数字式红外测速仪设计报告

1、成都信息工程学院电子系统设计报告课程名称：电 子系统设 计系部：控制工程学院专业班级：测控技术与仪器 1、2班 学生姓名1: 学 号1： 学生姓名2： 学号2： 指导教师：王老师、蒋老师、杨老师完成时间：2014年 6 月 24日报告成绩：评阅教师日期数字式红外测速仪设计报告一. 设计要求(1) .用红外发光二极管、光敏三极管作为速度转换装置。(2) .测速范围：10 - 990转/分。(3) .三位数字显示，显示不允许闪烁。二. 方案选择及电路的工作原理方案应该有两个以上。方案一：用红外发光二极管、光敏三极管作为速度转换装置。用施密特触发 器将光敏三极管的电压变换信号进行滤波、整形。用两个

2、CD40110芯片对信号 进行计数、锁存、译码、清零。用两个数码管进行显示。用两个 555定时器构成 的单稳态触发器分别对CD40100的计数、锁存、清零延时。方案二：用霍尔传感器采集转速信息，用施密特触发器将光敏三极管的电压 变换信号进行滤波、整形。用两个 CD40110芯片对信号进行计数、锁存、译码、 清零。用两个数码管进行显示。用两个 555定时器构成的单稳态触发器分别对 CD40100的计数、锁存、清零延时。工作原理：红外发光二极管固定于旋转物体定轴上，在转轴上安装一遮光板， 板上打一个小孔，当转轮旋转时，发光二极管、小孔、光敏三极管在一条直线上， 即有红外光通过，其他时间则由于挡板作

3、用，没有光通过，光敏电阻接收红外光 转化为一个脉冲，产生一个脉冲说明转一圈。这样只需要测量一分钟内光敏三极 管输出脉冲个数，就知道转速了，两者是等价的。三. 单元电路设计计算与元器件的选择1、光电转换电路J2V选用红外二极管和光敏三极管作为信号产生装置，采用反射式安装红外二极管和光明三极管，当红外二极管导通时，光线反射到光敏二极管，光敏二极管两 端的电压值上升（为高电平），当红外二极管截止时，光敏三极管两端的电压值 不变（为低电平），这个变化的电压信号经过滤波、整形后可以产生方波，可以 等价于轮子转速的变化。2、延时电路I WliFI mCTND选用555定时器构成的单稳态触发器作为延时元件，

4、为了满足技术端低电平 有效的条件，在单稳态触发器的输出端接上一个非门组成的支路。1IilJr4i.ra-Jb二養二;h :dp iahjj la3、数字显示选用CD4O10乍为转换元件，因为CD40110具有计数、清零、锁存、译码的 功能，便于使用，可靠性高。选用数码管作为显示元件。4、未经过延时，光电转换电路产生的方波四. 设计的具体实现1.系统概述根据工作原理，当转轮旋转时，发光二极管、小孔、光敏三极管在一条直线 上，即有红外光通过，其他时间则由于挡板作用，没有光通过，光敏电阻接收红 外光转化为一个脉冲，产生一个脉冲说明转一圈。这样只需要测量一分钟内光敏 三极管输出脉冲个数，就知道转速了，

5、两者是等价的，所以电路可靠性高。原理图：红夕卜光一光电转换显示译码 锁存 计数2.单元电路设计、仿真与分析光电转换电路：红外发光二极管固定于旋转物体定轴上， 在转轴上安装一遮 光板，板上打一个小孔，当转轮旋转时，发光二极管、小孔、光敏三极管在一条 直线上，即有红外光通过，其他时间则由于挡板作用，没有光通过，光敏电阻接 收红外光转化为一个脉冲，产生一个脉冲说明转一圈。这样只需要测量一分钟内 光敏三极管输出脉冲个数，就知道转速了，两者是等价的。延时电路：应用555定时器构成的单稳态触发器对芯片 CD4O110勺计数、锁 存、清零进行延时，方便数码管的显示。数字显示电路：运用 CD40110进行计数

6、、锁存、清零，然后用数码管进行 显示。器件参数的选择：红外二极管和光敏三极管的限流电阻都为1K。芯片电的源和地的滤波电阻都为 0.1uF 。 单稳态触发器控制占空比的电阻和电容分别为510K、100uF （公式： Tw （脉宽）=1.1RC ）。为了方便PCB的连接在CD40110的一边的管脚连接了 1k 的电阻。仿真：使用实验板分别对单元电路进行仿真。3电路的安装与调试印制电路图时，电路图出现短路，用焊锡将短路部分联通。后期调试时，发现第二级的数码管不工作，检查PCB图后，发现是第二级数 码管的电压没接上， 使用飞线将其连上。 还有光电转换电路的光敏三极管的电压 变换不大，导致不能出现波形，

7、加上放大器后，使变换信号变得明显。4. 电路的一些数据红外三极管导通时光敏三极管两端的管压降4.9886V，截止时是的管压降4.9473。CD40110技术控制端的电压 0.97V，锁存控制端的电压 0.137V。数码管的电压 1.6812V。五心得体会及建议1、设计过程中遇到的问题及解决方法 感觉这次课程设计中碰到的问题主要是由于对知识的掌握不够牢固， 这些都是我们学习过的内容， 本来感觉掌握的还是不错的， 但是真正的使用的时候才发 现不太了解， 最后还是得一点一点的查询课本才解决。 这次设计让我了解到， 知 识不温习，使用起来就会生疏，以后，要多温习功课。2、设计体会首先我们由衷感谢老师提

8、供给我们这样一个锻炼自己的机会， 让我们第一次 感受到学来的知识不只是用来完成试卷的。其次我们在完成课程设计的过程中体会到团队合作的乐趣。 一向惯于“独立 思考”的我们学会了积极的同团队成员交流，取长补短，共同进步。 “独学而无 友则孤陋而寡闻 ”，只有和同学多交流多学习才能不断的提高自身水平。最后，也是最重要的一点， 我们学会了一种快速有效的学习方法。 以往的学 习都是老师讲学生记， 不懂得地方就靠解答大量习题帮助记忆， 学习的主要目的 是通过最后的考试。 课程设计使我们发现考试真的并不是最重要， 最重要的是能 运用所学的知识。 在整个课程设计过程中， 我们突破了传统学习模式， 把被动接 受转变为主动学习。 不再是用学到的知识解题， 而是在实际运用时遇到什么学什 么，重在把知识应用于实际。总之，这学期的课程设计，让我们学到了很多，受益匪浅。3、对设计的建议这门课能很好的培