课程设计-汽车速度显示及超速报警器.doc

摘要： 本汽车速度显示及超速报警器电路是运用数字电路有关知识来设计的，它具有简易操作及实用等特点。司机可根据不同情况而设置所需的报警信号速度及安全行驶极限速度，确保行驶安全。电路的核心部分为时基信号发生器、计数器、显示器及报警控制器等，电路设计中主要用到了防真软件EWB及EDA软件PTOTEL99。电路能够将汽车速度实时显示，当行驶速度超过所设置的报警速度及安全行驶速度时，电路就会分别发出报警信号和将发动机熄灭，确保安全行驶。为使电路简单，本电路采用汽车转速来模拟汽车速度，本电路均适合各种大中型汽车安装使用。关键词：汽车速度；超速；报警器；计数器 目 录 引言 3 第一章 汽车速度显示及超速报警器的基本工作原理 4 1.1 电路基本功能 4 1.2 电路的基本组成部分 4 1.3 电路的整体工作原理 4 1.4 电路实用说明 5 第二章 主要基本电路的工作原理 5 2.1 时基电路的工作原理 5 2.2 100分频器工作原理 6 2.3 逻辑控制电路工作原理 6 2.4 信号接收及整形电路工作原理 7 2.5 计数器、锁存器、译码显示器电路工作原理 8 2.6 超速报警及熄灭发动机电路工作原理 9 第三章 电路所用元件列举 10 3.1 分立元件 10 3.2 集成芯片 10 第四章 电路原理图及PCB图 11 4.1 电路原理图 11 4.2 PCB图 11 第五章 电路设计与调试总结 12 5.1 电路设计说明 12 5.2 电路设计总结 13 5.2 电路调试总结 13 谢 辞 15 主要参考文献 16 引言 在当今时代里，汽车是最普遍的交通运输工具，然而人们往往忽视高速行驶所带来的重大后果。每年由于司机超速行驶而产生的交通事故很多，因此造成的经济损失很多，然而很多因超速行驶而造成事故者不是他们想开很快，而是他们那时已经有了快感，根本没有意识到自己是在超速行使，因此在事故发生后大都感到后悔。如果他们在汽车上安装汽车速度显示及超速报警器，在很大程度上能确保他们避免发生这类事故。 该电路主要是计算汽车在一秒内轮子的转动圈数即转动频率，为使电路简单，仅以转动频率来模拟汽车的速度，并将计得的速度通过数码管显示出来，速度显示每1.25秒刷新一次，并对超速时产生报警信号或者自动将发动机熄灭，确保了行驶的安全，司机通过拨动开关可任意设置产生报警信号速度和安全行驶极限速度。 该电路主要由时基电路、分频器、逻辑控制电路、信号接收电路、放大整形电路、闸门电路、计数器、锁存器、译码显示器、报警信号及让发动机熄灭信号控制电路等部分构成。 第一章 汽车速度显示及超速报警器的基本工作原理 1.1 电路基本功能 该电路主要是计算汽车在一秒内轮子的转动圈数即转动频率，为使电路简单，仅以转动频率来模拟汽车的速度，并将计得的速度通过数码管显示出来，速度显示每1.25秒刷新一次，并对超速时产生报警信号或者自动将发动机熄灭，确保了行驶的安全，通过控制开关可以分别设置产生报警信号及熄灭发动机速度，设置速度可以为10到100间为十的整数倍，当速度达到此设置速度时，电路将产生报警信号或者让发动机熄灭。在实用中，应设报警信号速度略小于发动机熄灭速度，当产生报警信号时，若速度再增加至停止工作速度时电路就将发动机熄灭，司机需重新启动发动机。 1.2 电路的基本组成部分 该电路主要由时基电路、分频器、逻辑控制电路、信号接收电路、放大整形电路、闸门电路、计数器、锁存器、译码显示器、报警信号及让发动机熄灭信号控制电路等部分构成。 1.3 电路的整体工作原理 直接由555电路产生1Hz的信号由于信号频率极低不很稳定，因此，由时基电路产生频率F=80Hz（周期T=12.5ms）的信号F，其中高电平持续时间为10ms，信号F经100分频器后输出频率为0.8Hz（周期为1.25秒）的标准时间基准信号B，其中高电平持续时间为1s。当1s信号到来时，闸门开通，被测脉冲信号通过闸门，计数器开始计数，直到1s信号结束时闸门关闭，停止计数。若在闸门时间1s内计数器测得的脉冲个数为N，则被测信号频率为NHz，即汽车模拟速度为N转/s。逻辑控制电路的作用有两个：一是产生锁存脉冲D，使显示器上的数字稳定；二是产生清“0”脉冲E，使计数器每次测量从零开始计数。被测信号即速度信号用信号接收电路来接收，由此接收到的信号一般不是很好的脉冲信号，将此信号经放大整形电路整形后得到计数器所需的标准脉冲信号A。当锁存脉冲D到来时，锁存器将计数器在1s结束时所计得的数进行锁存，使显示器上能稳定的显示此时计数器的值。假设设置产生报警信号的速度为70转/s，设置自动断掉发动机的速度为80转/s，则当速度达到70转/s时