數(shù)字式電阻測(cè)試儀論文

1、數(shù)字式電阻測(cè)試儀論文目錄摘要21 系統(tǒng)概述3 1.1設(shè)計(jì)思路3 1.2設(shè)計(jì)方案的分析與選擇32單元電路設(shè)計(jì)與分析6 2.1 555單脈沖的產(chǎn)生6 2.2 555多諧振蕩器波形的產(chǎn)生7 2.3 多諧與74LS160組成的分頻電路8 2.4 單穩(wěn)態(tài)與分頻支路相與9 2.5 74LS160計(jì)數(shù)和鎖存顯示103 系統(tǒng)總述和總體電路圖14 3.1整體電路圖14 3.2系統(tǒng)綜述154 結(jié)束語(yǔ)16 4.1 收獲及體會(huì)16 4.2 遇到的問(wèn)題及解決方案16致謝18參考文獻(xiàn)19摘要：數(shù)字式電阻測(cè)試儀的基本工作原理是將待測(cè)的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)，在通過(guò)計(jì)數(shù)、譯碼，由數(shù)碼管直接將阻值顯示出來(lái)。數(shù)字化測(cè)量?jī)x器較模擬

2、儀器具有使用方便，測(cè)量精確等優(yōu)點(diǎn)。本次課程設(shè)計(jì)是針對(duì)數(shù)字式電阻測(cè)試儀的設(shè)計(jì)，介紹了數(shù)字式電阻測(cè)試儀的設(shè)計(jì)方案及其基本原理，并著重介紹了數(shù)字式電阻測(cè)試儀各單元電路的設(shè)計(jì)思路，原理及整體電路的的工作原理，控制器件的工作情況。關(guān)鍵字：555 多諧振蕩器 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 74LS160N 1系統(tǒng)概述1.1設(shè)計(jì)思路：數(shù)字式電阻測(cè)試儀的基本工作原理是將待測(cè)的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)，在通過(guò)計(jì)數(shù)、譯碼，由數(shù)碼管直接將阻值顯示出來(lái)。本設(shè)計(jì)是通過(guò)555芯片與74LS160芯片共同協(xié)作來(lái)完成的。接通電源后多諧振蕩器開(kāi)始工作，此時(shí)給555單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器一個(gè)負(fù)脈沖，使其工作，產(chǎn)生的脈沖寬度為T(mén)w，兩輸出端相與后接74LS1

3、60計(jì)數(shù)器，記錄的就是Tw寬度內(nèi)多諧產(chǎn)生的高電平個(gè)數(shù)。因待測(cè)電阻R與單穩(wěn)態(tài)的脈沖寬度Tw呈線性關(guān)系，給定參數(shù)后，高電平數(shù)即為待測(cè)電阻值。最后通過(guò)譯碼顯示，顯示出最終的結(jié)果。1.2設(shè)計(jì)方案的分析與選擇： 本次設(shè)計(jì)要求進(jìn)行電阻測(cè)量并將結(jié)果在數(shù)碼管上顯示出來(lái)，期間要進(jìn)行單位的選擇，其實(shí)就是進(jìn)行數(shù)字式歐姆表的設(shè)計(jì)。如何將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)成為本次設(shè)計(jì)的一個(gè)難點(diǎn)?？紤]到555單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器可以實(shí)現(xiàn)模數(shù)的轉(zhuǎn)換，因此我們決定采用555電路來(lái)完成。下面給出四種設(shè)計(jì)方案進(jìn)行可行性分析：方案一：用場(chǎng)效應(yīng)管運(yùn)算放大器和AD轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)。 使用場(chǎng)效應(yīng)管運(yùn)算放大器組成線性歐姆表電路。運(yùn)算放大器的同向端接穩(wěn)壓二極管，輸出經(jīng)

