Войти в мой кабинет
Регистрация
ГОТОВЫЕ РАБОТЫ / КУРСОВАЯ РАБОТА, РАЗНОЕ

Цифровой измеритель ёмкости конденсаторов.

irina_k200 204 руб. КУПИТЬ ЭТУ РАБОТУ
Страниц: 17 Заказ написания работы может стоить дешевле
Оригинальность: неизвестно После покупки вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100% с помощью сервиса
Размещено: 17.09.2020
Целью курсового проекта является разработка цифрового измерителя ёмкости конденсаторов. Цифровой измеритель ёмкости должен реализовывать время-импульсный метод на микропроцессоре КР580ВМ80. Диапазон измерения должен лежать в пределах 10 пФ - 10 нФ. Индикация показаний должна отображаться на четырёхразрядный матричный индикатор. Связь с ПК должна осуществляться по параллельному интерфейсу. В соответствии с поставленной целью задачами курсового проекта являются: ? проведение анализа научно-технической литературы, посвященной вопросам разработки цифровых измерителей ёмкости конденсаторов; ? разработка структурной схемы цифрового измерителя ёмкости конденсаторов; ? расчет и проектирование схемы электрической принципиальной цифрового измерителей ёмкости конденсаторов.
Введение

За последние 20 лет измерительная техника значительно изменилась в лучшую сторону. Аналоговые измерительные приборы практически полностью были вытеснены цифровыми. Благодаря этому стало возможным применение измерительных приборов с цифровой индикацией (ЦИ) вместо стрелочной индикации. Это существенно повысило точность и скорость измерений, сделало измерения более удобными, практически полностью устранило глазомерные ошибки, а также позволило автоматизировать измерительные процессы. Благодаря сравнению измеряемой величины со стабильными образцовыми мерами и снятию ограничений на точность отсчета измеряемого параметра обеспечивается высокая точность измерения сигналов и параметров электрической цепи цифровыми приборами, в сравнении с аналоговыми.
Содержание

Введение 4 Описание электрической принципиальной схемы 6 1 Блок управления 6 2 Блок дешифрации адресов 7 3 Блок измерения 8 4 Блок индикации 13 5 Блок сопряжения с ПК 15 Список использованных источников 18
Список литературы

1 Махнанов, В.Д. Устройство частотного и время-импульсного преобразования [Текст] / В.Д. Махнанов, Н.Т. Милохин. - М. : Энергия, 1970. - 129 с. 2 Зубаль, И. Компьютер в роли осциллографа, спектроанализатора, частотомера и генератора [Электронный ресурс] – URL: http://www.ferra.ru/ru/system/s17758/. 3 Шляндин, В.М. Цифровые измерительные приборы [Текст] – М., Энергия, 1972. 4 Микропроцессоры и микропроцессорные комплекты интегральных микросхем. В 2 томах. Том 1. Справочник. Под редакцией В.А. Шахнова. Справочное издание. – М.: Изд-во «Радио и связь». Редакция литературы по электронной технике, 1988. 5 Техническая документация SDTX-210-N [Электронный ресурс] – URL: http://lib.chipdip.ru/054/DOC000054738.pdf 6 Асмолов, Г.И. Цифровые интегральные микросхемы Ч.2. Комбинационные схемы средней степени интеграции: Учебное пособие [Текст] – М., МАДИ (ГТУ), 2007– 73 с. 7 Texas Instruments. Фирменная документация xx555 Precision Timers [Электронный ресурс] – URL: http://www.google.ru/url?url=http://www.ti.com/ lit/ds/symlink/ne555.pdf&rct=j&q=&esrc=s&sa=U&ei=dTlbVKW8Ac3xarifguAJ&ved=0CB8QFjAF&usg=AFQjCNF5CHO5-Z7JsWUVsDuzTlQJpjzXdg. 8 Описание таймера NE555 [Электронный ресурс] – URL: http://www.joyta.ru/619-opisanie-tajmera-ne555. 9 Техническая документация CA56-21EWA [Электронный ресурс] – URL: http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/233395/KINGBRIGHT/CA56-21EWA.html. 10 Сыпин, Е.В. Цифровые измерительные устройства: методические рекомендации по курсовому проектированию. [Текст] / Е.В. Сыпин, Н.Ю. Тупикина, Е.С. Повернов. – Бийск: Изд-во Алт. гос. техн. ун-та, 2010. – 108 с. 11 Параллельный программируемый интерфейс КР580ВВ55А [Электронный ресурс] – URL: http://www.techmatch.ru/mabirs-813-1.html 12 Подбор биполярного транзистора по требуемым параметрам [Электронный ресурс] – режим доступа: http://paratran.com/1ExtendedSearch.php. 13 Сыпин, Е.В. Принципы построения цифровых измерительных приборов: методические рекомендации [Текст] / Е.В. Сыпин, Е.С. Повернов, Е.В. Берестова; Алт. гос. техн. ун-т, БТИ. – Бийск: Изд-во Алт. гос. техн. ун-та, 2009. – 31 с. 14 Техническая документация ADG1609 [Электронный ресурс] – URL: http://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/ADG1608_1609.pdf.
Отрывок из работы

