自行车里程表实验报告

1、课设报告封面示例北京工业大学课程设计报告.下载可编辑.（数电课设题目）自行车里程表（模电课设题目）班 级： 130242学 号：13024209姓 名： 苏荻乔湘云组 号：_92015.设计题目自行车里程表.设计技术指标及设计要求1 .设计任务设计、制作一个根据车轮周长、辐条数等参数来记录行驶里程的简易里程表。 要求具有可调整的手段，以适应不同车型。2 .设计要求1、显示数字为3位，精度为0.1公里，即（00.0 99.9公里）。2、数码管要有小数点，即个位与十位间的小数点要亮起来。3、要标明你所设计的条件（轮周长、辐条数等），给出根据条件不同进行 调整的方法。4、结构简单、所用芯片尽量少、成

2、本低、易于制作。5、所用芯片与元件尽量在参考元器件范围内选择（实验室没有的需自行解 决）6、要制作一个模拟的（或真实的）测试模型，以便进行实际的测试。尽量 做到结构合理、可靠，结构设计要作为考核的重要部分。设计框架（注：设计方框图）红 外 传感 器脉 冲 整 形轮 辐 计 数 器门 电 路公 生 计 数 器译 码 驱 动 器注：设计的实验条件，总体设计思路，各方案比较）由题可知，该实验主要分为4 个部分：红外传感器及脉冲整形电路、轮辐计数电路、0.1 公里计数电路、数码管显示电路（包括译码驱动）。首先要将红外传感器接收到的轮辐脉冲整形成为规则的方波，整形可以用施密特触发器，当车的轮辐扫过红外传

3、感器后，红外传感器将感应得到的脉冲送到施密特触发器进行整形，然后接入设计的轮辐计数器中, 后经过轮辐计数器与 0.1 公里计数器完成计数，再由数码显示管显示里程。根据提供的参考元件，初步确定了以下方案：以CD4010纵脉冲整形，若干CD4518乍为轮辐计数器，CD4553为三位十 进制计数器作为0.1公里计数电路，即从00.0计到99.9 , CD4543乍为7段共 阴数码管驱动芯片，LG5631AH乍为共阴数码显示管显示里程。根据车轮半径以及车轮转动一周红外传感器感应到的辐条数，可以计算出每走0.1公里要有多少根辐条通过传感器，从而确定进制及所需CD451吸量。利用C PU风扇模拟车轮进行如

4、下计算：C 周长=0.078 X 兀 m , 100m = n X 0.245计算得出：n = 408共有 9 片扇叶。所以需要计数3673次（约为3600次）。首先使用红外光电传感器对转动的车轮辐条进行测量，产生基本技术脉冲。 若以 0.1 公里作为里程表的计数单位，则需测量出车轮的周长、一周有多少根辐条、没走0.1 公里要有多少根辐条通过传感器。若将此计数值转化为里程表的一个计数脉冲，提供给一个多位十进制里程计数器，则记录分辨率就为 0.1 公里，最后由多位数码管显示出来。五系统选用的元器件（注：元器件清单，关键器件的选取及说明）1. 实验用到的部分元件：CD40106 义 174LS21

5、 义 174LS161 义 374LS00 义 1CD4553 义 1CD4543 义 1红外传感器X 1CPUK 扇 x 11000pF 电容 X 1三位共阴数码管LG5631AH X 1六系统各部分电路说明（注：包括各单元的工作原理及工作过程, 公式推导, 参数计算）我们选择利用波形发生器进行车轮辐条挡住红外传感器的脉冲模拟，然后通过施密特触发器对红外传感器产生的脉冲整形。利用CP U风扇模拟车轮进行如下计算：C 周长= 0.078 x Tim , 100m=nX 0.245计算得出：n = 408共有 9 片扇叶。所以需要计数3673 次（约为3600 次）。利用两片CD4518计时，每