4、待測(cè)電阻Rx反饋到反向輸入端，反向輸入端經(jīng)一電阻R接地。由于電流表的一端接在運(yùn)算放大器的同向端，因此運(yùn)算放大器輸出與待測(cè)電阻Rx成正比。如果電流表滿(mǎn)量程則代表Rx=R。這樣待測(cè)電阻的阻值可以很容易的根據(jù)R來(lái)確定，只需改變R值即可輕易獲得待測(cè)電阻值。將獲得的電阻值經(jīng)AD轉(zhuǎn)換后與數(shù)碼管連接，則數(shù)碼管顯示電阻值。 其電路基本原理圖如下圖所示：場(chǎng)效應(yīng)管運(yùn)算放大器AD轉(zhuǎn)換電路譯碼 驅(qū)動(dòng)顯示電路 圖1.1 方案一原理圖方案二：利用橋式電路和AD轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)。 待測(cè)電阻Rx和R=1000,R1,R2,P1組成一個(gè)電阻電橋，其中P1是用來(lái)完成校準(zhǔn)過(guò)程的。運(yùn)算放大器的輸出電壓與（R-Rx）/（R+Rx）成正比，待測(cè)

5、電阻大小可通過(guò)電壓表或電流表指示出來(lái)。R和Rx可通過(guò)驅(qū)動(dòng)指示燈LED1和LED2顯示，當(dāng)R大于1000時(shí)，運(yùn)算放大器輸出低電平，LED1亮，否則LED2亮。也可以通過(guò)電表的正負(fù)指示電阻的大小。將測(cè)量出的電阻值通過(guò)AD轉(zhuǎn)換電路實(shí)現(xiàn)數(shù)制的轉(zhuǎn)換，并將其連接至數(shù)碼顯示管，最終的測(cè)量結(jié)果將在數(shù)碼管上顯示出來(lái)。其原理圖如下圖所示：譯碼 驅(qū)動(dòng)顯示電路AD轉(zhuǎn)換電路橋式電路圖1.2. 方案二原理圖方案三：用555單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和AD轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)。 根據(jù)555單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的基本工作原理可知，輸出脈沖寬度Tw與電阻R有關(guān)系Tw=1.1RC,給定C值，R將與Tw成正，R的值可通過(guò)Tw指示出來(lái)。將其通過(guò)AD轉(zhuǎn)換后與76LS1

6、60連接，結(jié)果將在數(shù)碼顯示管上體現(xiàn)出來(lái)。其原理圖如下圖所示：譯碼 驅(qū)動(dòng)顯示電路555單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路AD轉(zhuǎn)換電路 圖1.3.方案三原理圖方案四：用555多諧振蕩器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，74LS160計(jì)數(shù)器共同實(shí)現(xiàn)。 555單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的脈沖寬度與電阻呈正相關(guān)，故阻值大小可通過(guò)脈沖寬度體現(xiàn)。給定多諧振蕩器的振蕩頻率。將多諧振蕩器的振蕩周期與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的脈沖寬度相與，結(jié)果作為計(jì)數(shù)脈沖，經(jīng)由74LS160后，最終將在數(shù)碼管上顯示被測(cè)電阻值大小。555多諧振蕩器555單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器其原理圖如下所示：74LS160計(jì)數(shù)器譯碼 驅(qū)動(dòng) 顯示電路 圖1.4. 方案四原理圖綜觀上述各設(shè)計(jì)方案，各有利弊。 方案一是用場(chǎng)

7、效應(yīng)管和AD轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的，其優(yōu)點(diǎn)是校準(zhǔn)部分易于實(shí)現(xiàn)，不足之處在于數(shù)顯部分和AD轉(zhuǎn)換部分實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較困難。方案二是用橋式電路和AD轉(zhuǎn)換來(lái)完成，同樣的，校準(zhǔn)部分容易實(shí)現(xiàn)，但數(shù)顯和單位轉(zhuǎn)換，AD轉(zhuǎn)換不易實(shí)現(xiàn)。方案三用555單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和AD轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)起來(lái)存在類(lèi)似的問(wèn)題，仍是AD轉(zhuǎn)換時(shí)存在困難。 方案四采用的是555單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器，74160共同實(shí)現(xiàn)的，將電阻信號(hào)轉(zhuǎn)化為方波信號(hào)。即由0和1組成的數(shù)字信號(hào)。這樣就解決了AD轉(zhuǎn)換時(shí)帶來(lái)的困難。綜合考慮各個(gè)因素我們最終確定了將方案四作為我們最終 的設(shè)計(jì)方案。2單元電路設(shè)計(jì)2.1 555單穩(wěn)態(tài)脈沖的產(chǎn)生 555單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作原理為：接通電源瞬間，U

