4位数数字显示红外线转速表.docVIP

目录 内容摘要 …………………………………………………………………… 2 二、设计内容及要求红外线转速表的工作原理 四、单元电路设计 ……………………………………………………………… 4 五、总体设计………………………………………………………………………8 六、组装调试………………………………………………………………………8 七、心得体会………………………………………………………………………10 八、电路用到的器件………………………………………………………………11 九、参考文献………………………………………………………………………12 一、 我们设计的是四位数数字显示红外线转速表。转速表用红外线发光管，通过光学原理实现对转速的测量，通过计数锁存电路、延时电路、脉冲电路的相互有机组合可以使测速范围达到了从0转/s 到 9999转/s，实现近距离测量； 二、设计内容及要求 1）设计四位数数字显示红外线转速表。转速表用红外线发光管。测速范围为0000 ~ 9999转/s，实现近距离测量； （2）转速表用红外线发光管5GL发射的红外线，由接收管3DU5C接收被测转动体的转速脉冲； （3）组装、调试红外线转速表； （4）画出完整的电路图，写出设计、调试报告。 ?三、红外线转速表的工作原理红外线转速表采用的红外线探头有直接试和反射式两种。直接式探头、发光管和受光管在被测物体的两边，发光管射出的光线直接照射到受光管上，被测物体运动时阻挡光线，产生计数信号，这种探头经常用做光电计数。反射式探头、发光管和受光管在被测物体的同测，当探头接近物体是，接收到脉冲的红外线信号，用于测量转速比较方便。 测量转速的探头根据测量距离可以采用透镜系统，也可不采用透镜系统。当被测物离开探头距离在15cm以内时，无需采用透镜。探头设计是可采用小功率发光管5GL和光敏受光管3DU5C。组装电路如图-1所示，两管并排放置，两个管子的中心线夹角很小，使它们在10cm ? 15cm远处相交。这种探头靠接近物体上漫反射回来的光线工作，对全黑色物体，接收灵敏度很底，对白色物体和镜面反射体接收最灵敏，也能接收到其他颜色物体的反射光，但相应的探头距离要近些。????????? ??????? 测量转速的探头经常用透镜系统，根据光学的折射反射原理，发射管和接收管都固定在探测架上，通过透镜聚焦。在探测架中间用半透膜使发射的红外线折射向转动体，又能使从转动的物体反射回来的红外线通过半透膜射向接收管。半透膜上最好涂一层只能透过某个单色波长的物质，或用单色性很好的滤色玻璃制作，使它只能透过固定波长的红外线（例如0.93μm）,这样对于对抗杂散光的干扰更有利。 为了提高反射红外线的能力，通常在转动物体贴上一小片红外线反射纸，反射效果极好。有时用镜面、铝箔、洁白平滑的纸、白油漆等也能提供反射性能。当转动物体转到反射纸恰好对着从发光管发出的红外线时，接收管接收到光信号，从单位时间内收到光信号的次数便可测出转速。 红外线转速表电路原理框图如图-2所示。为了使红外线转速表不怕可见光干扰，系统可以设置振荡器和波形变换电路，使发射的红外线通过脉冲功率放大和调制，当受光管收到脉冲信号后，电路把调制发光管的脉冲信号和受光管接收到的脉冲信号选通出来，对收到的光电信号，必须“卸调”调制脉冲，即实行解调，从中取得真正需要的转速脉冲输出信号，解调后输出信号送入计数控制门计数。 ???????????? 秒脉冲电路可以得到1kHz的秒脉冲信号，通过1秒脉冲电路得到闸门时间（脉宽）为1秒的闸门信号，该1秒的脉宽就是转速表的取样时间，是计数控制门的输入信号。 为了在测量过程中，只让显示数字在每次测量结束后自动改变一次数据，要对计数显示“锁存”，所以电路需要一个延时1锁存信号。在计算器每测量依次转速后，使计算器自动清零，故设置延时2电路，以提供延时清零。计数、锁存、译码显示电路完成光电转速表的转速数据显示。 1 红外发射及接收电路 5GL最大工作电流10mA,正向电压UF=1.3V；3DU5C暗电流0.2mA，光电流1mA。于是计算出R1=500，R2=5K。 图3 秒脉冲电路 系统所需要的秒脉冲由定时器 555所构成的多谐振荡器提供 输出矩形脉冲的周期等于电容的充放电时间之和。用一阶RC电路的三要素法可求出电容的充放电时间。 充电时间即高电平脉冲宽度T1=0.7(R1+R2)C。 放电时间即低电平脉冲宽度T2=R2C。 R1=72.14K R2=30.43K. C=10uF C1=10nF 555外引脚 图4