速度计在自行车课程设计中的应用.docx

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1、南昌工程学院11电信课程设计报告题目：自行车车速测量学院：信息工程学院专业：11电子信息工程指导老师：组长：彭茂飞（）组员：钟智龙（）组员：冯荧（）组员：李晨（）组员：李文燃（20231032）目录1 .概述1.1 课程设计日勺构成部分2 .测自行车设计的内容2.1 红外对管设计2. 2转速测量设计3. 3数码管显示设计4. 4总电路设计3.总结3.1 所碰到日勺问题，你是怎样处理这些问题日勺.5. 2体会收获及提议4 .教师评语5.成绩错误!未定义书签。概述5 .2转速测量在国内外的研究转速是能源设备与动力机械性能测试中的一种重要的特性参量，由于动力机械的许多特性参数是根据它们与转速的函数关

2、系来确定的，例如压缩机的排气量、轴功率、内燃机的输出功率等等，并且动力机械的振动、管道气流脉动、多种工作零件的磨损状态等都与转速亲密有关。转速测量的措施诸多，根据转速测量B工作方式可分为两大类：接触式转速测量法与非接触式转速测量法。前者在使用时必须与被测转轴直接接触，如离心式转速表测速法、测速发电机测速法等；后者在使用时不需要与被测转轴接触,如闪光测速法、光电码盘测速法。(1)离心式转速表测速法离心式转速表是运用离心原理制成0测速仪表，可以直接读出转速。测转速时，转速表的端头要插入电机转轴日勺中心孔内，插入前，应注意清除中心孔中B油污，并使转速表的轴与电机日勺轴保持同心，不可上下左右偏斜，否则

3、易将表轴扭坏，并影响精确读数，并且转速表要间歇使用，以减少磨损和发热。假如要变化量程，还要将转速表取出停转后再变化量程。(2)测速发电机测速法测速发电机测转速时，测速发电机连接到被测电机日勺轴端，将被测电机的机械转速变换为电压信号输出E=CeFn,在输出端接一种刻度以转速为单位的电压表，即可读出转速。(3)闪光测速法闪光测速法是运用可调脉冲频率的专用电源施加于闪光灯上，将闪光灯B灯光照到电机转动部分(可在电机端轴上粘贴一张标识纸片)，当调整脉冲频率使黑色扇形片静止不动时，此时脉冲的频率与电机转动的转速是同步的。若脉冲频率为3则电机的转速为n=60f(rmin)。(4)光电码盘测速法光电码盘测速

4、法是通过测出转速信号的频率或周期来测量电机转速的一种无接触测速法。光电码盘安装在转子端轴上，伴随电机的转动，光电码盘也跟着一起转动，假如有一种固定光源照射在码盘上，则可运用光敏元件，其接受到时光的次数就是码盘的编码数。若编码数为60,测量时间为t,测量到的脉冲数为N,则n=Nt.红外对管原理常用的红外发光二极管(如SE303PH303),其外形和发光二极管1ED相似,发出红外光(近红外线约0.93m)0管压降约1.4V,工作电流一般不不小于20mA。为了适应不同样0工作电压，回路中常串有限流电阻。发射红外线去控制对应的受控装置时，其控制B距离与发射功率成正比。为了增长红外线的控制距离，红外发光

5、二极管工作于脉冲状态，由于脉动光(调制光)的有效传送距离与脉冲的峰值电流成正比，只需尽量提高峰值Ip,就能增长红外光的发射距离。提高IP的措施，是减小脉冲占空比，即压缩脉冲的宽度,某些彩电红外遥控器，其红外发光管的工作脉冲中空比约为1/41/3；某些电气产品红外遥控器，其占空比是1/10。减小冲占空比还可使小功率红外发光二极管0发射距离大大增长。常见的红外发光二极管，其功率分为小功率(ImW10mW)、中功率(20mW50mW)和大功率(50mW100mW以上)三大类。要使红外发光二极管产生调制光，只需在驱动管上加上一定频率的脉冲电压。用红外发光二极管发射红外线去控制受控装置时，受控装置中均有