8、c=0V,輸出Uo=1,放電三極管T截止。Ucc通過(guò)R給C充電。當(dāng)Uc上升到2Ucc/3時(shí)，比較器C1輸出變?yōu)榈碗娖?，此時(shí)基本RS觸發(fā)器置0，輸出Uo=0。同時(shí)，放電三極管T導(dǎo)通，電容C放電，電路處于穩(wěn)態(tài)，穩(wěn)態(tài)時(shí)Ui=1。 當(dāng)輸入負(fù)脈沖后，觸發(fā)器發(fā)生旋轉(zhuǎn)，使Uo=1，電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)。由于Uo=1，三極管T截止，電源Ucc可通過(guò)R給C充電。當(dāng)電容C充電至Uc=2Ucc/3時(shí)，電路又發(fā)生反轉(zhuǎn)，輸出Uo=0，T導(dǎo)通，電容C放電，電路自動(dòng)恢復(fù)至穩(wěn)態(tài)。暫穩(wěn)態(tài)時(shí)間由RC電路參數(shù)決定，輸出脈沖寬度Tw=1.1RC。其電路圖如下所示：圖2.1.555單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作原理圖 其中，Vcc為5V的直流電壓源。R

9、為待測(cè)電阻，用滑動(dòng)變阻器實(shí)現(xiàn)電阻的調(diào)換。R2為1k的定值電阻。C3、C4、C5、C6、C7分別為不同電容值的電容，C3、C4為一組，C5、C6為一組。J1為單刀雙擲開(kāi)關(guān)，用來(lái)控制所測(cè)阻值單位，與C3、C6連接時(shí)表示所測(cè)電阻單位為歐姆，X1亮；與C2、C7連接時(shí)表示所測(cè)電阻單位為千歐姆。J2為單刀單擲開(kāi)關(guān)，用來(lái)給觸發(fā)器施加負(fù)脈沖。產(chǎn)生的波形如下圖所示：圖2.2.單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器波形圖2.2 555多諧振蕩器波形的產(chǎn)生： 多諧振蕩器與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作原理很相似，都是通過(guò)電阻電容的充放電完成的。當(dāng)接通電源Ucc后，電容C上的初始電壓為0V，比較器C1、C2輸出為1和0，使Uo=1，放電管T截止，電源通

10、過(guò)R1、R2向C充電。Uc上升至2Ucc/3時(shí)，RS觸發(fā)器被復(fù)位，使Uo=0，T導(dǎo)通，電容C通過(guò)R2到地放電，Uc開(kāi)始下降，當(dāng)Uc降到Ucc/3時(shí)，輸出Uo又翻回到1狀態(tài)，放電管T截止，電容C又開(kāi)始充電。如此周而復(fù)始，就可在3腳輸出矩形波信號(hào)。電容C上的充電時(shí)間T1和放電時(shí)間T2分別為：T1=0.7(R1+R2)C T2=0.7R2C輸出矩形波的周期為：T=T1+T2=0.7(R1+2R2)C 振蕩頻率：f=1/T=1.44/(R1+2R2)C 占空比：q=(R1+R2)/(R1+2R2) 如果R1>>R2，則q=1,Uc近似為鋸齒波。其電路圖如下所示：圖2.3.555多諧振蕩器的

11、工作原理圖產(chǎn)生的輸出波形如下所示： 圖2.4. 555多諧振蕩器的輸出波形2.3多諧與74LS160組成的分頻電路 將多諧振蕩器的輸出作為74LS160的觸發(fā)脈沖端，因74LS160為十進(jìn)制計(jì)數(shù)，即每輸入一個(gè)觸發(fā)脈沖，計(jì)數(shù)器跳轉(zhuǎn)一次。將四個(gè)74LS160進(jìn)行級(jí)聯(lián)，當(dāng)?shù)臀黄?jì)數(shù)十次，十位片計(jì)數(shù)一次。以此類(lèi)推，個(gè)位片計(jì)數(shù)一百次，百位片計(jì)數(shù)一次，低位片計(jì)數(shù)一千次，千位片計(jì)數(shù)一次。將四個(gè)計(jì)數(shù)器的QA端引出，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入信號(hào)的四次分頻。 本設(shè)計(jì)中，當(dāng)給定多諧的頻率為2MHz時(shí)，第一個(gè)分頻電路即U1的輸出頻率為1MHz，第二個(gè)分頻電路即U2的輸出頻率為100KHz,依次U3的輸出頻率為10KHz，U4的

