電路課程設(shè)計(jì)--數(shù)字式紅外測(cè)速儀

1、<p>　　電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)報(bào)告</p><p>　　題目：數(shù)字式紅外測(cè)速儀</p><p>　　姓 名： </p><p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p>　　專業(yè)班級(jí)： </p&

2、gt;<p>　　指導(dǎo)老師： </p><p>　　所在院系： 計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系 </p><p><b>　　2012年9月8日</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字式紅外測(cè)

3、速儀，要求使用紅外發(fā)光二極管和光敏三極管作為速度轉(zhuǎn)換裝置，測(cè)速范圍是10-990轉(zhuǎn)/分，并且要求用兩位數(shù)字顯示，并在無閃爍的情況下顯示。</p><p>　　為了達(dá)到設(shè)計(jì)要求，我們計(jì)劃將整個(gè)設(shè)計(jì)分為幾個(gè)部分，將各個(gè)部分設(shè)計(jì)成功之后進(jìn)行整合，即可達(dá)到設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　在經(jīng)過商討之后，我們認(rèn)為我們可以將其劃分為光電轉(zhuǎn)化部分，計(jì)時(shí)部分，計(jì)數(shù)部分，顯示部分。其中光電轉(zhuǎn)化部分是將紅外發(fā)

4、光二極管和光敏三極管所產(chǎn)生的物理信號(hào)并用施密特觸發(fā)器將其轉(zhuǎn)化為整個(gè)系統(tǒng)可以處理的電脈沖信號(hào)?？刂齐娐穫?cè)是將光電轉(zhuǎn)化部分的得到的電信號(hào)再有效時(shí)間內(nèi)控制性的輸入到計(jì)數(shù)部分。計(jì)數(shù)部分是將在有效時(shí)間段內(nèi)接收到的有效信號(hào)進(jìn)行累加計(jì)數(shù)，并且在每次計(jì)數(shù)結(jié)束時(shí)自動(dòng)完成完成清零。顯示部分則是將一個(gè)計(jì)數(shù)周期內(nèi)得到的轉(zhuǎn)速進(jìn)行鎖存，并且顯示輸出。</p><p>　　在該設(shè)計(jì)中盡可能選用較少類型的芯片，方便使用，同時(shí)對(duì)于一些芯片較多，容

5、易導(dǎo)致線路繁鎖的問題，電路設(shè)計(jì)盡量采用模塊布局，力求連線簡潔、美觀，邏輯功能清晰、有條理。</p><p>　　這份課程設(shè)計(jì)報(bào)告詳細(xì)描述了紅外測(cè)速儀各個(gè)模塊的功能和實(shí)現(xiàn)原理，給出每個(gè)模塊的電路圖。同時(shí)，介紹了設(shè)計(jì)方案，能夠讓讀者更深入了整個(gè)設(shè)計(jì)流程。</p><p>　　在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，用到了多個(gè)芯片，為了防止混淆，標(biāo)明了芯片名稱，這樣可使讀者一目了然這個(gè)電路中所有芯片的作用，使電路清晰明了

6、。</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1 概述4</b></p><p>　　1.1 設(shè)計(jì)題目4</p><p>　　1.2 設(shè)計(jì)任務(wù)和要求4</p><p>　　1.3 總體設(shè)計(jì)方案4</p><p>&l

7、t;b>　　2硬件設(shè)計(jì)5</b></p><p>　　2.1光電轉(zhuǎn)換電路5</p><p>　　2.2 計(jì)時(shí)電路6</p><p>　　2.3 計(jì)數(shù)電路6</p><p>　　2.4 施密特觸發(fā)器7</p><p><b>　　3 需要的器件8</b></p&g

8、t;<p><b>　　4 設(shè)計(jì)體會(huì)9</b></p><p><b>　　5 參考文獻(xiàn)10</b></p><p><b>　　1 概述</b></p><p><b>　　1.1 設(shè)計(jì)題目</b></p><p>　　本文是利用紅外發(fā)

