电容数字测量仪--毕业设计(3)

图1—3方案Ⅲ电容测量框图

1.3.2 方案比较，做出初步选择

方案Ⅰ采用了A/D转换器，价格比较昂贵；方案Ⅱ比较复杂，安装调试困难；方案Ⅲ电路简单，采用之

1.3.3 可行性分析

经分析可知上图确实可行，其电容数字显示测量电路的详细框图如下：（图1—4）

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图1—4 电容数字显示测量电路的详细框图

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第二章 系统总体设计的概述

第2.1节 单元电路设计

2.2.1 低频方波发生器

采用普通的CMOS反向器CC40106构成，如图所示。低频方波发生器的振荡周期应选在1s左右。利用公式 R=R1=R2， T=1.8RC=1s左右估算各参数值。经计算得C=0.15uF，R1=R2=3.6 K? （如图2—1示）

图2—1低频方波发生器框图

2.2.2 标准脉冲发生器

采用LM324集成运放，如图所示，此图中用R3和Rp串联作为Ro外，R1、R2 和R应满足对称平衡条件，即R1∥ R2 =R ，R4和R5起衰减作用，经粗略计算得R1=R2=16.5K? R3+ R4 =8.28 K? R4 =2 K? R5=1 K? （如图2—2所示）

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图2—2标准脉冲发生器框图

2.2.3 单稳态电路

单稳态电路只有一个稳定状态。在外界触发脉冲的作用下，电路从稳态翻转到暂态，在暂态维持一段时间之后，又返回稳态，并在输出端产生一个矩形脉冲, 采用集成5G7555定时器，如图（2—3）R=1K?，C=0.01μF

图2—3单稳态电路框图

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2.2.3.1 555定时器的工作原理

555定时器原理图及引线排列如图1 所示。其功能见表1。定时器内部由比较器、分压电路、RS 触发器及放电三极管等组成。分压电路由三个5K 的电阻构成，分别给1 A 和2 A 提供参考电平2/3 DD U 和1/3 DD U 。1 A 和2 A 的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。当输入信号自6 脚输入大于2/3 DD U 时，触发器复位，3 脚输出为低电平，放电管T 导通；当输入信号自2 脚输入并低于1/3 DD U时，触发器置位，3 脚输出高电平，放电管截止。4 脚是复位端，当4 脚接入低电平时，则o U =0；正常工作时4 接为高电平。5 脚为控制端，平时输入2/3 DD U作为比较器的参考电平，当5 脚外接一个输入电压，即改变了比较器的参考电平，从而实现对输出的另一种控制。如果不在5 脚外加电压通常接0.01μF 电容到地，起滤波作用，以消除外来的干扰，确保参考电平的稳定。

555 定时器的内部框图及引脚排列如图（2—4）所示

图2—4 555 定时器的内部框图及引脚排列图

555 定时器的功能见表2.1

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