12、輸出頻率為1KHz,這樣就實(shí)現(xiàn)了對(duì)輸出信號(hào)的四次分頻。 用第一個(gè)分頻電路來(lái)控制阻值范圍在100的電阻，第二個(gè)分頻電路用來(lái)控制組織在100-1K的電阻，第三個(gè)分頻電路用來(lái)控制1K-10K的電阻，最后一個(gè)分頻電路用來(lái)控制10K-100K的電阻，這樣就將測(cè)量電阻進(jìn)行了細(xì)化，使得測(cè)量更加精確。電路圖如下所示：圖2.5.分頻電路圖2.4單穩(wěn)態(tài)與分頻支路相與 將單穩(wěn)態(tài)與分頻電路的某一支分別作為74LS09的輸入端，實(shí)現(xiàn)相與的功能，結(jié)果作為74LS160的觸發(fā)脈沖。如下所示：圖2.6.與門(mén)相與后的波形如下圖所示：圖2.7.與門(mén)輸出波形圖2.5 74LS160計(jì)數(shù) 本設(shè)計(jì)中的74LS160芯片是用于計(jì)數(shù)的，因

13、最終結(jié)果要顯示四位，故要用四個(gè)74LS160芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)。單穩(wěn)態(tài)和分頻電路相與后產(chǎn)生的如圖2.7.所示的單脈沖的個(gè)數(shù)就是由其計(jì)數(shù)的。由于74LS160為十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，為使她能夠?qū)λ奈皇M(jìn)制數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，需將其拓展，即級(jí)聯(lián)。74LS160得級(jí)聯(lián)方式很多，本設(shè)計(jì)中，我們使用低位片的進(jìn)位，作為高位片的觸發(fā)脈沖來(lái)實(shí)現(xiàn)。即低位片每向高位進(jìn)為一次，高位計(jì)數(shù)一次。由此可實(shí)現(xiàn)10000進(jìn)制計(jì)數(shù)。計(jì)時(shí)器的清零可通過(guò)開(kāi)關(guān)J6來(lái)實(shí)現(xiàn)。將計(jì)數(shù)器的清零端即ROC同時(shí)接到開(kāi)關(guān)上。開(kāi)關(guān)常開(kāi)，即接1。每當(dāng)需要更換電阻時(shí)，將開(kāi)關(guān)閉合后打開(kāi)，即為0。以此實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)器清零74LS160級(jí)聯(lián)圖如下所示：圖2.8.計(jì)數(shù)器級(jí)聯(lián)圖鎖存器鎖存電路

14、 本設(shè)計(jì)中的鎖存功能是通過(guò)74LS74實(shí)現(xiàn)的。D觸發(fā)器具有鎖存功能，當(dāng)CP時(shí)鐘脈沖未到來(lái)時(shí)，觸發(fā)器出入端的狀態(tài)不影響輸出狀態(tài)。當(dāng)CP脈沖到來(lái)時(shí)，觸發(fā)器輸出狀態(tài)與當(dāng)前時(shí)刻輸入端的狀態(tài)相同。 一個(gè)74LS74芯片中包含有兩個(gè)D觸發(fā)器，故要實(shí)現(xiàn)對(duì)從四個(gè)74LS160出來(lái)的16個(gè)二進(jìn)制數(shù)的鎖存，需要8個(gè)74LS74芯片。為順利實(shí)現(xiàn)鎖存功能，考慮再三，我們決定，利用單穩(wěn)態(tài)的輸出脈沖來(lái)控制8個(gè)74LS74芯片。當(dāng)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器產(chǎn)生下降沿時(shí)，它的非為上升沿。因此，將單穩(wěn)態(tài)的輸出與1相與后，即對(duì)單穩(wěn)態(tài)的輸出求非后，作為74LS74的觸發(fā)脈沖。每一個(gè)D觸發(fā)器可以實(shí)現(xiàn)一位鎖存，也就是說(shuō)，對(duì)四輸出的74LS160，每

