北工大电子技术试验报告自行车速度表.docVIP

北京工业大学 课程设计报告 学院：电控学院 专业：电子科学与技术 班级：110232班 组号：第十组 题目：自行车速度表（数字类） 姓名：王丹阳 学号 指导老师：孙慧平 成绩： 2013年3月28日 一、设计题目 3 二、设计技术指标及设计要求 3 2.1 设计任务： 3 2.2 设计参考方案： 3 2.4 发挥部分： 4 2.5 参考元器件： 4 三、设计框架 4 3.1 设计原理说明 4 3.2 各模块设计方案 4 3.3 参考数据 4 3.4 测试不同自行车时的参数调整 5 3.5 电路仿真结果 5 四、设计方案的选择及比较 6 五、设计方案各单元电路说明 7 5.1门控脉冲电路 7 5.2红外传感器及整形电路 7 5.3记数电路 7 5.4译码及显示电路 7 六、系统的调试 7 6.1调试顺序说明 7 6.2调试步骤的具体说明 7 6.3 实验结果及相关波形 8 6.4 误差计算及误差分析 9 七、附录 10 7.1 系统电路的工作原理图 10 7.2 元器件识别方法和检测方法 10 7.3 芯片管脚图及功能表 11 7.4 电路的相关波形图 14 7.5 电路所用元器件清单 15 7.6 参考资料 16 八、收获和体会 16 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/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≈27.8厘米。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）。如果在此时间内通过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。显然为获得0.1公里的精度，设计按0.1公里/小时计算。 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100Hz的脉冲信号，然后调整门控电路的周期（由RC参数决定，调整其中的电阻即可），使显示数为每通过一根辐条所需的时间乘以100，这也是轮辐计数器在门控电路所提供的一个锁存信号的信号周期之内计得的最大数，如果每通过一根辐条所需要的时间较短，则可用1KHz的脉冲信号（或更高频率的脉冲信号）进行调整。 原理框图： 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范围内选择。 （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） 2.5 参考元器件： CD40106、NE555、CD4553、CD4543（CD4511）、三位数码显示管（共阴或共阳都可）、三极管（NPN或PNP）、红外光电传感器、电位器、电阻、电容若干。 三、设计框架 3.1 设计原理说明 设计电路分为四个模块，分别是门控脉冲电路、红外传感器及整形电路、计数电路、译码及显示电路。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波形代表实际的速度0.1km/h。红外传感器记录单位周期内通过的辐条数，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。 3.2 各模块设计方案 门控脉冲电路为555定时器构成的多谐振荡