1 Блок управления В качестве устройства управления (DD1) выбран микропроцессор КР580ВМ80. В качестве тактового генератора (DD9) используется микросхема КР580ГФ24. Данная микросхема была выбрана, так как она входит в микропроцессорный комплект серии КР580 и специально спроектирована для выполнения этих функций. КР580ГФ24 – это генератор тактовых сигналов фаз C1, C2, предназначен для синхронизации работы микропроцессора КР580ВМ80. Для стабилизации тактовой частоты применяется внешний резонатор ZQ1 с согласующим конденсатором C1. Цепь R10,C3,VD1 используется для формирования импульса сброса микропроцессора в момент включения, включенными по типовой схеме. Резистор R1 используется для формирования напряжения высокого уровня на выводе RDY. Номиналы элементов были взяты в соответствии с типовой схемой. Согласно рекомендациям конденсатор С1 должен иметь емкость 10пФ, емкость конденсатора С3=10 мкФ, сопротивление резистора R1=1кОм, сопротивление резистора R10=100кОм. Так как особых требований к этим компонентам не предъявляется, используем бескорпусные толстопленочные конденсаторы SMD 0805 и резисторы общего назначения CF-100 в связи с их доступностью и низкой стоимостью. В качестве кнопки без фиксации (SB1) выбрана миниатюрная кнопка SDTX-210-N подходящая по напряжению и имеющая малые габариты. Программа для микропроцессора хранится в постоянном запоминающем устройстве (DD3). В качестве микросхемы ПЗУ используется микросхема КР573РФ5, которая имеет 8 разрядную шину данных, объем памяти 2 кБ (что достаточно для записи в нее программы) и меньшее (по сравнению с КР573РФ2) энергопотребление. На вход разрешения записи данных постоянно подается логическая единица, следовательно, ПЗУ доступно только для чтения. Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) используется для хранения переменных программы и ее стека. В качестве микросхемы ОЗУ выбрана К537РУ10 (DD4) объемом 2 кБ. Выбор КР537РУ10 основан тем, что микросхемы меньшего объема памяти несовместимы с данным микропроцессором либо по числу разрядов (четырехразрядные и одноразрядные микросхемы) или по способу организации шины данных (необходима двунаправленная шина, а микросхемы меньшего объема имеют обычно шину входов и шину выходов), поэтому была выбрана микросхема из серии К537. 2 Блок дешифрации адресов Дешифратор адреса (DD2) установлен в схеме для фильтрации адресного пространства между разными блоками и элементами схемы, с целью избегания ошибок при доступе к шине данных микропроцессора (DD1). В качестве дешифратора адреса (DD2) выбрана микросхема К555ИД10 так как она имеет достаточное количество входов и выходов, обеспечивает инверсию выходов и потребляет малое значение тока (11,5 мА). Для обращения к ПЗУ (DD3), ОЗУ (DD4) и параллельному порту ввода-вывода КР580ВВ55 (DD5) требуется инвертировать сигнал с вывода RC микропроцессора. Для выполнения этой функции используется инвертор (DD7.1). К данной микросхеме жестких требований не предъявляется и может быть использована любая микросхема, выполняющая аналогичные функции. В качестве инвертора выбрана микросхема К555ЛН1. Микросхема представляет ту же серию (К555), что и дешифратор (DD2). 