15、一個(gè)芯片都需要兩個(gè)74LS74來(lái)實(shí)現(xiàn)四位鎖存。因此，U11和U12來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)U7中四個(gè)數(shù)的鎖存，U13和U14用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)U8中的數(shù)的鎖存，U15和U16實(shí)現(xiàn)對(duì)U9中四個(gè)數(shù)的鎖存，U17和U18用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)U10中四個(gè)數(shù)的鎖存，這樣經(jīng)四個(gè)74LS160計(jì)數(shù)的16個(gè)數(shù)就實(shí)現(xiàn)了鎖存。74LS00可實(shí)現(xiàn)與非功能，如下圖所示：圖2.9.與非門(mén)鎖存器的連接圖如下所示：圖2.10.鎖存器連接圖數(shù)碼管顯示 本設(shè)計(jì)所使用的數(shù)碼顯示管是DCD-HEX，可同時(shí)完成譯碼和顯示兩個(gè)功能。用74160N計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)后的信號(hào)輸入到數(shù)碼顯示管，顯示管內(nèi)的譯碼器先譯碼，然后通過(guò)與譯碼器相連的發(fā)光二極管，顯示出數(shù)字，從而就實(shí)現(xiàn)了數(shù)字顯

16、示功能。四位顯示最大能顯示到9999，因此對(duì)于大于此量程的數(shù)據(jù)就不能記錄了，需要用一個(gè)報(bào)警裝置來(lái)提新用戶(hù)，當(dāng)數(shù)值超過(guò)量程時(shí)，就必須換擋位或者換別的儀器進(jìn)行測(cè)量。 為了解決這個(gè)問(wèn)題，我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)燈來(lái)充當(dāng)這個(gè)報(bào)警裝置，用一個(gè)與門(mén)連接四個(gè)74160N的進(jìn)位端，即RCO端，在與門(mén)的另一端接一個(gè)555構(gòu)成的報(bào)警裝置，當(dāng)出現(xiàn)9999時(shí)，蜂鳴器就發(fā)出報(bào)警聲，則表明待測(cè)電阻阻值過(guò)大，選擇的量程小了，應(yīng)該更換檔位。這同時(shí)也就實(shí)現(xiàn)了檔位的選擇調(diào)整。數(shù)碼顯示管與報(bào)警裝置的連接圖如下所示：圖2.11.數(shù)碼顯示管聯(lián)結(jié)圖3系統(tǒng)總述和總體電路圖3.1系統(tǒng)綜述 這次設(shè)計(jì)，我們使用了兩個(gè)555，一個(gè)用來(lái)產(chǎn)生單脈沖，一個(gè)是多諧

17、震蕩，能產(chǎn)生多諧振蕩的555電路，經(jīng)四個(gè)74LS160分頻后，經(jīng)其中一個(gè)支路的輸出與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸出信號(hào)通過(guò)74LS09實(shí)現(xiàn)相與，再輸入到74LS160計(jì)數(shù)器，74LS160計(jì)數(shù)后，計(jì)數(shù)結(jié)果送至74LS74進(jìn)行鎖存，最后通過(guò)數(shù)碼顯示管顯示出來(lái)，數(shù)碼管顯示的數(shù)字即為電阻阻值。 至于為什么數(shù)碼管顯示的數(shù)字可以直接作為電阻阻值，其原理是：555產(chǎn)生單脈沖，其時(shí)間Tw為一個(gè)時(shí)間長(zhǎng)度，即為脈沖寬度。然后多諧振蕩產(chǎn)生連續(xù)的方波，其時(shí)間長(zhǎng)度遠(yuǎn)小于單脈沖，即其脈沖寬度遠(yuǎn)小于單脈沖，單脈沖的脈沖寬度是多頻的整數(shù)倍。相與后輸出的脈沖個(gè)數(shù)就是Tw時(shí)間內(nèi)脈沖的個(gè)數(shù)。電阻通過(guò)555轉(zhuǎn)化為T(mén)w，而輸出的就是Tw的值。

18、根據(jù)555的性質(zhì)由相關(guān)公式Tw=1.1RC知，要測(cè)電阻就必須知道Tw和R的值，Tw可以測(cè)出，而C的值我們將其設(shè)置為1/1.1，這樣，Tw=R，所以我們可以將數(shù)碼管顯示的數(shù)字直接作為電阻值。在單脈沖產(chǎn)生部分，我們之所以選擇兩個(gè)電容串聯(lián)作為一組電容而不是使用一個(gè)電容一組，是因?yàn)闆](méi)有以1/1.1為數(shù)值大小的電容。兩個(gè)電容串聯(lián)后的電容C與兩個(gè)電容C1和C2之間滿(mǎn)足1/C=1/C1+1/C2，所以我們選擇大小為1和10的電容串聯(lián)。 這次課程設(shè)計(jì)，要求測(cè)量的電阻阻值范圍為100到100K，并且要求用4位數(shù)碼管顯示，為了提高測(cè)量精度，我們選用了由多諧振蕩器構(gòu)成的分頻器來(lái)把阻值范圍再進(jìn)行細(xì)化，使得測(cè)量更加精確

