终稿x - 数字式电阻测试仪.docx

222401060125韦蓝鑫数字式电阻测试仪电工与电子技术课程设计 课题名称 数字电阻测试仪 班 级 24010601 姓 名 韦蓝鑫 指导教师 楚 岩 日 期 2008年12月25日 目 录第一部分 系统方案论证与比较3第二部分 单元电路设计与分析 8第三部分 心得体会及总结17第四部分 附参考文献及各模块电路图18 数字式电阻测试仪摘要： 本系统根据要求设计了一可以数字显示的电阻测量仪，电阻值由四位段七位数码管显示，要求设计量程为100100K，红绿灯显示单位。关键字：时钟脉冲电路 555定时器 计数 锁存 译码 显示第一部分 系统方案论证与比较本设计根据要求设计一个能用四位七段数码管显示的电阻测试仪。我们有这样的思路，可把测试系统划分为两个部分，一是测试电路，二是显示电路。此外还需要其它相应的比较电路等，在本论文的第二部分将对各部分进行详细说明介绍。现在我我们先来了解一下测量电阻的方法都有哪些。目前，电阻R的测量的方法很多，方法各不相同，这些方法都有其优缺点。电阻的测量，最基本的就是根据R的定义来测量，即R=U/I。还有限流法和分压以及电桥法等。在保证精度的前提下，还可以用RC振荡电路来实现电阻大小的测量。下面对各种方法进行介绍及比较：一 伏安法测电阻图3 图21原理：根据部分电路欧姆定律。2控制电路的选择控制电路有两种：一种是限流电路（如图2）；另一种是分压电路（如图3）。 （1）限流电路是将电源和可变电阻串联，通过改变电阻的阻值，以达到改变电路的电流，但电流的改变是有一定范围的。其优点是节省能量；一般在两种控制电路都可以选择的时候，优先考虑限流电路。 （2）分压电路是将电源和可变电阻的总值串联起来，再从可变电阻的两个接线柱引出导线。如图3，其输出电压由ap之间的电阻决定，这样其输出电压的范围可以从零开始变化到接近于电源的电动势。在下列三种情况下，一定要使用分压电路： 要求测量数值从零开始变化或在坐标图中画出图线。 滑动变阻器的总值比待测电阻的阻值小得多。 电流表和电压表的量程比电路中的电压和电流小。3测量电路 由于伏特表、安培表存在电阻，所以测量电路有两种：即电流表内接和电流表外接。（1）电流表内接和电流表外接的电路图分别见图4、图5 图6图4图5（2）电流表内、外接法的选择， 、已知RV 、 RA及待测电阻RX的大致阻值时若Rx/RvRv/Rx，选用内接法，Rx/Rv50%如果R1R2，则q约等于1，UC近似为锯齿波。3 LED七段数码管七段数码管：数码由分布在同一平面上若干段发光的笔画组成，如半导体显示器。半导体数码管BS201A半导体数码管是分段式半导体显示器件，其基本结构是PN结，即用发光二极管（LED）组成字型来来显示数字。这种数码管的每个线段都是一个发光二极管，因此也称LED数码管或LED七段显示器。 BCD-七段显示译码器（74LS48）因为计算机输出的是BCD码，要想在数码管上显示十进制数，就必须先把BCD码转换成 7 段字型数码管所要求的代码。我们把能够将计算机输出的BCD码换成 7 段字型代码，并使数码管显示出十进制数的电路称为“七段字型译码器”。 1）输入：8421BCD码，用A3 A2 A1 A0表示（4位）。 2）输出：七段显示，用Ya Yg 表示（7位） 3）逻辑符号： 数码的显示方式一般有三种：第一种是字形重叠式，它是将不同字符的电极重叠起来，要显示某字符，只须使相应的电极发亮即可，如辉光放电管、边光显示管等。第二种是分段式，数码是由分布在同一平面上若干段发光的笔划组成，如荧光数码管等。