9、光二極管、光敏三極管作為速度轉(zhuǎn)換裝置和一些芯片構(gòu)成的數(shù)字式紅外測(cè)速儀。</p><p>　　1.2 設(shè)計(jì)任務(wù)和要求</p><p>　　1) 用紅外發(fā)光二極管、光敏三極管作為速度轉(zhuǎn)換裝置。</p><p>　　2) 測(cè)速范圍：10 – 990轉(zhuǎn)/分。</p><p>　　3) 兩位數(shù)字顯示，顯示不允許閃爍。</p><p&

10、gt;　　1.3 總體設(shè)計(jì)方案</p><p>　　在設(shè)計(jì)光電轉(zhuǎn)換電路時(shí)我們想象用紅外發(fā)光二極管固定于旋轉(zhuǎn)物體定軸上，在轉(zhuǎn)軸上安裝一遮光板，板上打一個(gè)小孔，當(dāng)轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，發(fā)光二極管、小孔、光敏三極管在一條直線上，即有紅外光通過，其他時(shí)間則由于擋板作用，沒有光通過，光敏電阻接收紅外光轉(zhuǎn)化為一個(gè)脈沖，產(chǎn)生一個(gè)脈沖說明轉(zhuǎn)一圈。這樣只需要測(cè)量一分鐘內(nèi)光敏三極管輸出脈沖個(gè)數(shù)，就知道轉(zhuǎn)速了，其中我們還利用施密特觸發(fā)器將光敏三

11、極管產(chǎn)生的脈沖轉(zhuǎn)化為了方波。</p><p>　　在設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)電路時(shí)，我們利用了10HZ的555定時(shí)器和兩片74LS160芯片構(gòu)成了計(jì)時(shí)電路。并將兩片74LS160組成了一個(gè)60進(jìn)制的計(jì)數(shù)器。</p><p>　　計(jì)數(shù)電路同樣是利用了兩片74LS160芯片構(gòu)成了一個(gè)99進(jìn)制的計(jì)數(shù)器。</p><p>　　顯示電路就是利用七段式數(shù)碼顯示器將數(shù)據(jù)顯示出來。</p&g

12、t;<p><b>　　2硬件設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　2.1光電轉(zhuǎn)換電路</b></p><p>　　利用紅外發(fā)光二極管和光敏三極管所產(chǎn)生的信號(hào)形成脈沖。</p><p><b>　　圖1光電轉(zhuǎn)電路</b></p><p>　　紅外發(fā)光二極管固定

13、于旋轉(zhuǎn)物體定軸上，在轉(zhuǎn)軸上安裝一遮光板，板上打一個(gè)小孔，當(dāng)轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，發(fā)光二極管、小孔、光敏三極管在一條直線上，即有紅外光通過，其他時(shí)間則由于擋板作用，沒有光通過，光敏電阻接收紅外光轉(zhuǎn)化為一個(gè)脈沖，產(chǎn)生一個(gè)脈沖說明轉(zhuǎn)一圈。這樣只需要測(cè)量一分鐘內(nèi)光敏三極管輸出脈沖個(gè)數(shù)，就知道轉(zhuǎn)速了，兩者是等價(jià)的，</p><p>　　即 </p><p>　　脈沖頻率f

14、= 轉(zhuǎn)速n</p><p><b>　　2.2 計(jì)時(shí)電路</b></p><p>　　該電路用了10HZ的555定時(shí)器，并且兩個(gè)74LS160的芯片是60進(jìn)制，因此達(dá)到60時(shí)剛好過了6s，所以得出的轉(zhuǎn)數(shù)應(yīng)是10倍。</p><p><b>　　圖2計(jì)時(shí)電路</b></p><p><b>