19、。 總的來(lái)說(shuō)，本設(shè)計(jì)的基本思路就是利用555，將電阻的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)為數(shù)字信號(hào)，再用計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)，最后通過(guò)數(shù)碼管譯碼、驅(qū)動(dòng)、顯示出來(lái)。對(duì)這個(gè)基本思路進(jìn)行一系列細(xì)化、改進(jìn)，最終就完成了本次設(shè)計(jì)。3.2總體電路圖 圖3.1.總電路圖4結(jié)束語(yǔ)4.1收獲及體會(huì)： 本次課程設(shè)計(jì)為期兩周，中間還進(jìn)行了一次專(zhuān)業(yè)英語(yǔ)的考試，加上本設(shè)計(jì)需要尋找大量的資料，時(shí)間其實(shí)還是比較緊迫的。這次設(shè)計(jì)是我們?nèi)齻€(gè)人一起完成的，剛開(kāi)始大家思路很不一致，各有各的想法，最后經(jīng)過(guò)商量討論后確定了一個(gè)最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。 通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，不僅提高了我們對(duì)知識(shí)的理解程度，同時(shí)也讓我們認(rèn)識(shí)到團(tuán)隊(duì)合作的重要性。一個(gè)人的知識(shí)肯定很有限，有想法提出來(lái)

20、，大家一起完善豐富，期間產(chǎn)生了很多非常有創(chuàng)意的想法。所謂一人計(jì)短二人計(jì)長(zhǎng)，也許就是這個(gè)道理吧. 這次課程設(shè)計(jì)，我們組抽到的這個(gè)題特點(diǎn)是涵蓋面很廣，不僅有數(shù)電方面的知識(shí)還包括模電、電路等，因題目只給出了最后需要達(dá)到的效果及要求，因而可供思考的余地很寬，這也給了我們充分的發(fā)揮空間。 通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我們深刻的認(rèn)識(shí)到知識(shí)間的融會(huì)貫通很重要，學(xué)習(xí)知識(shí)就是為了使用，學(xué)得好不算什么，更重要的是要學(xué)以致用，將平時(shí)所學(xué)應(yīng)用到日常生活中去，才是我們所要達(dá)到的目標(biāo)。今年的課程設(shè)計(jì)給的題目都是經(jīng)常使用的，平常都有所接觸。就拿我們這組的題目來(lái)說(shuō)，其實(shí)它的本質(zhì)就是設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字式的歐姆表。不管是單獨(dú)的一個(gè)歐姆表還是萬(wàn)用

21、表的其中一個(gè)功能，這都是我們經(jīng)常使用的。這些我們都會(huì)使用，但其內(nèi)部構(gòu)造，設(shè)計(jì)原理，設(shè)計(jì)理念等恐怕還真沒(méi)幾個(gè)人留意過(guò)。通過(guò)這次做課程設(shè)計(jì)，不僅加深了對(duì)這種測(cè)量?jī)x器的了解，使得以后使用起來(lái)更加得心應(yīng)手，也教給了我們一些基本的設(shè)計(jì)方法及要領(lǐng)，這無(wú)疑對(duì)我們以后是有很大幫助的。4.2遇到的問(wèn)題及解決方案：1、數(shù)模轉(zhuǎn)換 這個(gè)問(wèn)題可以說(shuō)是整個(gè)設(shè)計(jì)中最難的部分了。一開(kāi)始我們想的是用AD轉(zhuǎn)換來(lái)實(shí)現(xiàn)，可是沒(méi)有學(xué)過(guò)，書(shū)本上也只是泛泛的講解了一下，想要靠自學(xué)完全弄清楚，顯然難度系數(shù)比較大，再說(shuō)了時(shí)間也不允許。搜集了一些資料后發(fā)現(xiàn)用555也可以實(shí)現(xiàn)數(shù)模的轉(zhuǎn)換，正好是剛學(xué)過(guò)的，遂轉(zhuǎn)換思路用555實(shí)現(xiàn)數(shù)模的轉(zhuǎn)換。2、發(fā)光二

