轉(zhuǎn)速測量顯示邏輯電路設(shè)計(jì)

1、電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告設(shè)計(jì)課題：轉(zhuǎn)速測量顯示邏輯電路設(shè)計(jì)專業(yè)班級：電082學(xué)生姓名：學(xué)生學(xué)號：指導(dǎo)老師：戴偉成績：設(shè)計(jì)任務(wù)與要求1、對電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行測量,并數(shù)字顯示,采樣單位為每秒幾轉(zhuǎn).轉(zhuǎn)速顯示范圍為0999?專/分.電機(jī)轉(zhuǎn)速一般每秒不超過100轉(zhuǎn),采用2位十進(jìn)制已經(jīng)足夠既2個數(shù)碼管,但是考慮到此電路有其他用途,可采用四位數(shù)碼管,最大可以計(jì)數(shù)4位十進(jìn)制,同時可以升級為頻率計(jì)使用.2、時間顯示060#.3、轉(zhuǎn)速顯示為前一分鐘的測量結(jié)果,并保持顯示一定時間,然后重復(fù)測量.4、轉(zhuǎn)速測量誤差每秒不超過一圈,內(nèi)部時鐘穩(wěn)定度每天不超一秒.5、電路原理要求簡單,便于制作調(diào)試,元件本錢低廉易購.二設(shè)計(jì)方案與論證根

2、據(jù)題目要求,轉(zhuǎn)速顯示邏輯電路主要包括：光電傳感器采集,放大整形電路,脈沖計(jì)數(shù)電路,顯示電路,秒基準(zhǔn)信號發(fā)生器,延時電路,門控電路,閘門電路.系統(tǒng)框圖如下列圖.被測信號碼顯水邏輯限制電路、轉(zhuǎn)速檢測模塊轉(zhuǎn)速檢測模塊用來測量轉(zhuǎn)軸在一分鐘內(nèi)所轉(zhuǎn)的圈數(shù)可以用霍耳傳感器或光電傳感器對圈數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)光電測速是在轉(zhuǎn)軸上安裝一個轉(zhuǎn)盤,在轉(zhuǎn)盤上打個小孔,把光源安裝在轉(zhuǎn)盤一側(cè),把光電三極管安裝在轉(zhuǎn)盤的另一側(cè).這樣通過光電三極管可以間斷的接受到光,使三極管導(dǎo)通,產(chǎn)生脈沖.通過對脈沖的計(jì)數(shù),實(shí)現(xiàn)對圈數(shù)的測量.該方案也適合用于精度較高的場合.孔數(shù)越多,精度越高.可用光敏三極管對光源進(jìn)行檢測,把發(fā)光二極管放在轉(zhuǎn)盤的另一邊,在

3、轉(zhuǎn)盤的相應(yīng)位置開個小孔.當(dāng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過一圈,光敏三極管導(dǎo)通一次,產(chǎn)生一個脈沖.在把脈沖經(jīng)兩個施密特電路,轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)的正脈沖,以便計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù).轉(zhuǎn)速脈沖波形整形電路:出版生戌波形整形過程:二、計(jì)時模塊實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速測量的另一必備環(huán)節(jié)是時基電路.通常采用石英晶體振蕩器來作為標(biāo)準(zhǔn)時基信號,頻率準(zhǔn)確、穩(wěn)定,在時間要求不嚴(yán)格的場合,也可以采用555振蕩器產(chǎn)生.分社計(jì)忙洋網(wǎng)n人制暗四五捽電芬頓停林神發(fā)生電路本設(shè)計(jì)中,時鐘主要是周期為一秒的秒脈沖,通過計(jì)時電路產(chǎn)生一分鐘計(jì)時.石英晶體振蕩器電路為獲得較穩(wěn)定的時基信號,以限制主控門的開啟時間,采用石英晶體32768Hz,經(jīng)分頻器,變成1Hz的標(biāo)準(zhǔn)秒信號.555振蕩器波

4、形1R43RnQ25553c555振蕩器電路秒顯示單元電路:為了在數(shù)碼管上顯示060秒.采用計(jì)數(shù)器芯片組成60進(jìn)制計(jì)數(shù)器,產(chǎn)生60s的限制信號,該信號觸發(fā)限制電路工作.并用譯碼鎖存芯片把BCD碼譯為七段碼.而后經(jīng)電阻送到數(shù)碼管顯示.考慮這里供電為5V電源,數(shù)碼管在10mA就可以被點(diǎn)亮,所以這里的限流電阻用470QoVK0.?典型顯示電路三、轉(zhuǎn)速測量和顯示模塊轉(zhuǎn)速測量顯示限制電路可分兩種：一種是顯示前1分鐘的測量結(jié)果,該電路需要存放顯示.另一種是顯示計(jì)數(shù)過程,到時間后將累計(jì)值保持一段時間,而后重復(fù)地計(jì)數(shù)顯示,課題采用第一種方案.有籽修售等計(jì)生n由F加轉(zhuǎn)換陷未注冊版生或國示制I分鐘kU站果脈沖計(jì)數(shù)

