电子电路综合实验
题目： 总结报告
数字式电阻电容测量仪设计实现
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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。
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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：
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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在单稳态触发器中，输出的脉冲宽度阻电容值。
tw的矩形波。
tw，就是暂稳态的维持时间，其长短取决于555外接电
单稳态触发器脉冲宽度公式:
twRClnVCC0RCln32VCCVCC3-精品-
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
t时，应使为w=900ns,即计数显示10。根据单稳态触发器脉冲宽度计算公式：
twRCln
上式可得：
VCC0RCln32VCCVCC3R=82kΩ
六、 仿真
1.数码管显示电路
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2.皮尔斯晶体振荡电路
3.555单稳态触发电路
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4.负脉冲电路
七、 模块结果
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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。
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2. 振荡器电路测试
经测试皮尔斯振荡器输出11.05MHz。
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。
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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。
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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 R1 R2 R3 R4 R5，R6 R7 C3，C4 C1 C2 74160 4511 4009 7404 4007 晶振 数码管 个数 1 1 1 1 14 1 2 1 1 1 1 2 1 1 1 2 值 8.45MΩ 1MΩ 560Ω 500Ω 300Ω 1kΩ 22pF 20nF 0.01μF 11MHz -精品-
按键开关 波形： 2
实验日志：
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