第三种是点阵式，它由一些按一定规律排列的可发光的点阵所组成，利用光点的不同组合便可显示不同的数码，如场致发光记分牌。 数字显示方式目前以分段式应用最普遍，图5.3.6表示七段式数字显示器利用不同发光段组合方式，显示015等阿拉伯数字。在实际应用中，1015并不采用，而是用2位数字显示器进行显示。 按发光物质不同，数码显示器可分为下列几类： （1）半导体显示器，亦称发光二极管显示器； （2）荧光数字显示器，如荧光数码管、场致发光数字板等；（3）液体数字显示器，如液晶显示器、电泳显示器等；（4）气体放电显示器，如辉光数码管、等离子体显示板等。 如前所述，分段式数码管是利用不同发光段组合的方式显示不同数码的。因此，为了使数码管能将数码所代表的数显示出来， 必须将数码经译码器译出，然后经驱动器点亮对应的段。例如，对于8421码的0011状态，对应的十进制数为3，则译码驱动器应使 a、b、c、d、g各段点亮。即对应于某一组数码，译码器应有确定的几个输出端有信号输出，这是分段式数码管电路的主要特点。 第三部分 心得体会及总结小结：本设计总体思想是将电阻值转换为频率信号，通过对频率信号进行计数、锁存、译码、显示过程最后实现对电阻的测量。本设计基本能达到设计要求，但由于时间紧迫，整个设计还存在一些不足之处：1 自动校准功能未能实现；2 测试精度不是很高。3 替代问题：在参阅相关资料时，在引用一些电路图按照原图无法实现相应的功能，电路的思路是正确的，可能是由于参数选的不合适的原因，所以自己对这些部分电路或器件进行了相应的替换，例如在控制电路部分，由于参照参考书上的数据进行了多次的仿真实验，但都得不到合适的结果，最后我只能将此部分进行替换为另外的电路图，该模块的最终连接图可参见附图。4 电路整体思想是正确的，但是在参数设计上还有所欠缺，达不到最理想的效果。体会：在本次课设中，我遇到了不少困难。从开始搜集资料到后来的方案确定过程，特别是在确定方案的时候，一开始甚至不知从何着手。我充分的认识到，课程设计对一名大学生来说是多么的重要，它可以帮助我们及时地将自己所学的理论知识与实践相结合的，并提高自己的动手及解决问题的能力。在遇到问题的时，我学会了从哪些角度来思考并寻找解决问题的办法，比如上网或图书馆搜集资料、或请教老师以及和同学讨论等，这些过程对自己的学习与进步十分重要，在这些过程中，我学会了合作、学会了找出问题的所在并着手解决问题，总之受益匪浅。在此我要特别感谢我的舍友所给予我的帮助，还有何宏亮同学在我使用MULTISIM软件过程中替我解决了不少问题，任倩倩和二班的赵虎以及贾晨同学在我设计之初给我提供了很好的思路，特别是四班的刘德鑫同学给了我最大的支持，没有他的LENOVO笔记本电脑，就没有我这份设计论文，最后对在本次课设过程中帮助过我的楚岩老师以及所有同学一并表示最由衷的感谢！第四部分 参考文献及附图附各模块电路图如下：一时钟脉冲模块：产生500HZ频率的窄脉冲，效果较好。二控制电路模块：经过多次调试，该模块电路功能不是很好，所产生的矩形波失真比较严重，波形近似于梯形由于时间原因，未能使该模块功能达到最理想的效果。因此我用一个多谐振荡电路来代替上图中前半部分的微分电路，修改后的电路如下图所示三数码显示模块：该模块最初拟用74ls90实现计数功能，但由于连接时对其管脚连接有点陌生，最终决定改用74LS161来代替74LS90实现十进制计数。其最终实现图如下:74LS48译码74LS75锁存74LS161计数数字式电阻测试仪整机电路图参考资料及文献：1.全国大学生电子设计竞赛培训系列教程基本技能训练与单元电路设计高吉祥等 电子工业出版社2.