6、计数3600次后通过门电路传送至 CD4553通过74LS00一个 与非门高电平 > 一个低电平>CD4518的置数清零端。再通过一个反向器到 CD4553计数一次（CIK端）。CD4553为一个三位十进制计数器，但只有一个输出端，要完成三位输出需 采用扫描输出的方式。通过三个三极管（NPN型）作为三个电路开关，DS0-DS2（低电平有效） 分别与三个三极管相连，因为我们使用共阳极数码管，所以需要三个反向器连到三极管的基极，使三极管从电源到数码管导通，但是每次扫描只有一位是电路连通状态。因为人眼有视觉暂留，所以就相当于看到共阳极三极管三位数同时出现并计公里数，4553的Q0Q 3直

7、接连入 CD4543的D ADD中，CD4543为七段译码器，把输入的 BC加转换为七段 的输出。CD4553中的DSQ DS1, DS2,是位选通扫描信号的输出，这三端能循环输出低电平，所 以我们需要三个开关电路作为选通三位数码管中的一位的判断，通过查阅资料，这三个开关用三极管的导通、截止特殊性来控制电路，只要DS0DS珅有一个为低电平， 一个三极管便导通，通过VCC到K的电路到三级管再到数码管，则这个数码管闪亮。CD4553的M后口 OVF相连，因为 M戏清零端，低有效，OVF每t 1000次，输出一个低电平，使MR清零。每计1000次清零，LE端低电平时，三组计数器内容分别进入DS0DS

8、2中，当该端为高电平时，锁存器锁定，所以我们需要 LE在CLK输入数据后，由一个低变为 一个高，数据锁存起来。我们所用的数码管为共阳极数码管，所有阳极连在一起通过三极管（开关电路）上接VCCT到到数码管，a-g7端显示，小数点把中间那位的点亮是通过把小数点这位通过反向器 到低电平接到中间三极管的集电极使之长亮。七系统的调试1 、调试顺序说明由于Multisim 中没有CD4553这个元件，我们用Proteus进行模拟。这是我模拟的电路。. 下载可编辑.然后我们用实验室的元件在面包板上连接电路。最后出来数据。2、调试步骤的具体说明.在CD4553与4数码管的连接中，在选取三极管的类型进行了仔细的

9、研究，由于我们用 的是共阳极三极管，网上并没有相关的模拟图连接和元件的介绍，而且仿真上面没有 CD5631BH我们就直接用三片分开的数码管分别接电源，分别连线，因为DS0DS2俞出的是低电平，所以要先拿反向器变成高电平，然后通过三极管的基极， 集电极接电源，发射极接数码管，当DS0DS独现一个低电平，三极管导通，电流从Vcc出来进入一个数码管使它亮， 然后4553一个一个的扫描，数码管一个一个的显示，由于人的视觉暂停，看到的是三个管 子同时亮。最后调试成功。在连接实物电路时我们连接电路上电后发现三个管子都亮了但是亮的不太对，出现了似9似6的显示，在这之前，我们查阅不到关于CD5631BHft阳

10、极数码管的管脚图，但是共阴和共阳数码管却有着大多数的相似之处，我们用4接干电池作为Vcc专门对共阳极数码管做了每一位的测试，发现 ag的连接和共阴极是一样的，3端是小数点的输出，共阳极数码管的特点是每个管子通过开光三极管接电源，我们需要连接的部分都是低电平有效的，一开始小数点的直接与中间位置三极管的输出（发射极）相连是没有输出的， 但是最后发现通过一个反向器再接回三极管的输出就可以很好的显示中间那位的小数点了。然后是对每一段的调试，我们发现在 4553控制数码管的3个端中，第二个和第三个是和说明书相反的，要饭过 来接数码管才可以很好的显示00.0,这点是与共阴极不同的地方。最后就是不能很好的清

