一种红外转速表的设计..docx

安徽工程大学 电子技术课程设计（论文） 课程设计题目：一种红外转速表的设计 指 导 教 师：徐晓光 专 业 班 级：电子信息科学与技术131班 学 生 姓 名：xxxx 学 号：3130203142 起 止 日 期： 1课程设计目的： (1) 电子技术课程设计是机电专业学生一个重要实践环节，主要让学生通过自己设计并制作一个实用电子产品（至少完成电路设计，仿真分析），巩固加深并运用在“模拟、数字电子技术”课程中所学的理论知识； (2) 经过查资料、选方案、设计电路、撰写设计报告、答辩等，加强在电子技术方面解决实际问题的能力，基本掌握常用电子线路的一般设计方法、设计步骤和设计工具，提高电子线路的设计、制作、调试和测试能力； (3) 课程设计是为理论联系实际，培养学生思考与动手能力，提高和培养创新能力，通过熟悉并学会选用电子元器件，为后续课程的学习、毕业设计、毕业后从事生产和科研工作打下基础。 2 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/分，实现近距离测量； （2）发射的红外线用一定的频率脉冲调制，接收的调制脉冲通过解调电路得到被测转动体的转速脉冲； （3）画出仿真原理图、调试； （4）画出完整的电路图，写出设计、调试报告; 3 总体方案框图 图（1） 总体设计概念图 红外线数字转速表的设计 摘要 红外线数字转速表是一种代替机械转速表、用来测量转动速率的计量仪表。红外线数字转速表采用的红外探头有直射式和反射式两种，发射管有平均发射方式和脉冲发射方式两种。本设计通过红外探测系统进行光电转换将物体的转速信息以电脉冲的形式输出，然后与1秒脉宽电路的输出共同作用，作为计数器的时钟信号驱动计数器的工作；计数器将计数总数经过译码以数字的形式在数码管上显示出来。 关键字 计数器、脉冲、译码 电路原理及各单元电路的设计 红外线传感器 在《红外辐射、红外器件与典型应用》*一书中，对红外辐射的本质、基本规律及传输特性进行了全面论述。红外辐射又称为红外线或红外光。红外光世人眼看不见的光，是一种电磁波。 红外光是波长比红色光的波长（0.76um）还长的光波。通常，将电磁波波谱中间隔为0.76~1000um的波谱称为红外光谱区。一般把红外光谱分为四个区域，即近红外（0.76~3.0um）、中红外（3.0~6.0um）、中远红外（6.0~20um和远红外（20~1000um）区。 实际上，目前在工业和民用的红外光探测/遥控中所使用的红外光谱主要集中在0.76~1.60um（760~1600nm）的近红外区。 使用红外发光二极管获得近红外光世相当简便的。红外发光二极管是一种由PN结构成的注入电流型器件，在加上合适的正偏电压后，就可以发出一定波长的近红外光。 除直流电流驱动方式（平均发射方式）外，发光二极管（英文缩写为LED）还有交流电流驱动和脉冲电流驱动方式等。平均发射方式是指通过启动直流供电电源直接驱动发光二极管发出恒定的红外光。 在红外线检测和遥控系统中，与红外发射器配套的是红外光电监测、接收系统。红外光电转换器件是红外接收系统的传感器件，是红外接收前端的光电探测器件。红外光电转换器件包括光电二极管、光敏三极管（也称光电三极管）和少量其他光电器件。 本设计中的红外探测传感器，它是由简单直流电流驱动红外发光二极管产生红外光，然后被光电转换探头接收，进而被共射极三极管放大后输出。没有光照射时，光敏二极管处于截止状态，反向电阻很大，反向电流（暗电流）很小。随着光照的增强，光敏二极管处于导通状态，其反向电阻减小，反向电流（光电流）增大，其光电流与照度之间呈线性关系。 图（2）红外探测、转换电路 秒脉冲振荡电路 本设计所采用的秒脉冲电路是由555定时器所组成的多谐振荡器产生。在555定时器的外围接上合适的电阻和电容，便可产生振荡周期为1秒的矩形脉冲；而且可以通过调节电位器校正周期误差。在7端口（放电端）连接一个电容作滤波之用，提高了电路的稳定性。最后将秒脉冲从3端口输出。 图（3） 秒脉冲电路 频率和脉宽可独立调整的脉冲信号源 该电路由三个二输入端与非门与若干电阻、电容和电位器等组成一个多谐振荡器。和其他用此电路组成的振荡器的不同之处是：该电路由D1、D2和C1、RP1组成一个振荡器，用RP1来调节振荡器的振荡频率；用D2、D3和C2、RP2组成别一个振荡器，用RP2来调整它的振荡脉宽。两个振荡器共用一个与非门D2，但工作互不影响。 电路中，当C2选用560pF时，C1选用三种不同的容量时，其振荡频率与脉宽 见下表： 图（4）频率和脉宽