侧本101王一鸣27

1、汽车里程表显示电路沈 阳 工 程 学 院课 程 设 计设计题目： 汽车里程表显示电路 系 别 自控系 班级 测控本101 学生姓名 王一鸣 学号 2010312127 指导教师 张玉梅 职称 讲师 起止日期：2012 年8月27日起至 2012年8月31日止沈阳工程学院课程设计任务书课程设计题目： 汽车里程表显示电路 系 别 自控系 班级 测控本101 学生姓名 王一鸣 苏鹏 鞠志恒 刘虎虎 陈烨 学号 27 14 18 37 40 指导教师 张玉梅、秦宏 职称 讲师/副教授 课程设计进行地点： F102 任 务 下 达 时 间：2012 年 8 月 25 日 起止日期：2012 年 8 月2

2、7日起至 8 月 31 日止 教研室主任 曲延华 2012 年 8 月 26 日批准目录1 汽车里程表显示电路：41.1设计目的：41.2基本要求：41.3发挥部分：42 设计过程及论文的基本要求：52.1 设计过程的基本要求52.2 课程设计论文的基本要求53 时间进度安排6中 文 摘 要81 设计任务描述a91.1 设计题目：汽车里程表显示电路设计91.2 设计要求91.2.1 设计目的91.2.2 基本要求91.2.3 发挥部分92 设计思路105 工作过程分析146 元器件清单15小 结17致 谢18参考文献19附 录 A1 逻辑电路图201 汽车里程表显示电路： 1.1设计目的：（1

3、）掌握汽车里程表显示电路的构成、原理与设计方法（2）熟悉集成电路的使用方法。1.2基本要求：（1） 数字里程显示部分假设车轮每转一圈发出一个脉冲信号为2.5米。（2）数字里程可清零。1.3发挥部分：（1）时速的显示（可考虑每36秒更新一次）；（2）行车灯光根据预设时间可以自动点亮或熄灭（3）其他。2 设计过程及论文的基本要求：2.1 设计过程的基本要求（1）基本部分必须完成，发挥部分可任选2个方向：（2）符合设计要求的报告一份，其中包括逻辑电路图；（3）设计过程的资料、草稿要求保留并随设计报告一起上交；报告的电子档需全班统一存盘上交。2.2 课程设计论文的基本要求（1）参照毕业设计论文规范打印

4、，包括报告中的所有电路图。（2）装订顺序：封面、任务书、成绩评审意见表、中文摘要、关键词、目录、正文（设计题目、设计任务、设计思路、设计框图、各部分电路及参数计算、工作过程分析、元器件清单、主要器件介绍）、小结、参考文献、附录（逻辑电路图）。3 时间进度安排顺序阶段日期计 划 完 成 内 容备注12012.8.27讲解主要设计内容，学生根据任务书做出原始模块图打分22012.8.28讲解如何绘制逻辑原理图并检查及修正模块图打分32012.8.29讲解计算机仿真软件的应用及如何对电路进行仿真打分42012.8.30讲解设计报告的书写及继续修正逻辑原理图,布置答辩打分52012.8.31检查报告完

5、成情况、答辩打分2012-8-26沈 阳 工 程 学 院 数字电子课程设计成绩评定表系（部）： 自控系 班级： 测控本101 学生姓名： 王一鸣 指 导 教 师 评 审 意 见评价内容具 体 要 求权重评 分加权分调研论证能独立查阅文献,收集资料；能制定课程设计方案和日程安排。0.15432工作能力态度工作态度认真，遵守纪律，出勤情况是否良好，能够独立完成设计工作， 0.25432工作量按期圆满完成规定的设计任务，工作量饱满，难度适宜。0.25432说明书的质量说明书立论正确，论述充分，结论严谨合理，文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，图表完备，书写工整规范。0.55432指导教师评审

6、成绩（加权分合计乘以12） 分加权分合计指 导 教 师 签 名： 年 月 日评 阅 教 师 评 审 意 见评价内容具 体 要 求权重评 分加权分查阅文献查阅文献有一定广泛性；有综合归纳资料的能力0.25432工作量工作量饱满，难度适中。0.55432说明书的质量说明书立论正确，论述充分，结论严谨合理，文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，图表完备，书写工整规范。0.35432评阅教师评审成绩（加权分合计乘以8）分加权分合计评 阅 教 师 签 名： 年 月 日课 程 设 计 总 评 成 绩分中 文 摘 要 汽车里程表显示电路设计，是通过霍尔元件传感器的对车轮转速的测量从而产生脉冲进入计数器

