生姓名: 指导教师: 完成时间: 报告成绩: 题目:R、L、C测量仪

一、设计要求 A、任务要求 设计并制作一台数字显示的电阻、电容和电感参数测试仪,示意框图如下: B、 技术要求

1、基本要求 (1)测量范围 电阻 100Ω~1MΩ 电容

100 pF~10000 pF 电感

100 ?H~10 mH (2)测量精度+5% (3)制作4位数码管显示器,显示测量数值,并用发光二极管分别指示所测元件的类别和单位

二、设计作用、目的

三、设计方案 目前,测量电子元件集中参数R、L、C的仪表种类较多,方法也各不相同,这些方法都有其优缺点.

A、电阻R的测试方法最多.最基本的就是根据R的定义式来测量.在如下图中,分别用电流表和电压表测出通过电阻的电流和通过电阻的电压,根据公式求得电阻.这种方法要测出两个模拟量,不易实现自动化.而指针式万用表欧姆档是把被测电阻与电流一一对应,由此就可以读出被测电阻的阻值,如下图所示.这种测量方法的精度变化大,若需要较高的精度,必须要较多的量程,电路复杂. B、能同时测量电器元件R、L、C的最典型的方法是电桥法(如上图).电阻R可用直流电桥测量,电感L、电容C可用交流电桥测量.电桥的平衡条件为 通过调节阻抗使电桥平衡,这时电表读数为零.根据平衡条件以及一些已知的电路参数就可以求出被测参数.用这种测量方法,参数的值还可以通过联立方程求解,调节电阻值一般只能手动,电桥的平衡判别亦难用简单电路实现.这样,电桥法不易实现自动测量. Q表是用谐振法来测量L、C值(如图).它可以在工作频率上进行测量,使测量的条件更接近使用情况.但是,这种测量方法要求频率连续可调,直至谐振.因此它对振荡器的要求较高,另外,和电桥法一样,调节和平衡判别很难实现智能化. 用阻抗法测R、L、C有两种实现方法:(1)、用恒流源供电,然后测元件电压;

(2)、用恒压源供电,然后测元件电流.由于很难实现理想的恒流源和恒压源,所以它们适用的测量范围很窄. 很多仪表都是把较难测量的物理量转变成精度较高且较容易测量的物理量.基于此思想,我们把电子元件的集中参数R、L、C转换成频率信号f,然后用计数后在运算求出R、L、C的值,并送显示,转换的原理分别是RC振荡和LC三点式振荡.其实,这种转换就是把模拟量进拟地转化为数字量,频率f是很容易处理的数字量,这种数字化处理一方面便于使仪表实现智能化,另一方面也避免了由指针读数引起的误差.

四、设计的具体实现 A、总体思路 本设计中把R、L、C转换成频率信号f,转换的原理分别是RC振荡电路和LC电容三点式振荡电路,芯片89S52根据所选通道,向模拟开关送两路地址信号,取得振荡频率,作为芯片89S52的时钟源,通过计数则可以计算出被测频率,再通过该频率计算出各个参数.然后根据所测频率判断是否转换量程,或者是把数据处理后,把R、L、C的值送数码管显示相应的参数值. B、设计总体原理方框图 该设计方案的总体方框图如下图所示. 设计的总体方框图 C、芯片介绍如下:

1、TS556芯片简介及芯片的顶视图及各引脚的功能 (1)、方案选择中,利用555时基电路构成多谐振荡器来测量电阻R、电容C,为了测量两个物理量需要两块555时基电路,为节省一部分硬件空间,以一片556时基电路来代替. 556双时基集成是COMS型的,内含两个相同的555时基电路,它的顶视图如下图所示,双列直插14脚封装. 555时基电路顶视图 顶视图各引脚的功能分别为: