数字式电机转速检测系统.docVIP

毕业设计(论文)进度计划表 日 期 工 作 内 容 执 行 情 况 指导教师签 字 教师对进度计划实施情况总评 　　　　　　　　　　　　　　　　　 签名 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　年 月 日 本表作评定学生平时成绩的依据之一。 摘要 该设计是为了实现以数字方式显示电机旋转的转速从而达到监测电机运行状况的目的。它是利用光电开关管做电机转速的拾取元件，通过计数电路进行有效的计数，再用锁存电路对上一次计数过程的数据进行锁存，在这期间用时钟电路进行电路的锁存和清零，只有锁存以后才能对计数器进行清零，最后通过译码器显示电路将速度结果显示出来。 关键词：计数器 锁存器 译码器 整形电路 时钟电路 单稳态 目录 概论………………………………………..1 第一节 设计思路………………………………....1 第二节 原理框图………………………………....2 设计及原理分析…………...………………..2 第一节 信号拾取与整形………………………..3 第二节 计数电路……………………………......3 第三节 锁存电路………………………………..4 第四节 译码电路………………………………..4 第五节 时钟电路及波形设计………………..…5 制作和调试………………………………………5 电路设计优缺点分析…………………..………..6 总结……………………………………..………..6 致谢语…………………………………………….......7 参考文献………………………………………………7 第一章 概论 第一节 设计思路 各种电机在现代工业上得到广泛应用，为了能够方便对电机进行控制，监视，调速，有必要对电机的转速进行测量，从而提高自动化程度。 1.本检测系统的设计思路具体如下： (1.)利用光电开关管做电机的转速信号拾取元件，在电机的转轴上安装一个带孔的圆盘，小孔两侧分别安装一对光发射和接收开关，圆盘转动一圈，光电开关管导通一次，利用该信号作为脉冲计数信号。 (2.)计数脉冲通过计数电路进行有效的计数，按照设计要求每一秒钟对计数器清零一次，因为电路实行秒更新，所以计数器到译码电路之间有锁存电路。在计数器进行计数的过程中对上一次的数据进行锁存显示，这样不仅解决了数码显示的逻辑混乱，而且避免了数码管闪烁问题。 (3.)对于脉冲计数，有测周和测频的方式。测周电路的测量精度主要受电路系统的脉冲产生电路的影响，对于低频信号，其精度较高。测频电路对正负一的信号差比较敏感，对于低频信号的测量误差较大。但是本电路仍然采用测频方式，原因是本电路对马达电机转速精度要求较低，且本电路还有可以升级为频率计使用，而测频方式对高频的精度要求很高。 (4.)显示电路采用静态显示方法，由于静态显示易于制作和调试，原理也较简单，所需元件易于购买。 (5.)电路时钟是整个电路的关键，它是整个电路有效工作的核心，负责电路的锁存和清零。另外大多数的译码器都具有锁存功能，但是它的锁存方式基本上都是电平触发，若设计成电平触发的话会增加电路的复杂度，所以不采用。 第二节 原理框图 2.原理框图，如下图： （原理框图） 第二章 设计及原理分析 第一节 信号拾取与整形 1.信号拾取与整形如下图： （信号拾取与整形图） 其电路核心由一个光电开关管组成，平时电机转轮静止，发光二极管所发出来的光被轮子挡住，所以接收管处于截止状态1端为高电平。当电机转动一圈，会使接收管导通一次，1端输出一个低电平。实际电机工作状态中，会受到各方面的干扰，波形会存在许多杂波成分，需要对波形进行处理，处理成符合计数器所需要的矩形波。波形处理电路有一个施密特触发器（U13A）组成，如上图所示。当输入电压逐步升高时，致使Vi＞施密特上Vt+，内部触发器发生翻转。当Vi逐步下降时，致使Vi电路再次发生翻转，通常Vt+Vt-.所以只要Vi电路就能稳定在低电平，ViVt+电路就稳定在高电平，这样就有效的防止杂波的干扰，并使得输出得到矩形脉冲，符合下级计数的需求。典型的施密特电路波形如下图 （施密特电路波形图） 本施密特触发器选用40106，管脚如下，可以看出内部含有六路同样的施密特触发器，我们只使用其中一组，如下图所示： (施密特触发器40106) 第二节 计数电路 2.计数电路 本电路采用四个同步计数器接成串行工作方式，经查数字电路产品资料后，准备采用CD4518，管脚如下图。该IC为一同步加数器，在一个封装中含有两个可互换二/十进制计数器，其功能引脚分别是(1)~(7)，和(9)~(15)管脚该计数器是单路系列脉冲输入(1或2脚；