6、对应的红外光一电转换元件，如红外按收二极管，光电三极管等。实用中已经有红外发射和接受配对0二极管。红外线发射与接受的方式有两种，其一是直射式，其二是反射式。直射式指发光管和接受管相对安放在发射与受控物的两端，中间相距一定距离；反射式指发光管和接受管并列一起，平时接受管一直无光照，只在发光管发出的红外光碰到反射物时，接受管收到反射回来的红外线才工作。转速测量电路一、特点：工作电压为5V,以数字电路为关键，通过光电耦合器检测电动机转动速度，并用数码管实时显示，电路可调整模拟转速及显示频率。工作原理及阐明:在电动机转动时，我们人眼无法记录电动机单位时间转转的圈数，虽然电动机每秒钟只转动几圈，我们也无

7、法精确的数数来得到电动机每分钟时转动圈数。本套件就可以测量电动机每秒转动多少圈，最大测量范围每秒转动999圈，简朴的修改电路，还可以当电子计数器使用。假如需要显示更大的数字，顾客可以自行增长CD40110和数码管，按照图中的级连措施进行更多级数的级连，每增长一级，计数可增大10倍再加上9,点击网上原理图可以打开更清晰0大原理图。阐明：左边伸出去去时线是顾客增多CD40110级数需要用到日勺接线端口，本套件只需要用三级，留空即可。本制作采用CD40110和CD40106来实现电动机转速表功能，其中CD40110是加减计数、译码、驱动、锁存专用芯片，可以实现10进制加1、10进制减1、将计数值译成

8、10进制的1ED显示码、驱动1ED,其内部时计数器和显示驱动是分开的，受计数容许(/TE)、清零复位(RST)显示锁存控制(1E),其中计数器还具有独立0加减输入端(-IN)和进(借)位输出端(+-OUT),本制作中，只需要用到加计数，因此减输入端(TN)对地短路，减借位输出端(-OUT)留空。宽电压的CD40110,16脚为电源正极，8脚为电源负极，工作电压为3T2V,推荐工作电压为5-6V,其中abcdefg为7段1ED数码管的驱动输出，输出不能短路，接数码管需要接限流电阻，限流电阻0大小一般为200欧到2023欧之间，电源电压高，限流电阻可合适取大；采用高亮1ED数码管，限流电阻可合适取

9、大;只有在电源电压较低、采用一般1ED数码管或者大尺寸0数码管时，限流电阻可合适取小。本套件采用IK欧的电阻为限流电阻。/TE脚为计数器低电平容许脚，假如该脚为高电平，计数器在有输入信号时也会停止计数，本套件该脚接地，长为低电平，体现计数器一直处理计数状态。RST脚为计数器清零脚。清零，体现从O开始计数，容许计数时，+IN输入一种脉冲信号，在上升沿就会进行+1计数，假如逢9,OUT还会输出一种进位信号给高位计数器的+IN；假如-IN输入一种脉冲信号，在上升沿就会进行T计数，假如逢0,-0UT还会输出一种进位信号给高位计数器的-IN；这样就抵达了多位数自动加减计数0效果。1E为显示锁存，平时该脚

10、为低电平时，abcdefg的输出和计数器的值是相等，假如计数器这时是3,abcdefg输出会让1ED显示成3；假如计数器加减计数变化成5,abcdefg输出就会让1ED显示成5。当1E脚为高电平时，这时，显示的数字就会固定不变，不管计数器是加还是减还是清零，显示的数字一律不变，就好象被“锁”住了同样。由于CD40110提供了如此以便、实用日勺引脚来控制这个芯片B功能，因此,我们只需要定期的让计数器定期清零、定期计数、定期显示，我们就可以清晰稳定时看到单位时间的计数。因此，我们很轻易运用CD40110来制作加减计数器、正计时器、倒计时器、里程表、转速表、脉搏表、计步表等等，其中转速表具有一定的代

