自行车速度表.doc

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1、.....工业大学课程设计报告（数电课设题目）自行车速度表（数字类）班级：学号：姓名：组号：2015年5月.s...........目录一、设计题目（数电）2二、设计技术指标及设计要求22.1设计任务22.2设计参考方案22.3设计要求………………………………………………………………………………22.4发挥部分22.5参考元器件2三、设计框架3四、设计方案的选择34.1设计的实验条件34.2总体设计思路3五、系统选用的元器件35.1元器件清单35.2关键器件的选取及说明4六、系统各部分电路说明46.1红外传

2、感模块46.2门控脉冲模块56.3计数模块56.4数码管驱动模块56.5数码管显示模块66.6参数计算6七、系统的调试67.1调试顺序说明67.2调试步骤的具体说明67.3实验结果77.4误差分析8八、附录88.1系统的实际连线图88.2元器件识别方法和检测方法88.3芯片管脚图及功能表98.4参考资料13.s...........九、收获和体会13一、设计题目自行车速度表（数字类）二、设计技术指标及设计要求2.1设计任务根据车轮周长、辐条数和车轮转数等参数设计、调试完成一个进行车用速度（时速）表，要求具有

3、根据不同车型随时进行调整的功能，以保证速度表显示的正确。2.2设计参考方案通过测量在单位时间通过红外光电传感器的轮辐数，折算出车轮走过的距离，即每秒通过多少根辐条等于1公里/小时的速度。时速值按十进制由数码管显示。假定车速为1公里/小时，那么车轮每秒走过的距离为100000厘米/3600秒≈27.8厘米/秒。因测的是每秒通过光电传感器的辐条数，故须将27.8厘米/秒化作多少根辐条/秒，两根辐条间的轮周长=轮周长/辐条数。对于每小时一公里的速度，相当于每秒通过的辐条数为27.8厘米/辐条间轮周长（即门控脉冲的

4、频率），此数的倒数即为每通过一根辐条所需要的时间（秒）。如果在此时间通过1根辐条即表示速度为1公里/小时，若通过20根条，则车速为20公里/小时。相应的调整措施为：只须调整门控脉冲振荡器即可。方法是给计数器CP端输入一个1KHz的脉冲信号，然后调整f=4/RC中的R（电位器串固定电阻），使显示数为：每通过一根辐条所需的时间乘以1000。若精度为0.1公里，设计按100米/小时计算即可。2.3设计要求（1）显示数字为3位，精度为0.1公里，即(00.0—99.9公里)（2）数码管要有小数点显示，即个位与十分位

5、之间的小数点要亮起来。（3）标明所设计的条件（轮周长、辐条数等）。给出根据不同车型进行调整的依据。（4）结构简单、所用器件尽量少、便于调整、成本低。（5）所用芯片、元件等在参考元器件围选择。（6）要制作一个模拟的（或真实的）测试模型，以便进行实际测试。尽量做到结构合理、可靠，结构设计要作为考核的重要部分。2.4发挥部分从实用角度考虑，尝试加上你认为需要完善、改进的功能（如节电功能等等）2.5参考元器件CD40106、CD4553、CD4543（CD4511）、三位数码显示管（共阴或共阳都可）、三极管（NPN

6、或PNP）、红外光电传感器、电位器、电阻、电容若干。.s...........三、设计框架红外传感器脉冲整形轮辐计数器译码驱动器数码管显示速度值门控脉冲电路锁存信号整形复位信号四、设计方案的选择及比较4.1设计的实验条件实验中用风扇代替车轮，采用的风扇直径为7.8厘米，扇叶个数为9个。4.2总体设计思路通过设计框图我们将电路分为四个模块，分别是红外传感模块、门控脉冲模块、计数模块、数码管驱动模块和数码管显示模块。基本思路为：门控脉冲电路提供一定周期的占空比很高的矩形波，通过调整周期，使红外传感器的每发出一个

7、波形代表实际的速度0.1km/h。红外传感器记录单位周期通过的辐条数，并用施密特触发器整形后作为计数器的时钟，当周期结束时记数结果被送到数码显示电路并给计数器清零。数码显示管显示的速度每个周期更新一次。五、系统选用的元器件5.1元器件清单原件名称规格及数量电阻1kΩ×10,10kΩ×3,39kΩ×1可变电阻100kΩ×1电容10µF×1，100pF×3,CD401061片CD45531片.s...........CD45111片三位共阴极数码管1片9012三极管3个74LS041个5.2关键器件的选取及说明

8、CD40106的选取：首先对红外光电传感器输出的信号进行整形需要一个施密特触发器；其次门控脉冲电路所需要的多谐振荡器需由一个施密特触发器改装；对门控脉冲进行缓冲放大和产生锁存信号也需要两个施密特触发器；最后还需要两个施密特触发器产生清零信号。CD40106中的6个施密特触发器正好符合实验设计的要求。CD4553的选取：因为本实验中我们要测的速度的数值是不断浮动的，我们不能让计数器时刻进行计数，这样显示的结果将会在