22、極管的擺放位置 本設(shè)計(jì)要求用紅綠發(fā)光二極管分別來(lái)表示不同的單位，紅燈亮表示單位為，綠燈表示K。一開(kāi)始想的是將這兩個(gè)發(fā)光二極管和數(shù)碼顯示管的千位連接在一起，因?yàn)闇y(cè)量范圍為100-100K，故可用最高位來(lái)控制發(fā)光二極管，為0時(shí)表示單位為，紅燈亮，為1時(shí)表示單位為K，綠燈亮。但最后發(fā)現(xiàn)這個(gè)方法不可行，因?yàn)檫@樣產(chǎn)生的誤差已將近50%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于規(guī)定的誤差范圍。經(jīng)商討后覺(jué)得可以將這兩個(gè)二極管分別與兩組電容連接，在大電容側(cè)表示測(cè)量的是小電阻，單位為，紅燈亮；與小電容側(cè)連接表示測(cè)量的是大電阻，單位為K，綠燈亮。驗(yàn)證后發(fā)現(xiàn)該方法切實(shí)可行。3、仿真時(shí)發(fā)現(xiàn)555芯片燒壞了 進(jìn)行仿真時(shí)發(fā)現(xiàn)在555芯片的OUT端出現(xiàn)了

23、被燒壞的現(xiàn)象，多次試驗(yàn)后現(xiàn)象仍存在，和其他組同學(xué)商量后發(fā)現(xiàn)他們組也存在類(lèi)似的問(wèn)題，不過(guò)重新?lián)Q一個(gè)型號(hào)的管子后就可以了，遂果斷決定換另一種型號(hào)的芯片，問(wèn)題得到解決，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因可能是芯片的耐壓值太小造成的。4、校正部分 剛開(kāi)始時(shí)只是側(cè)重于電路的設(shè)計(jì)，忽略了一個(gè)很重要的部分-校正部分，因本實(shí)驗(yàn)還特別要求所設(shè)計(jì)出來(lái)的歐姆表要可以進(jìn)行校正，意識(shí)到還存在這個(gè)問(wèn)題后，又著力于攻克它。因待測(cè)電阻值與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的脈沖寬度是呈線性關(guān)系的，因此不能在單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器中做改動(dòng)，只能在多諧振蕩器中做改動(dòng)，一開(kāi)始多諧中的各參數(shù)都是已經(jīng)經(jīng)過(guò)計(jì)算給定的，將其中的固定電阻換成滑線變阻器，先給定值，發(fā)現(xiàn)待測(cè)電阻值與顯示管中

24、的數(shù)值不一致時(shí)，進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)。其實(shí)就相當(dāng)于反饋部分，當(dāng)輸出出現(xiàn)偏差時(shí)反饋給輸入，進(jìn)行調(diào)節(jié)。這樣校正部分也就實(shí)現(xiàn)了。5、測(cè)量精度問(wèn)題 總的電路設(shè)計(jì)出來(lái)后，仿真時(shí)發(fā)現(xiàn)存在嚴(yán)重的測(cè)量誤差。分析后發(fā)現(xiàn)問(wèn)題應(yīng)該是出在單穩(wěn)態(tài)那一部分，我們當(dāng)時(shí)的想法是通過(guò)J2的開(kāi)與斷來(lái)控制單穩(wěn)態(tài)工作，老師告訴我們手動(dòng)控制開(kāi)關(guān)無(wú)法保證所給負(fù)脈沖的寬度，為0時(shí)間過(guò)長(zhǎng)就會(huì)產(chǎn)生較大的測(cè)量誤差，可換成常斷開(kāi)關(guān)。改進(jìn)后發(fā)現(xiàn)誤差有所減小，但還是不夠理想，請(qǐng)教老師后，才發(fā)現(xiàn)是因?yàn)殡娐分凶柚弟S遷太大，換擋后一下子從變成了K，中間有很多數(shù)值都無(wú)法測(cè)量出來(lái)，老師建議我們加一個(gè)分頻電路將從多諧振蕩器處產(chǎn)生的波進(jìn)行分頻，這樣就對(duì)所測(cè)量電阻進(jìn)行了更加細(xì)致的劃分。剛開(kāi)始我們只有兩個(gè)檔位，和K，加分頻電路后變成了四個(gè)檔位，100，1K，10 K和100 K，這樣