3 Блок измерения Блок измерения состоит из ручного переключателя предела измерения (SA1), аналогового мультиплексора (DA1) и таймера (DD10), включенного по схеме генератора прямоугольных импульсов. В качестве таймера (DD10) выбрана микросхема NE555. Микросхема NE555 – это прецизионный интегральный таймер. Напряжение питания от 4,5 до 18 вольт. Выбор микросхемы NE555 обусловлен высокой точностью таймера, которая устойчива к изменению напряжения питания и составляет меньше 1% от расчетного значения. Условное графическое изображение таймера NE555 представлено на рисунке 1. Этот таймер имеет 2 основных режима работы: моностабильный мультивибратор и генератор прямоугольных импульсов. Для измерения емкости был выбран режим работы генератор прямоугольных импульсов. Рисунок 1 – УГО таймера NE555 На рисунке 2 представлена схема генератора прямоугольных импульсов. Рисунок 2 – Схема генератора прямоугольных импульсов Таймер создаёт последовательность прямоугольных импульсов распознаваемых RC цепочкой. В начальном состоянии конденсатор С (рисунок 1,2) разряжен и на входах обоих компараторов низкий уровень, близкий к нулю. Компаратор №2 переключает внутренний триггер, в результате чего на выходе таймера (вывод №3) устанавливается высокий уровень. Транзистор Т1 закрывается и конденсатор С начинает набирать заряд через цепочку резисторов R1 и R2. Когда, при зарядке, напряжение на конденсаторе становится 2/3 напряжения питания, компаратор №1 переключает триггер, который устанавливает низкий уровень на выходе таймера (вывод №3). Транзистор Т1 открывается и через резистор R2 начинает терять заряд конденсатор С. Когда напряжение на конденсаторе становится 1/3 напряжения питания, компаратор №2 снова переключит триггер и на выходе таймера (вывод №3) снова появится высокий уровень. Транзистор Т1 закроется и конденсатор С снова начнет набирать заряд. Частота импульсов, изменяется от величин C, R1 и R2 (рисунок 3), и рассчитывается по формуле (1). . (1) Время между началом одного и началом последующего импульса именуется периодом t. Оно состоит из суммы длительности импульса t1 и промежутком между импульсами t2 (рисунок 3). Рисунок 3 – Временная диаграмма генератора прямоугольных импульсов Значения t1 и t2 рассчитываются по формулам: t1 = 0,693(R1+R2)C; t2 = 0,693R2C. Для повышения точности измерений диапазон измерений 10 пФ-10 нФ разделим на четыре диапазона: 1) 10 пФ-100 пФ; 2) 100 пФ-500 пФ; 3) 500 пФ-1 нФ; 4) 1 нФ-10 нФ. Ручной выбор предела измерений состоит из галетного переключателя RS003-3-4-P-15-KQ (SA1) и подтягивающих резисторов (R6-R9), подключенных по типовой схеме. Выбранный переключатель позволяет выбрать одно из четырех положений и имеет 1 секцию, что достаточно для информирования микропроцессора какой предел измерения выбран. Номиналы подтягивающих резисторов (R6-R9) секции галетного переключателя (SA1) выбраны по рекомендации. Так как особых требований к этим резисторам не предъявляется, используем резисторы CF-100 с номиналом 4,7 кОм в связи с их низкой стоимостью. Информация о выбранном пределе измерения поступает на входы параллельного порта ввода-вывода (DD5). Так как диапазон измерения емкости 10 пФ-10 нФ разбит на четыре диапазона, то необходимо в каждом диапазоне подобрать частотозадающие элементы R1, R2 и C ( рисунок 2). Для этого резистор R1 заменим на резистор R11, а резистор R2 заменим на резисторы R12-R15, коммутирование которых осуществляется аналоговым мультиплексором ADG1609 (DA1). Выбор аналогового мультиплексора обусловлен низким сопротивлением каналов и работой от однополярного источника питания.
Не смогли найти подходящую работу?
Вы можете заказать учебную работу от 100 рублей у наших авторов.
Оформите заказ и авторы начнут откликаться уже через 5 мин!
Похожие работы
Курсовая работа, Разное, 44 страницы
528 руб.
Курсовая работа, Разное, 35 страниц
240 руб.
Служба поддержки сервиса
+7(499)346-70-08
Принимаем к оплате
Способы оплаты
© «Препод24»

Все права защищены

Разработка движка сайта

/slider/1.jpg /slider/2.jpg /slider/3.jpg /slider/4.jpg /slider/5.jpg