万用表课程设计报告
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1、天津职业技术师范大学电子工程学院电子技术之-万用表课程设计报告同组学生姓名(学号): 寡人猪八戒 任务分工:查阅资料设计电路并进行电脑仿真, 焊接电路并参与电路的安装与调试 负责撰写课程设计及实验总结的工作 设计时间: 2012年04月28日 2012 年 05月04日指导教师: 一、 课程设计的目的与要求(含设计指标)1、 设计目的 (1)了解ICL7107芯片工作原理及应用。(2)能够使用电路仿真软件进行电路调试。(3)掌握电子系统的一般设计方法。(4)培养综合应用所学知识来指导实践的能力。(5)掌握常用元器件的识别和测试。(6)熟悉常用仪表,了解电路调试的基本方法。2、设计要求(1)提出
2、具体方案(2)给出所设计电路的原理图。(3)进行电路仿真设计(4)设计电路所需的直流电源。(5)用分立元件和运放设计的万用表电路要求先用multisim进行电路仿真分析,仿真结果正确后,在进行安装调试。3、设计指标直流电压表:满量程+6V; 直流电流表:满量程 10mA; 交流电压表:满量程6V,50HZ1KHZ; 交流电流表:满量程10mA; 欧姆表: 满量程分别为1K,10K,100K三、方案论证及选择设计万用电表,总体来说有两种设计方案,来源于万用电表的指针式和数字式的两种类型。指针式万用电表,需有表头,同时主要用HA17741,LM324N等芯片,借助集成运放实现万用电表。但是考虑到表
3、头的应用,还有本课题其他组同学采用这个方案,我们则采用了另一种方案,设计数字式万用电表。主要运用ICL7107来实现,ICL7107是高性能、低功耗的三位半A/D转换器电路。它包含七段译码器、显示驱动器、参考源和时钟系统,ICL7107可直接驱动发光二极管。所以,用此芯片可以直接把模拟信号转换成数字信号,然后通过数码管显示出来。在数据采集时,采用分开设计,直流电压测量电路,直流电流测量电路,欧姆表测量电路,交流电流、电流测量电路。三、原理设计(或基本原理) (1)基本原理:ICL7107是高性能、低功耗的三位半A/D转换器电路。它包含七段译码器、显示驱动器、参考源和时钟系统,ICL7107可直
4、接驱动发光二极管。ICL7107 是双积型的A/D 转换器,还集成了A/D 转换器的模拟部分电路,如缓冲器、积分器、电压比较器、正负电压参考源和模拟开关,以及数字电路部分如振荡源、计数器、锁存器、译码器、驱动器和控制逻辑电路等,使用时只需外接少量的电阻、电容元件和显示器件,就可以完成模拟到数字量的转换,从而满足设计要求。 以上是关于ICL7107芯片的部分介绍,也就是应用这种功能来实现本电路设计,31和30端口是信号采集端口,要实现电压表,电流表,欧姆表都需要另设计外接电路。整体原理都是将电压,电流,电阻数值放映成电压输入,再通过数码管显示出来。电压采集电路,主要用于电阻串联分压的原理;电流采
5、集电路则通过电阻反映成电压,输入后通过数码管显示;电阻采集电路则通过一个恒流源产生装置,R1通过换挡分别接5k,50k,500k电阻实现恒流源产生1mA,0.1mA,0.01mA的电流,接外接未知电阻时,反映成电压值显示出来,实现1k,10k,100k的电阻量程;同样地,交流电压,电流电路在此基础上接一桥式整流电路即可实现。(2) 单元电路设计 电压采集电路 电流采集电路 电阻采集电路(3)总体电路图 (4)元件列表芯片:ICL7107 1个 滑动变阻器: 10k 1个数码管: 4 个 100k 1个电阻: 220 20个 5.1k 1个 电容: 0.1uf 1个 47k 1个 100k 2个
6、 0.02uf 1个 100k 1个 1M 2个 0.22uf 1个 1k 3个 0.47uf 1个 100pf 1个四、方案实现与测试(或调试) 开始时通过调节35,36端的滑动变阻器,是输入为200mv时,示数显示为1999,即满量程为200mv;接通外部电压采集电路后,调节滑动变阻器Rw,使输入5V时,数码管显示500;同样地,输入6V时,数码管显示600,输入3V时,显示300,以此类推,这样就实现了直流电压表显示。接通外部电流采集电路后,调节改变外部电流提供装置的数值,电流经过1K电阻,电阻两端电压经过31,30端口输入,通过数码管显示不同数值,对应关系为,输入1mA,显示100,;
7、输入2mA,显示200,依次类推,输入010mA,数码管显示为01000.接通外部电阻采集电路后,电阻采集电路则通过一个恒流源产生装置,R1通过换挡分别接5k,50k,500k电阻实现恒流源产生1mA,0.1mA,0.01mA的电流,接外接未知电阻时,反映成电压值显示出来,可实现1k,10k,100k的电阻量程。电子技术之-简易电容测试电路课程设计报告一、课程设计的目的与要求设计要求与目的:设计一个电容测试电路,能测试0.01uF-99uF范围内的电容值,且可以换档操作。用两个数码管作为显示元件,测试时,测试电容接至测试端自动显示出被测电容值,且响应时间不超过2秒。二、方案论证选择利用555构