11、表性,下面我们再看看CD40106是怎样来配合CD40110实现转速测量的。CD40106也是低功耗宽电压供电BCOMS芯片是带迟滞功能B6个反向器，本套件采用B是14脚DIP双列直插封装的芯片，每个反向器有具一种输入端和一种输出端，6反向器占用了12个引脚，剩余的14脚为电源正极，7脚为电源负极，工作电压为3T2V,推荐工作电压为5-6V。这里讲的迟滞功能，意思就是说输出端和输入端有一种时间相位上的延时，当然，这个延时跟老式的延时观念是完全不相似的，这个延时的时间完全由信号自己的波形来决定，对于边缘陡峭的方波信号的延时是可以忽视不计的。要完全理解这个迟滞功能，目前来和一般的反向器做区别对比：

12、任何反相器都是输入高电平，输出变成低电平；输入低电平，输出就会变成高平。目前来讲不同样之处：假设电源电压为5V,当一般反向器输入电压在到2.3V-2.6V之间变化时，输出会发生电平翻转，不过当电压在2.5V左右时，输出为不确定状态（输出电压也也许就在2.5V左右）；不过CD40106刚不相似，当输入电压在2.3V-2.6V之间变化时，输出端会维持此前的电平稳定不变，只有当输入电压远远低于2.3V或者远远高于2.6V时，输出才会发生电平翻转（相称于延迟翻转），总之，不管输入B电压是多少，输出端一直都为稳定状态，完全没有一般反向器的那种不确定状态。CD40106不能用一般的反向器替代，仅管逻辑功能

13、是同样，引脚排列、工作电压都是同样。图中，反相器1、反相器2为信号整型电路，将光电耦合器感应到的转动信号加到最低们的ICD40110附加一计数端,这样，电机每转动一圈，收到1个信号（本制作会收到2个信号是在模拟转速加倍），这个整号会产生计数。信号一定要通过整形，由于CD40110内部没有迟滞翻转功能，当输入信号边缘变化较慢时，会产生多种持续计数失去精确性，从而失去计数意义。反相器4构成一种1秒（左右）I付周期时钟振荡器（由C5、R24、R28决定周期）；反相器5将反相器0矩形波变成一种毫秒级宽度（由C6、R25决定宽度）B正脉冲；反相器6在反相器5正脉冲的上升沿产生一种毫秒级宽度的负脉冲（由C

14、7、R27决定宽度）作为CD40110读取计数器值让abcdefg显示并锁存,反相器6在反相器5正脉冲的下降沿产生一种毫秒级宽度的正脉冲（由C8、R26决定宽度）作为CD40110计数器清零的复位信号。因此，整个过程：一用几毫秒计数复位（显示上次的数）一长达1秒0计数（显示上次0数）一周期到了用几毫秒读取本次计数并锁存T用几毫秒计数器复位（显示上次的数）f，如此周而复始，这样我就可以看到延时一种周期的电动机时实时转速。我们将同期调整到1秒零几种毫秒,这样,我们测得的数据就每秒钟转多少圈。假如我们将CD40110的锁存脚1E改接成低电平，将复位脚RST接一种手工复位开关，就成了一种常用的电子计数

15、器。整个设计电路原理整形0计数加进位电源正清等R5IK锁存VCC总电路原理图40DR1R4IKC1=-p04?1W1OKR22IK CD40110R23R24IKIOK红外发射接收Q1-8050I益钟以这里是信号输入,电机转动让光统通断产生脉冲信号，经过4010遨型后，再送入4011优十数。R12IKR14IKR8H1K100C2=-p04?1CD40U0R19IKR20IKR21IKR15RI6C3=p04DDOO?1CD40U0注意：1.401IO可以曲连，本图为30I)入40110TJM减计数，本田仅用0.3./TE为计数开关，低电平计数.4.RST为i+数更位，育电平潜等.5、1E显示保持，而电平显示不变.&+-IN为加减计数的信号输入流.7、+QUT为加减进位惜位喻出信号.ri心得体会本次课程设计是在系统学习模拟电子技术基础之后通过查阅有关资料完毕的，这次课程设计给我带来了很大日勺收获，让我学到了诸多，不仅掌握了简朴B电子电路B设计与制作，也掌握了论文写作的措施和格式。在制作电路时，我深深体会到连接电路时一定要认真仔细，每一环节都要认真分