四位数数字显示红外线转速表

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1、目录一、内容摘要……………………………………………………………………2二、设计内容及要求……………………………………………………………2三、红外线转速表的工作原理…………………………………………………2四、单元电路设计………………………………………………………………4五、总体设计………………………………………………………………………8六、组装调试………………………………………………………………………8七、心得体会………………………………………………………………………10八、电路用到的器件………………………………………………………………

2、11九、参考文献………………………………………………………………………1212一、内容摘要我们设计的是四位数数字显示红外线转速表。转速表用红外线发光管，通过光学原理实现对转速的测量，通过计数锁存电路、延时电路、脉冲电路的相互有机组合可以使测速范围达到了从0转/s到9999转/s，实现近距离测量；二、设计内容及要求（1）设计四位数数字显示红外线转速表。转速表用红外线发光管。测速范围为0000~9999转/s，实现近距离测量；（2）转速表用红外线发光管5GL发射的红外线，由接收管3DU5C接收被测转动体的转速脉冲；（3）组装、调试红外线转

3、速表；（4）画出完整的电路图，写出设计、调试报告。 三、红外线转速表的工作原理3.1红外线转速表采用的红外线探头有直接试和反射式两种。直接式探头、发光管和受光管在被测物体的两边，发光管射出的光线直接照射到受光管上，被测物体运动时阻挡光线，产生计数信号，这种探头经常用做光电计数。反射式探头、发光管和受光管在被测物体的同测，当探头接近物体是，接收到脉冲的红外线信号，用于测量转速比较方便。3.2测量转速的探头根据测量距离可以采用透镜系统，也可不采用透镜系统。当被测物离开探头距离在15cm以内时，无需采用透镜。探头设计是可采用小功率发光管5G

4、L和光敏受光管3DU5C。组装电路如图2-1所示，两管并排放置，两个管子的中心线夹角很小，使它们在10cm~15cm远处相交。这种探头靠接近物体上漫反射回来的光线工作，对全黑色物体，接收灵敏度很底，对白色物体和镜面反射体接收最灵敏，也能接收到其他颜色物体的反射光，但相应的探头距离要近些。                图1不加透镜，接收漫反射光的探头12测量转速的探头经常用透镜系统，根据光学的折射反射原理，发射管和接收管都固定在探测架上，通过透镜聚焦。在探测架中间用半透膜使发射的红外线折射向转动体，又能使从转动的物体反射回来的红外线通

5、过半透膜射向接收管。半透膜上最好涂一层只能透过某个单色波长的物质，或用单色性很好的滤色玻璃制作，使它只能透过固定波长的红外线（例如0.93μm）,这样对于对抗杂散光的干扰更有利。3.3为了提高反射红外线的能力，通常在转动物体贴上一小片红外线反射纸，反射效果极好。有时用镜面、铝箔、洁白平滑的纸、白油漆等也能提供反射性能。当转动物体转到反射纸恰好对着从发光管发出的红外线时，接收管接收到光信号，从单位时间内收到光信号的次数便可测出转速。3.4红外线转速表电路原理框图如图2-2所示。为了使红外线转速表不怕可见光干扰，系统可以设置振荡器和波形变

6、换电路，使发射的红外线通过脉冲功率放大和调制，当受光管收到脉冲信号后，电路把调制发光管的脉冲信号和受光管接收到的脉冲信号选通出来，对收到的光电信号，必须“卸调”调制脉冲，即实行解调，从中取得真正需要的转速脉冲输出信号，解调后输出信号送入计数控制门计数。            图2红外线转速表电路原理框图秒脉冲电路可以得到1kHz的秒脉冲信号，通过1秒脉冲电路得到闸门时间（脉宽）为1秒的闸门信号，该1秒的脉宽就是转速表的取样时间，是计数控制门的输入信号。为了在测量过程中，只让显示数字在每次测量结束后自动改变一次数据，要对计数显示“锁存”

7、，所以电路需要一个延时1锁存信号。在计算器每测量依次转速后，使计算器自动清零，故设置延时2电路，以提供延时清零脉冲。计数、锁存、译码显示电路完成光电转速表的转速数据显示。12四、单元电路设计1红外发射及接收电路5GL最大工作电流10mA,正向电压UF<=1.3V；3DU5C暗电流0.2mA，光电流1mA。于是计算出R1=500，R2=5K。图32秒脉冲电路系统所需要的秒脉冲由定时器555定时器所构成的多谐振荡器提供。其中1脚是电路地GND；8脚是正电源Vcc，工作电压范围为3~18V；2脚是低触发端TR；3脚是输出端OUT；4脚是主复

8、位端R；5脚是控制电压端Uc；6脚是高触发端TH；7脚放电端DISC。R1、R2和C为定时电阻和电容，C1为电压控制端稳定电容。输出矩形脉冲的周期等于电容的充放电时间之和。用一阶RC电路的三要素法可求出电容的充放电时间。