7、，计数器开始记录数据，从而编码再到译码，最终呈现在显示器上的简单过程，设计过程中我们选择选择一个单刀双掷开关来实现电路的切换，从而是现在测量汽车里程公里数的同时也能切换到能测量汽车车轮转速的电路，通过开关KEY-A的转变来轻松实现汽车里程和汽车实际转速的测量，车轮的周长是2.5米一圈，而车轮每次前进4圈就是正好是10米的距离，十进制的计数器可以保证车轮每转4圈可以进位加1，而编码器和译码器可以通过对信号的处理直接的通过LED显示屏上面呈现出具体的汽车行进里程和汽车当时的行进转速，而当显示器不工作的时候，出于节省能源的目的，我们可以把开关KEY断开，这个时候显示器就没有电源供电，在里程表不适用的

8、过程中可以节约大量的电能，而当汽车运行的时候我们可以继续把开关KEY打开，从而继续实现汽车里程表行程的测量，同时也可以继续汽车转速的测量，而K3复位的巧妙设计可以实现电路在进位加1之后的清零工作，而在信号传输的过程中也经过了过滤处理和放大处理可以让信号更好的在程序中执行！关键词 霍尔元件传感器，计数器，编码器，译码器，显示器1 设计任务描述a1.1 设计题目：汽车里程表显示电路设计1.2 设计要求1.2.1 设计目的(1) 掌握汽车里程表显示电路的构成、原理与设计方法；(2) 熟悉集成电路的使用方法1.2.2 基本要求(1) 数字里程显示部分假设车轮每转一圈发出一个脉冲信号为2.5米。(2)

9、数字里程可清零。1.2.3 发挥部分在测量汽车里程表的基础上通过开关KEY=A来实现显示器的开关。2 设计思路根据此次课程设计的要求 s3 设计方框图霍尔传感器比较器施密特触发器计数器 译码器 显示器4 各部分电路设计及参数计算4.1霍尔集成电路传感器传感器是里程表的重要部件，它的性能对整机电路的工作起着极其重要的作用。这里我们选用LM324AD开关型霍尔集成电路。这种集成电路具有使用寿命长、无触点磨损、无火花干扰、输出电阻小、功耗低、灵敏度高、温度特性好等特点。电路内部由霍尔元件、电压调整器、差分放大器、输出级等组成，采用塑料封装成三端器件，磁钢产生的磁场掠过霍尔集成电路一次使其输出一个负脉

10、冲。计数器对该脉冲进行计数，则：里程车轮周长×脉冲数。尔集成电路的工作电压以56 V为宜，过高的电源电压会引起电路因温升而不稳。图5整机电路中R54为降压电阻，将12 V电源电压降至6 V给霍尔集成电路供电。C2是滤波电容。R1为霍尔集成电路的负载电阻，没有这个电阻，输出电压的变化甚小。 。4.2施密特触发器运算放大器IC2以及R2R6构成反相输出的施密特触发器。它对比较器输出的脉冲信号进行整形。IC2工作在开关状态，具有十分短的前后沿时间。阈电平主要由R3和R4决定。R5上的电压降提供小量的正反馈以便产生所需要的滞后，并防止电路振荡。4.3计数器车轮的周长是2.5米，汽车的车轮每转

11、4圈，正好车轮行走了10米，这时候我们选择十进制的计数器方便汽车里程的计数，每当车轮前进十米后，计数器从过记录经过编码器和译码器一次从右边的显示器向左边的显示器依次进1个单位。4.4.编码电路通过来自对从计数器精确计算，从而使编码电路对信号处理从而来为译码器的发挥提供前提 4.5译码显示电路通过译码器7AS373N最终译码器将电信号脉冲经过处理最终通过LED屏显示出来，从而我们便可以通过显示器上面的数字得知汽车的行进里程5 工作过程分析里程表的工作原理。霍尔集成电路完成从非电量到电量的转换，将车轮转动信号转换为电信号。此信号幅值较小，经过比较器使其变成幅值较大的脉冲信号。该脉冲信号由施密特触发

12、器整形后送给计数器计数。计数器输出的8421BCD码经译码器译码后驱动LED显示器显示出计量结果 6 元器件清单R1 R2 R4 R5 R6/电阻VCC VSS/电源DCD-HEX-DIG-GREEN/显示器LM324AD/霍尔元件74LS160D/编码器74AS373N/译码器U7A U1A U11A U8A/7 主要元器件介绍编码器：74LS160 功能表/CLR /LOAD ENP ENT 输出L X X X 清零H L X X 置数H H L X 保持H H X L 保持H H H H 计数电阻：电阻（Resistance，通常用“R”表示）是所有电路中使用最多的元件之一。在物理学中，