5、單元電路設(shè)計(jì)由于測速范圍為0999r/min,計(jì)數(shù)器可以采用四塊十進(jìn)制計(jì)數(shù)器組成顯示單元電路的設(shè)計(jì)采用四塊鎖存/七段譯碼器和四只.共陰極數(shù)碼管四、限制模塊利用所獲得的時基信號去觸發(fā)限制電路,進(jìn)而得到一定寬度的閘門信號,用它去限制主控門的開門時間即采樣時間.在采樣時間內(nèi),主控門允許被測光電信號通往計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù).限制電路的另一作用是在每次采樣后,封鎖主控門和時基信號輸入,使計(jì)數(shù)器顯示的數(shù)字停留一段時間,以便觀察和記錄.當(dāng)上一分鐘測得數(shù)據(jù)進(jìn)入顯示器,再對計(jì)數(shù)器清零.總之,限制電路的任務(wù)就是翻開主控門計(jì)數(shù),關(guān)上主控門顯示,然后清零,此過程不斷重復(fù)進(jìn)行.延時電路設(shè)計(jì)當(dāng)時間到了60秒,轉(zhuǎn)速顯示在數(shù)碼管上,延

6、時一段時間,再濤零計(jì)數(shù)器.通?？梢圆捎?55定時器或者74121(74123)構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)電路進(jìn)行延時.單穩(wěn)延時波形555定時器組成單穩(wěn)態(tài)電路進(jìn)行延時選用555定時器組成單穩(wěn)態(tài)電路進(jìn)行延時.延時1.1ms,但為了使脈沖到來時不馬上執(zhí)行動作,在后面加了一個異或門來到達(dá)效果.555單穩(wěn)態(tài)電路中砒用1KQ,電容C選用1uF.74LS16葉進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器o«3sCFEC7K6KEK-4K3K2K1£0揩開關(guān)854321091111111)123455ZS接時鐘2、741S16074LS160十進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器1異上去除其直值表如下£H：高電平.I.;任電平.-：卜J1沿*X:

7、仟意,dOM3:YD穩(wěn)態(tài)輸入Hl平輸入輸出CrLDSiS2CPABcDQAQE0c4I>I.XXXXXXXX11.I.LII,XX一dodld2d3aoTI<1243IIHHHXXXXil-數(shù)la.XXXXXK保持HHXLXXXXX保將74LS48譯碼器BLCELTBI/FBOLZ448R日I匚74LS48口1ArGNDLECIt段譯碼器4日動第74ls48引腳功能表一七段譯碼驅(qū)動器功能表十進(jìn)數(shù)輸入BI/RBO或功能LTRBIDCBA012340000111i0001JJ0010I0011IJ0100輸出備注abcdefg111111010110000110110111110010

8、110011HHHHH1011011101112131415BIRBILT74LS00四兩輸入與非們74LS123可重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器555555的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可等效成23個晶體三極管.17個電阻.兩個二極管.組成了比擬器.RS觸發(fā)器.等多組單元電路.特別是由三只精度較高5k電阻構(gòu)成了一個電阻分T4LFUU1力陋為四X喻人內(nèi)才"44AM氏及:蜘f內(nèi)；一%一J一2£一與維1574LS12313Input.s錦|入1GulrliLq俞IH口第5wMB1.74LS123能出說明ABa.0KX01穩(wěn)奇X'丈Q01X1X0110TJL-LT鼬發(fā)T01JLU111JL廿壓器.為上.

9、下比擬器提供基準(zhǔn)電壓.所以稱之為555.555屬于cmos工藝制造.555引腳圖介紹如下1.地GND2.觸發(fā)3.輸出4.復(fù)位5.限制電壓6.門限閾值7.放電8.電源電壓VccOpell、LNoRI.WJDSCEIITURPSTRIGqR輸GNDryLOGICSYMBQU$121JLOGICBAGRAMVii-riN'C°/向朝佛4H常住.tOW74LS1753D蟲發(fā)器集成電路司t司營細(xì)少引扁Z-廣6口山理第nrm鼻®1Rm*仁詞iipi<>-n)TTtCUUiri心-嗚LtmcrwEwJLJjJt;74LS175的功能表輸入輸出出CPI1D2£

10、>前祖M及314QLXXXXXL.LLLHT|1020二口402白3D4DHHxXXX保持HLXXX：保持TRUTHTABLEInputs(t=n,W=H)Outputs(t=n+1)Note1DQnLHLHHLNote：t=n+1indicatescorrdrtiGnsafternextclock,_.J"JTt_azaU七段數(shù)碼管J.8t8三單元電路設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算參數(shù)計(jì)算：555振蕩器：充電時間：T1=0.7(R1+R2C放電時間：T2=0.7R2CT=T1+T2=0.7(R1+2R2C=1S取R1=100©R2=20KQC=10uf延時電路：74LS123延時時