15、　　2.3 計(jì)數(shù)電路</b></p><p>　　采用了2片十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS160D，可對(duì)輸入脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，輸出結(jié)果即為所測(cè)轉(zhuǎn)速。</p><p>　　而且計(jì)數(shù)至99時(shí)自動(dòng)清零，即實(shí)現(xiàn)了測(cè)速范圍 10~990轉(zhuǎn)/分（6s鐘10倍）。當(dāng)計(jì)數(shù)為99時(shí)，給出低電平將2片74LS160D全部清零，以等待下一個(gè)脈沖信號(hào)重新計(jì)數(shù)。</p><p><b

16、>　　圖3 計(jì)數(shù)電路</b></p><p>　　2.4 施密特觸發(fā)器</p><p>　　根據(jù)光敏三極管對(duì)光照的強(qiáng)度的敏感性來控制集電極電流的大小，通過射擊輸出轉(zhuǎn)化為電壓的變化。但是因?yàn)檩敵霾⒉皇菢?biāo)準(zhǔn)的方波，為了獲得比較好的方波，需要對(duì)輸出光敏三極管整形，整形電路選用施密特觸發(fā)器</p><p><b>　　圖4施密特觸發(fā)器</b

17、></p><p><b>　　3 需要的器件</b></p><p>　　紅外發(fā)光二極管、光敏三級(jí)管、十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS160D、555定時(shí)器、施密特觸發(fā)器、顯示數(shù)碼管以及各種直流電源、電阻、與或非門等。</p><p><b>　　4 設(shè)計(jì)體會(huì)</b></p><p>　　通過本次課程設(shè)

18、計(jì)，使我對(duì)紅外測(cè)速儀的基本原理有了初步的認(rèn)識(shí)，同時(shí)也掌握了電子線路設(shè)計(jì)的基本思想和方法?？筛鶕?jù)設(shè)計(jì)目的和用途確定電路方案，再畫出原理圖選擇所需元器件，然后按原理圖上的結(jié)構(gòu)連接電路中的導(dǎo)線，在連接中并調(diào)試。使我充分的發(fā)揮了自己的想像力，知道而進(jìn)，不斷進(jìn)取，只有這樣才能獲得成功。另外在接線時(shí)一定要認(rèn)真，仔細(xì)，耐心，且一步一步地檢查分析，避免犯錯(cuò)誤。</p><p>　　并且通過這幾天的數(shù)電實(shí)習(xí)，使發(fā)現(xiàn)了自己學(xué)習(xí)中的很

19、多不足，同時(shí)也是我對(duì)于數(shù)電的學(xué)習(xí)和認(rèn)識(shí)上升到了一個(gè)不一樣的高度。更加使我認(rèn)識(shí)到數(shù)電這門課如果單純的用理論化的語言來描述是很枯燥的也是很抽象的，但是如果實(shí)際動(dòng)手操作就會(huì)發(fā)現(xiàn)自己的不足，因此本周課程設(shè)計(jì)是在理論的高度之上進(jìn)行實(shí)踐操作，當(dāng)然也只能夠有充分的掌握理論知識(shí)才能夠更好的進(jìn)行實(shí)踐。數(shù)字電路作為將現(xiàn)實(shí)中的各種不規(guī)則信號(hào)轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)可以識(shí)別的信號(hào)的橋梁，對(duì)于我的計(jì)算機(jī)課程的學(xué)習(xí)起到了至關(guān)重要的作用。</p><p>

20、;　　電子電路的課程設(shè)計(jì)即將結(jié)束，通過幾天的學(xué)習(xí)讓我明白學(xué)習(xí)當(dāng)中遇到的困難只有通過自己的努力才能讓自己對(duì)所學(xué)的知識(shí)掌握的牢固。</p><p><b>　　5 參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]閻石主編.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第五版）[M].北京：高等教育出版社，2006.5</p><p>　　[2]謝云等.現(xiàn)代電子技術(shù)實(shí)踐課程指導(dǎo)[M

21、].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.2.</p><p>　　[3]周譽(yù)昌.電工電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)[M].北京：高等教育出版社，2007.3</p><p><b>　　附1系統(tǒng)原理圖</b></p><p><b>　　圖5計(jì)時(shí)電路</b></p><p><b>　　圖6紅外測(cè)速電路<