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电子技术课程设计报告设计课题：自行车用速度计姓名：学号：专业：指导老师：设计时间：目录课题简介………………………………………………2方案设计………………………………………………2~3各单元电路设计………………………………………3~4总电路图………………………………………………5~7焊接调试过程…………………………………………7~8设计总结………………………………………………8~9参考资料………………………………………………9课题简介作为传统的出行方式.自行车在现代社会中又焕发出了新的活力.首先在骑行中不产生污染，另外从保护环境和经济等因素看，自行车在我国仍然是最佳出行方式之一。随着人们物质生活水平的提高，自行车日益成为人们的一种健身休闲方式，其舒适性及多功能性成为追逐的目标。自行车测速计即为自行车爱好者的追逐目标之一。自行车速度的测定使用最多的方法是利用车轮的旋转。车轮的转动与其前进的距离相对应，车轮转动越快，车速也就越快，利用这个简单的原理来测定自行车的前进速度，此原理可使得设计达到较高的性价比。方案设计1、自行车用速度计原理假设车轮的圆周长是lm，而且每秒钟转动一圈。那么经过1h后将前进。也就是说，车轮转动越快，车速也就越快，我们可以利用这个原理制作自行车用速度计。图1是利用辐条旋转的自行车用速度计的原理示意图。自行车的车轮有许多辐条，它支撑着轮箍。在车架上安装上红外二极管和光传感器构成的光电传感器，每当辐条通过传感器时会产生脉冲。如果把脉冲换算成距离用来表示速度，就是所谓的速度计。现图1 自行车用速度计的原理示意图在假设辐条与辐条之间的间隔是5cm，当行驶1 Km (1OOOOOcm )需要1h(3600秒)时，自行车以1 Km/h行驶时，每前进5cm需要时间为这样如果每隔0.18s就有辐条在光电传感器前通过，其运行速度就为1Km/h。也就是说，如果对0.18s间辐条通过光电传感器的次数进行计数的话，那么这个计数值就表示以Km/h为单位的速度。也就是说，每0.18s产生l个脉冲的速度就是1 Km/h。而如果每0.18s产生了10个脉冲，那么速度就为10Km/h。2、设计总思路有了上述光电传感器检测速度，如果把它再与计数器·、基准脉冲(0.18s)发生部分电路组合起来，就可以构成自行车用速度计。图2是按照这个思路制作的速度计的电路原理框图。但计数器是直接用7段数字表示器表示计数的内容的，这就是说，计数器变化的情况全部都被显示出来。图2 电路原理框图各单元电路设计1、车轮转动的探测74HC14引脚图车轮转动的探测利利用如图3所示的发光部分电路和受光部分电路。发光部分电路利用红外发光二极管，受光部分电路利用光电传感器，与光电计数器相比，由于检测距离短，所以电路变得简单。发光部分电路可以原封不动地用直流驱动。受光部分电路的放大倍数也不必很高。受光部分电路的反相器使用施密特反相器74HC14。实验时发现使用74HC04时常常发生误动作。2、基准脉冲发生部分74HC160引脚图如上所述，显示大约每隔0.18s变化1次。这里基准脉冲发生部分电路采用RC振荡器。如果对准确性和稳定性的要求高，可以采用石英振荡器和计数器分频电路的组合电路。不过使用的RC数具将很多。如果再考虑到轮箍变形等因素引起的误差，那么仅仅使用准确的基准振荡起并没有实际意义，所以还足使用RC振荡器即可，利用上述RC振荡器产生fosc=5.55Hz即0.18s的振荡波形，如图4所示。3、计数器电路74HC175引脚图每0.18s对计数器进行一次复位，这样计数器的任务是对每个0.18s的脉冲个数进行计数，如果计数为20个，则速度为20Km/h，如果计数为23个.则速度就为23Km/h。由于每0.18s对计数器进行复位一次，所以在复位前应用锁存器将上述的计数脉冲进行锁存。这里计数器采用使用两片CD4511引脚图10进制计数器74HC 160，这是由于自行车的速度，如果慢行的话人约是10Km/h稍微加快大约有20~30Km/h。所以可以采用两片10进制计数器级联，如图4所示。这样最高的速度计数可以达到99Km/h,最小刻度位为1Km/h。4、锁存器及译码显示电路锁存器采用74HC175，译码芯片采.用CD4511，显示数、吗管采用1位7段数.字表示器BS202。由于计数器每0.18s复位一次，所以利用每到达0.18s时的进位信号开启锁存器进行锁存，之后立即对计数器进行复位。七段数码显示管引脚图总电路图1、电路图图3 发光部分带路和受光部分电路图4 计数器及译码显示电路2、元件明细表元件明细表序号名称型号参数数量备注发光二极管3三极管90131反向器Sn74HC142计数器74HC1602锁存器74HC1752译码器CD455112七段数码显示管BS2022电阻100Ω1电