11、間：At=tw1Tw1=0.7R1C1Tw2=0.7R2C2取R1=R2=1KC1=C2=100uf四總原理圖及元器件清單1.原理圖元件序號型號主要參數(shù)數(shù)量備注74LS00174LS08174LS48574LS175374LS160574LS12325551R11KQ1R21KQ1匚2.元件清單C110uf1C210uf1五安裝與調(diào)試各單元電路調(diào)試方法如下：1. 檢查放大整形電路,可輸入低于1V的正弦波信號,用示波器觀察電路出是否為方波信號.2. 調(diào)試秒基準(zhǔn)發(fā)生電路,看輸出頻率是否符合設(shè)計(jì)要求.3. 調(diào)試的原那么是先局部后整機(jī),在分別調(diào)好單元電路的根底上再聯(lián)機(jī)通調(diào).檢查計(jì)數(shù)、譯碼、顯示局部.檢

12、查限制電路.六性能測試與分析先在秒表顯示單元電路的輸入端加載1HZ的輸入信號,觀察其顯示是否正確.然后在脈沖計(jì)數(shù)單元加載待測信號觀察轉(zhuǎn)速測量顯示模塊在待測信號輸入端加載1hz的信號,但是一分鐘后卻不跳轉(zhuǎn)原因分析：1 .電路交叉過多,相互之間形成干擾,影響結(jié)果2 .導(dǎo)線去皮太短,導(dǎo)致接觸不良3 .面包板接觸不良,影響計(jì)數(shù)結(jié)果4 .接地端過多且相互之間有差異,影響計(jì)數(shù)結(jié)果5 .待測輸入端和基準(zhǔn)信號輸入端加載在同一個信號輸入端相互之間形成干擾,影響計(jì)數(shù)結(jié)果七結(jié)論與心得通過這次課程設(shè)計(jì),增強(qiáng)了我們動手、思考和解決問題的水平.在整個設(shè)計(jì)過程中,我們通過這個方案設(shè)計(jì)了一套電路原理,和芯片上的選擇.這個方案

13、總共使用了74LS48,74LS16Q74LS17&74LS08,74LS0O,74LS123,555及數(shù)碼管.在設(shè)計(jì)過程中,經(jīng)常會遇到這樣那樣的情況,就是心里想老著這樣的接法可以行得通,但實(shí)際接上電路,總是實(shí)現(xiàn)不了,因此消耗在這上面的時間用去很多.我沉得做課程設(shè)計(jì)同時也是對課本知識的穩(wěn)固和增強(qiáng),由于課本上的知識太多,平時課間的學(xué)習(xí)并不能很好的理解和運(yùn)用各個元件的功能,而且測試內(nèi)容有限,所以在這次課程設(shè)計(jì)過程中,我們了解了很多元件的功能,并且對于其在電路中的使用有了更多的熟悉.平時看課本時,有時問題老是弄不懂,做完課程設(shè)計(jì),那些問題就迎刃而解了.而且還可以記住很多東西.比方一些芯片的功

14、能,平時看課本,這次看了,下次就忘了,通過動手實(shí)踐讓我們對各個元件映象深刻.認(rèn)識來源于實(shí)踐,實(shí)踐是熟悉的動力和最終目的,實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn).所以這個期末測試之后的課程設(shè)計(jì)對我們的作用是非常大的.經(jīng)過這個星期的實(shí)習(xí),過程曲折可謂一語難盡.在此期間我們也失落過,也曾一度熱情高漲.從開始時滿富盛激情到最后汗水背后的復(fù)雜心情,點(diǎn)點(diǎn)滴滴無不令我回味無長.生活就是這樣,汗水預(yù)示著結(jié)果也見證著收獲.勞動是人類生存生活永恒不變的話題.通過實(shí)習(xí),我才真正領(lǐng)略到“艱苦奮斗這一詞的真正含義,我才意識到老一輩電子設(shè)計(jì)為我們的社會付出.我想說,設(shè)計(jì)確實(shí)有些辛苦,但苦中也有樂,在如今單一的理論學(xué)習(xí)中,很少有時機(jī)能有

15、實(shí)踐的時機(jī),但我們可以,而且設(shè)計(jì)也是一個團(tuán)隊(duì)的任務(wù),一起的工作可以讓我們有說有笑,相互幫助,配合默契,多少人間歡樂在這里灑下,大學(xué)里一年的相處還趕不上這十來天的合作,我感覺我和同學(xué)們之間的距離更加近了；我想說,確實(shí)很累,但當(dāng)我們看到自己所做的成果時,心中也不免產(chǎn)生興奮；我們同樣可以為社會作出我們應(yīng)該做的一切,這有什么不好？我們不斷的反問自己.也許有人不喜歡這類的工作,也許有人認(rèn)為設(shè)計(jì)的工作有些枯燥,但我們認(rèn)為無論干什么,只要人生活的有意義就可.社會需要我們,我們也可以為社會而工作.既然如此,那還有什么必要失落呢？于是我們決定沿著自己的路,執(zhí)著的走下去.通過這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的,只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,只有把所學(xué)的理論知識與實(shí)踐相結(jié)合起來,從理論中得出結(jié)論,才能真正為社會效勞,從而提升自己的實(shí)際動手水平和獨(dú)立思考的水平.在設(shè)計(jì)的過程中遇到問題,可以說得是困難重重,這畢竟第一次做的,難免會遇到過各種各樣的問題,同時在設(shè)計(jì)的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的缺乏之處,對以前所學(xué)過的知