8、成单稳态触发器,电容C1充电,充电时间t11.1*Rx*C1,第二个555构成多谐振荡电路,充电时间tph=0.7*(R1+R2)*C1,放电时间tpl=0.7*R2*C1,式中,Rx为换档电阻;C1为待测电容。三、 原理设计(或基本原理)1、系统组成框图2、电路原理:先按下J3,VCC通过11nF和2k向555的2脚输入下降沿的脉冲,3脚输出正比于C3,将或门封闭后因J3抖动出现的低电平脉冲不起作用,定时高电平的3脚的上升沿经C1、R1微分成上跳尖脉冲使74LS162复位,同时解除多谐555的复位,使其振荡并将CP脉冲送入74LS162去计数。定时结束则多谐停振又回到复位状态,计数也结束,显
9、示即为C3的容值。四、 方案实现与测试按照电路原理图插完电路后,依照芯片的各个管脚检查准确无误后,便开始对电路进行调试,把电源线与直流稳压电源的正极相接,地线与直流稳压电源的接地端相接并调整直流稳压电源为+5v,看数码管是否显示正常。测试时,测试电容接至测试端自动显示出被测电容值,且响应时间不超过2秒。先按下J3,VCC通过11nF和2k向555的2脚输入下降沿的脉冲,3脚输出正比于C3,将或门封闭后因J3抖动出现的低电平脉冲不起作用,定时高电平的3脚的上升沿经C1、R1微分成上跳尖脉冲使74LS162复位,同时解除多谐555的复位,使其振荡并将CP脉冲送入74LS162去计数。定时结束则多谐
10、停振又回到复位状态,计数也结束,显示即为C3的容值。五、 总结通过万用表电路和简易电容测试电路的设计与焊接,我们理论与实践相结合,了解了 555电路和HA17741,LM324N、ICL7107 ,74LS系等系列芯片的功能和使用以及multisim这个软件在学习与使用。检查电路的过程,我们发现了一些问题,使我们更加理解了整个设计原理。体会到了团队力量在强大,了解与认识到了各自的不足,明白了以后学习在方向,通过这三周的学习,让我们学习到了从许多地方学习不到的东西,真的让我们受益匪浅。个人总结 时间过的真快,一眨眼的功夫,三周的实训即将结束。通过这三周的学习,又进一步加深了对电子工艺的了解与认识
11、,巩固了焊接电路的基础,掌握了基本的焊接技术与电路的设计,加深对器件的认识与了解,通过三周的实训下来,真的使人受益匪浅。 第一周我们做的实验课题是万用表电路,刚拿到课题的时候我们有点不知所措,不知道该如何下手,后来通过我们小组的讨论,各自分工才有了方向,每个人都有自己的工作方向,一个人去图书馆查阅资料,一个人设计,理解电路,另一个人去焊电路,起初两天,我们各自都遇到了一些困难,例如电路原理不清,电路的排线与设计困难,元器件认识的生疏,焊接不精细等等,最后通过老师的指导,同学们之间的相互交流,小组各个成员的齐心协力,终于把这个电路焊接出来了,而且焊接的还不错,看到我们通过一个星期以来的努力成果,
12、小组成员每个人都很欣慰,我们从中获取到了许多知识,也获得了成功果实的喜悦。 第二周与第三周做的是一个课题,我们小组选择的是简易电容电路的测试。这个电路相对于第一周我们焊接的电路来说要有一定的难度,不过通过第一个电路的焊接,我们都各自有了自己的工作方向,也有了一些经验,一些基础。对于这个较有难度的电路,我们更加有了动力,刚开始的两天,主要是去图书馆借来一些有关的书籍,查阅一些有关这个电路的一些知识,我们三个人一起研究这个电路的原理,;利用的555多谐振荡器跟单稳态电路等等,虽然说之前我们学习过这些电路的原理,单感觉之前学过的东西印象非常浅,课上的理论知识还需要进一步的巩固才行,通过这个电路的学习
13、,我们懂得了理论结合实践是多么的重要,后来通过老师指导,同学们之间的共同讨论,查阅书籍的参考,终于把这个电路的原理以及电路的设计方案搞懂,之后的任务就是利用multisim这个软件来做仿真测试,对于我本人来说,这个软件是我第一次接触,对于它的使用时非常的生疏的,于是跟老师与其他同学简单的学习了一下这个软件的运用,然后把我们的电路用这个软件做了一下仿真,没有问题,才开始着手去焊接电路,排线的时候还是遇到了一些困难,通过我们小组人员的商量与合作,把这个困难解决掉了,电路的焊接总体来说是比较顺利的,因为电路的焊接过程也是三个人这个团队一起合作的,所有一些困难就迎刃而解了,这让我深深的体会到了人多力量大的道理。 到第三周后期的阶段,电路的焊接与调试基本完成了,于是着手来总结一些资料,写一些实验报告等。三周的时间想想过的可真够快的了,不过不要小看了这短短的20天时间,这段时间里真的学到了好多东西,学会了电子技术的一些实践的经验,懂得了理论与实践相互结合的重要性,不仅仅要把理论知识学好,动手的能力也是必不可少的,这段时间掌握了不少关于焊接技术的经验,为以后的进一步学习打下了较好的基础,同时也大大的提高的我对电子技术的兴趣爱好,体会到了团队合作的重要性,认识到了人多力量大的原理,总体来说这三周的时间真的让自己受益匪浅,是我永远的财富。
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