文档介绍：数电课设
自行车速度表
设计要求
设计任务
根据车轮周长、辐条数和车轮转数等参考设计、调试完成一个进行车用速度表,要求具有根据不同的车型随时进行调整的功能,以保证速度表显示的正确。
显示数字为三位,,即(-)。
数码管要有小数点显示,即个位于十分位之间的小数点要亮起来。
标明你所设计的条件,(轮周长、辐条数等)。给出根据不同车型进行调整的依据。
结构简单、所用器件尽量少、便于调整、成本低。
所用芯片、元件等在参考元器件范围内选择(实验室没有的需自行解决)。
设计参考方案
通过测量在单位时间内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公里每小时的速度。时速值按十进制由多位数码管显示。
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≈。因测得的是每秒通过光电传感器的辐条数,,两根辐条间的车周长=轮周长/辐条数。对于每小时一公里的速度,(即门控脉冲的频率),此数的倒数即为每通过一条辐条所需要的时间(秒)。如果在此时间内通过1根辐条即表示速度为1公里/小时,,若通过20根辐条,则车速为20公里/小时,速度表(数码管)。
框图:
红
外
传
感
器
脉
冲
整形
轮辐计数器
译
码
驱
动
器
整形
复位脉冲
门控脉冲电路
锁存信号
第二章设计与说明
设计方案的选择
根据分析,我们将测速仪分为四个模块:信号输入模块,锁存和复位模块,计数器驱动模块,显示模块。
信号输入模块由红外线传感器和施密特组成,红外线传感器用于产生信号,施密特用于波形整形。此模块没有可选性。
计数器驱动模块用计数器CD4553和译码器CD4543或CD4511组成。两者从功能上并无本质区别。CD4553用于对输入信号基数,译码器用于驱动三位数码管。此模块无可选性。
显示模块由数码管和三极管组成。共阴数码管接PNP,共阳数码管接NPN,两者同样在功能上无本质区别。此模块无可选性。
锁存和复位模块将产生锁存和复位信号,最初我们设计了两种方案。
由NE555产生多谐信号,在高电平时计数,在低电平时先锁存后清零,为下次计数做好准备。当下个高电平来临时,重新从零开始计数,测速。测速仪停下来时显示的数为要测的速度。
系统框图:
轮辐计数器
译码器动器
数码显示器
红外线传感器
脉冲整形
门控脉冲电路
脉冲整形
复位脉冲
锁存信号
延迟
各单元电路的原理图:
显示模块
计数器驱动模块
各单元的工作原理:
信号输入模块:该模块由红外线传感器和施密特组成。红外线传感器平时的输出信号为低。当有物体切断红外线时,红外线传感器会产生一个高电平。高电平经过施密特整形,成为整齐的矩形波。从而送到计数器CD4553的12管脚。
锁存和复位模块:该模块由NE556和施密特及电阻电容组成。NE556和电阻电容搭乘多谐振荡器。多谐振荡器的两个电阻为300k。。将输出接到CD4553的锁存端(管脚10)然后经积分电路,接到清零端(管脚13),是清零信号比锁存信号稍晚一些到达CD4553。实现先锁存后清零。
计数器驱动模块:该模块有计数器CD4553和译码器CD4543组成。CD4553负责接收由红外线传感器传送过来的输入信号,并计数。同时,在锁存端和复位端接受由锁存和复位模块传送过来的锁存和复位信号。
显示模块:该模块由数码显示管和三极管组成。我们的数码显示管是共阳的。所以三极管为PNP。数码管由计数器CD4553和译码器4543驱动。
计算说明:
我们假设自行车,有32根条幅。车轮半径为77厘米,。
。*1000*100=10000(厘米/小时) 10000/3600=(厘米)
两个条幅间的弧长为:=(厘米/条)
经过一个条幅的距离所需的时间: = (个/秒)
T=1/=(秒)
f=
组成多谐后,经过不断测试。。
电位器为100k,。
材料
电阻: 7个3kΩ 3个510Ω,2个300kΩ
电位器:100k
电容: 100p 2个1uf
三极管:3个9012
芯片: 1个CD4553,一个CD4551