13、用电阻来表示导体对电流阻碍作用的大小。导体的电阻越大，表示导体对电流的阻碍作用越大。不同的导体，电阻一般不同，电阻是导体本身的一种特性。电阻元件是对电流呈现阻碍作用的耗能元件。因为物质对电流产生的阻碍作用，所以称其该作用下的电阻物质。电阻将会导致电子流通量的变化，电阻越小，电子流通量越大，反之亦然电源：VCC：电源（Volt Current Condenser）；电源电压（双极器件）；电源电压（74系列数字电路）；声控载波（Voice Controlled Carrier) 在电子电路中，VCC是电路的供电电压, VDD是芯片的工作电压： 电源VCC：C=circuit 表示电路的意思, 即接

14、入电路的电压， D=device 表示器件的意思, 即器件内部的工作电压，在普通的电子电路中，一般Vcc>Vdd ! 有些IC 同时有VCC和VDD， 这种器件带有电压转换功能。 C=circuit 表示电路的意思, 即接入电路的电压，在电子电路中，VCC是电路的供电电压编码器：码器（encoder）是将信号（如比特流）或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。 编码器把角位移或直线位移转换成电信号，前者称为码盘，后者称为码尺按照读出方式编码器可以分为接触式和非接触式两种接触式采用电刷输出，一电刷接触导电区或绝缘区来表示代码的状态是"1”还是“0”；非接触式

15、的接受敏感元件是光敏元件或磁敏元件，采用光敏元件时以透光区和不透光区来表示代码的状态是"1”还是"0”，通过"1”和“0”的二进制编码来将采集来的物理信号转换为机器码可读取的电信号用以通讯、传输和储存。译码器：译码器是组合逻辑电路的一个重要的器件，其可以分为：变量译码和显示译码两类。 变量译码一般是一种较少输入变为较多输出的器件，一般分为2n译码和8421BCD码译码两类。 显示译码主要解决二进制数显示成对应的十、或十六进制数的转换功能，一般其可分为驱动LED和驱动LCD两类。霍尔元件：霍尔元件是应用霍尔效应的半导体。一般用于电机中测定转子转速,如录象机的磁鼓,电

16、脑中的散热风扇等;是一种基于霍尔效应的磁传感器,已发展成一个品种多样的磁传感器产品族，并已得到广泛的应用.目录小 结随着数字技术的不断发展，数字集成电路在各个领域的应用越来越广泛。本文介绍一种用数字集成电路、霍尔集成电路设计的里程表。该里程表具有电路结构简单、计量精度高、工作稳定可靠、改变设计量程方便、成本低等特点。我们曾将该里程表安装于某电动车上测试，取得了满意的效果。本电路通过霍尔元件传感器，到计数器，到编码器和译码器，再到显示器，几部分电路组成，设计简单明了，霍尔元件传感器通过对车轮转述的记录从产生脉冲，通过脉冲的计数而依次记录车轮的转数，而轮子的周长是2.5米，每4圈正好轮子通过了10

17、米的距离，而我选择是十进制的计数器，从显示器的右端开始向左端依次加1，从而就形成了汽车的里程表的精确测量，而且六个显示器能保证汽车里程表的足够用，当闭合开关K2的时候，电路自动切换到转速，同时右侧第一个显示数字自动变成小数计数，霍尔集成电路完成从非电量到电量的转换，将车轮转动信号转换为电信号。此信号幅值较小，经过比较器使其变成幅值较大的脉冲信号。该脉冲信号由施密特触发器整形后送给计数器计数。计数器输出的8421BCD码经译码器译码后驱动LED显示器显示出计量结果 致 谢 通过一周的课程设计及学习，让我重新对数字电子技术的应用和学习有了很大程度上的提高，起初三天里由于学习资料的不健全和不科学的方

18、法，在课程设计的过程中遇见了 很多难题，后来在老师的悉心教导和正确的引到下，我逐步掌握了课程设计资料查询的方法，以及明确精准的设计思路，从而让我在今后几天的学习过程中有了很大程度上的提高，同时也让我对数字电子技术的学习有了一定程度上的新的认识，让我认识到了数字电子技术在日常生活中无所不在的价值和不可替代的作用，让我认识的到了数字化信息时代的电子技术才是今后经济市场起着领导的作用，一周以来通过去图书馆和百度文库的各种资料查询和相关知识人员和老师的悉心教导，我从当初对汽车里程表显示电路设计一头雾水到成功的完成了汽车里程表显示电路的设计完成，我深深的体会到了数字电子技术是需要耐心严谨细心的工作下才能完成的任务，起初由于我的马虎和不认真导致电路出现了很多低级的错误，经过老师的教诲后我突然间认识到了这些是今后学习工作中不可缺少的因素，于是我重整旗鼓重新认真的梳理了一下思路又重新设计了电路，最后的成功的完成汽车里程表显示电路的设计，再次感谢一周以来老师对我们悉心的教诲和不厌其烦的教导 以及在这一周课程设计过程中所付出大量的时间精力和辛勤的汗水，在您悉心的教导下，我们成功的出色的完成了汽车里程表显示电路设计，我们在