电子课程的设计——自行车转程计数器.docVIP

电子技术课程设计报告 题目： 自行车转程计数器 姓　　名： 石振龙 学　　号： 100102118 班　　级： 工业工程1001 成 绩： ________________  目录 CONTENT 引言 1.1产品设计背景 1.2产品市场前景预测 1.3电路设计旨在解决的关键问题 总体方案设计 2.1设计思路及原理框图 2.2工作过程简述 电路工作原理与仿真结果 3.1分频电路原理及其仿真结果 3.2计数和结果显示电路原理及其仿真结果 3.3整体电路及其仿真验证 本次课程设计体会 附录（设计中涉及到的相关元件简介） 参考文献 引言 1.1产品设计背景 随着时代的进步，城市宽阔的马路已被各种汽车所占领，几乎难觅自行车的踪影。但近几年来，交通堵塞现象严重，每逢上下班高峰人们总要在焦急中被堵在路上半小时左右。此时，一些热爱运动的人们似乎又想起来了自行车这一轻巧灵便的代步工具。当大多数人们被堵在看不到头的马路上时，他们舒适惬意的骑着自行车穿梭在车水马龙之间如入无人之境，让人好生羡慕。周末时间里他们也会约三两好友，骑着自行车去附近的郊区、著名景点旅游，既陶冶了情操增强了友谊，又锻炼了身体。逐渐，自行车运动被一些人又重新所喜爱，产生了一定的市场。现代科技的进步，同时也为自行车运动的复兴注入了强劲的活力，带来了喜讯。GPS导航仪、变速装置、减震装置的配备，使自行车又成为大多数人乐不释手的新宠。据专业预测，随着低碳生活理念得到越来越多认可，自行车运动将会在两三年之内掀起一股新的浪潮，其市场前景看好。 1.2产品市场前景预测 虽然现代自行车已装备了各种高科技的装备，但是自行车行程计量装置目前还少有公司研发。只是少数名牌自行车厂家会给自己生产的自行车加装计程装置，但这些自行车价格昂贵，动辄就接近万元，这是大多数平常人难以接受的。然而，这些厂家的自行车计程设备又不单独出售。现在在市场上能够找到的单独出售的计程装置，大多是小孩子玩耍的玩具，难以满足自行车爱好者的需求。故此，随着自行车使用者的增多和人们对物品高性能的追求，以及自行车计程装置本身的实用性，我们推断，此项设计将会具有较高的经济价值。 1.3电路设计旨在解决的关键问题 本实用自行车计程器是一种微电子产品，属测量仪器领域，适用于各种型号的自行车（含三轮车）。它可通过传感元件将车轮的转动信号（转数）输入一套电子装置，经换算成路程后，最终以数码直接显示出来，从而宣告了自行车这类交通工具无计量里程手段历史的结束。它还可方便地取下随身携带，执行普通计算器计时、运算的功能，可极大地方便邮政部门、个体交通运输行业的广大职工及众多的自行车爱好者。 2.2工作过程简述 首先，当车轮转动的时候，通过安装在车轮处的传感器（此处选用磁传感器——霍尔集成块），将磁信号转化为电信号。车轮转动一圈，磁传感器输出一个磁脉冲。其次，将车轮的转数转换为距离，以一定的距离长为计数单位，计算出所需的脉冲个数N。用一个1/N分频电路对磁脉冲进行分频，分频器输入信号输入N个磁脉冲，就会输出一个路程脉冲信号。通过计算路程脉冲的个数，从而可以得到自行车行走的距离。最后，通过计数和显示装置将自行车的行程显示出来。 距离检测机构 检测就是用传感器测量出转动圈数。再将圈数换算成距离。传感器可选用霍尔集成块，它是一个磁传感器，是霍尔元件和放大用集成电路一体化的组合件，其功能是把磁信号变换成电信号。将永久磁铁安装在车轮上，霍尔集成块固定在距永久磁铁5 mm左右的适当位置时，可检测出车轮转动圈数并输出检测出的脉冲。 把圈数换算成距离用公式D=2πR就可以完成。设车轮半径R＝26cm，则车轮转一圈行过的距离为D＝2×3.14×26≈163cm。设计要求以100 m为计程单位，则自行车行过一个计程单位即100 m时，磁传感器输出的磁脉冲数N为 N＝100÷1.63=61.35≈64 为实现以100 m为计程单位进行计数，需用一个l／64的分频电路对磁脉冲进行分频，即分频器输入64个磁脉冲，输出1个路程脉冲。通过累计路程脉冲的个数,就可以换算出自行车行过的距离。 脉冲计数机构 利用三个二—五十进制异步计数器T4290（74290）模块采用复位级联法链接一个999进制的计数电路，当距离检测机构输出一个路程脉冲时计数一次，该计数器最大可计量的路程为999*100m=99.9km，用于累计计程。达最大量程时可自动清零，不可手动清零。此外，在附加一个小量程计数显示器，用于短距离计程，计程最大为9.9km，达最大量程时可自动清零，也可手动清零。 数字显