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数字电路课程设计-数字式电容测量仪

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数字电路

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电子信息工程专业《电子技术课程设计》评分标准表

类别考核要点评分

仿真、实物制作

题目难易程度难；中等；容易

能否设计合理的实验或仿真步骤，并正

确操作，完成实验或仿真过程。

良好；一般；未达要求

通过电路方案的分析，是否具有正确选

取元器件，正确完成电路组装、调试和

检测的能力。

良好；一般；未达要求

硬件制作工艺良好；一般；未达要求

设计报告

能否根据设计要求查阅参考书籍和文献

资料。

良好；一般；未达要求

设计方案是否合理，能否设计、制作出

满足一定性能指标或特定功能的电子电

路。

良好；一般；未达要求

能对电子系统有初步的认识;能对实验

结果进行全面分析、讨论，对实验方案

提出改进意见。

良好；一般；未达要求

报告是否表达准确、结构合理、逻辑清

晰。

良好；一般；未达要求

是否具有严肃认真的作风和科学态度。良好；一般；未达要求

答辩情况

是否理解并掌握该设计所需的数学、自

然科学、工程基础和专业知识，并能正

确回答问题。

良好；一般；未达要求

第 1 页共 20 页

总评

教师签名：

《电子技术课程设计》任务书

1．课程设计的内容和要求（包括内容、系统功能及技术要求等）：

一、课程设计（论文）内容

设计一个数字式电容测量仪，基于 555 定时器,连接构成多谐振荡器以及单稳态触

发器。单稳态触发器中所涉及的电容,即是被测量的电容 C,。其脉冲输入信号是 555 定

时器构成的多谐振荡器所产生。单稳态触发器输出的信号滤波,使最终输出电压 v 与被

测量的电容值呈线性关系。最后使输出电压的数字化,将 ν 输入到 74160 计数译码器中

翻译成 BCD 码,输入到数码显示器中显示出来。

电容测量仪的原理框图如下：

二、课程设计（论文）系统功能及技术指标要求

第 2 页共 20 页

定时电路

多谐振荡器计数器译码器数码显示器

微分电路

自动调零

外接电容

电容测量仪原理框图

系统功能：设计出一个数字式电容测量，使连接的被测电容的数值在数码显示器上显

示出来。

计数指标要求：

1、基本部分

(1) 自制稳压电源。

(2) 被测电容的容量在 0.01μF 至 100μF 范围内

(3) 设计两个的测量量程。

(4) 用 3 位数码管显示测量结果，测量误差小于 20%。

2、发挥部分

(1) 至少设计两个以上的测量量程，使被测电容的容量扩大到 100PF 至 100μF

范围内。

(2) 测量误差小于 10%。

2．对课程设计成果的要求〔包括图表（或实物）等硬件要求〕：

设计电路，安装调试或仿真，分析实验结果，并写出设计说明书,语言流

畅简洁，文字不得少于 3500 字。

要求图纸布局合理，符合工程要求，使用 Altium Designer 软件绘出原

理图和印制电路板,器件的选择要有计算依据。

3．主要参考文献：

第 3 页共 20 页

[1]康华光.《电子技术基础-数字部分（第五版）》[M].北京：高等教育出版社，2006.

[2]康华光.《电子技术基础-模拟部分（第五版）》[M].北京：高等教育出版社，2006.

4．课程设计工作进度计划：

序号起迄日期工作内容

2020.6.20～

2020.6.21

查阅资料，系统方案设计

2020.6.22～

2020.6.23

用编程语言或者仿真软件进行设计

2020.6.24～

2020.6.28

程序、软件、实物的调试，排除故障，分析实

验结果

2020.6.29～

2020.6.30

分析总结，整理设计报告

指导教师王旭东

日期： 2020 年 6 月 30 日

摘要

本设计详细介绍了一种基于单片机的数字式电容测量仪设计方

案及实现方法。设计的主要方法是采用 555 芯片构成单稳态触发器,

将电容容量转换为脉冲宽度。通过单片机的计时器测量脉宽,根据已

知的 R 值,通过单片机的运算功能,计算出电容容量最后,再通过单片

第 4 页共 20 页

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