11、零的问题了，一开始我们把 4553的14管脚和15管脚直接连接，发现 99.9不能到00.0，总 是到10.0或者11.1这样的数，我们查阅资料发现，这两个端并不能直接的相连，当 OVF 到高电平时MR青零，这从理论上讲是没有问题的，但是在电路中，MR俞出的高电平的信号强度并不被VOF很好的采集，导致无法正常清零，所以我们用专门的芯片加以供电，我们用两个与非门把它反了两次接回来，发现可以很好的清零，因为通过反向器，把这个高电平整形，让M浮认这是高电平。最后成功做出来了。八.附录1.系统的实际连线图（注：要求标出电路中元器件的具体参数值）.下载可编辑.2.元器件识别方法和检测方法；芯片管脚图及功

12、能表1 )红外光电传感器由光耦合器发光二极管和光敏晶体管组成，其输出特 性与晶体管相似，但其电流传输比Ic/I D比晶体管的电流放大倍数B小得多，一般只有0.10.3 ,响应时间一般约为10ps。2) CD40106E片资料CD40106 弓唧图引 脚 功2 4 6 8 10 121 3 5 9 11 1314电7接地*叵 口 = 口叵B叵H 3 7C叵 I =叵 VSS巨VDD 运I F 亘| L= F 于 珂k EJ 口J J = 0能 ：数据输出端 数据输入端 源 正CD40106由六个施密特触发器电路组 成。每个电路均为在两输入端具有施密 特触发器功能的反相器。触发器在信号 的上升和下

13、降沿的不同点开、关。上升 电压(VT+)和下降电压(VT-)之差定义为 滞后电压。3) CD4553u片土 '苜 3悝一g -7 -6-E多蹈选拜器雯存器二行十曲景骨数器LE _10CD4553组成方框图CD4533管脚部分引脚功能：DS1 DS2 DS3位选通扫描信号的输出，这 3端能循环地输出低电平，供显 示 器 作 为 位 通 控 制 。 QQ Q1、Q2 Q3 BCD码输出端，它能分时轮流输出 3组锁存器的BCD码。 CD4553内部虽然有3组BCD®计数器（计数最大值为999）,但BCD勺输出端 却只有一组QgQ3通过内部的多路转换开关能分时输出个、十、百位的 BC

14、D 码，相应地，也输出3位位选通信号。真值表:输入输出RCLINHLE000/、艾000计数0X1X/、艾01_r0计数01n_0/、艾00XX/、艾0XX锁存0XX1锁存1XX0Q=Q=Q=Q=04) CD4543t脚图cba 二,二二二 I«I5MPI2II109RntLhno一后由糕；真值表:CO4543B 49TniTffl TABLE FOR COuAw5）发光二极管（LG5631AH :IWFUT CODCOUTPUT FT ATE|>I«4*LAYLD1fDcA-Bbad*aCM AH"X1cXXXX0J;aPVDnACTEA10000t)k

15、o11111I1i0rr1n(1a01n1t000o1Qc0a10110 11a11己100Q0111111001i10口0nn6110011T100o10110t1u11三101 c0t101«i111Lj100011111i000*1Qc10Q0111II1111 HQQ10411111011F k一001Q1Q°D0000oBlank1P.c101000Q000Manic1内0110，Q00000oClonk100111010000Q00Blank10c11100000000Blank100111100co1 0Q0Bl植Q00XKXX）4位二进制同步计数器 74LS

16、161引脚图及功能表1151n41 南区1UTI¥cc CO Qo Qi Q? Qa CTt LD74LS161IXJUJUJLU回回四回CR CP Do Di D； D3CTpGHD脉冲上升沿触发计数接高电源（高电平）同步置数端进位输出1异步清零2 CP3 4 5 6 置数端7 108接地911 12 13 14 输出端15输 入输出CJt LJ) CTpCTr CPa c?2 Oi 40 X X X XX X X X0 0 0 010 X X t&3 d 2，1 4 0心 d 2 d d 11 C 1 XX X X X保持11 X 0 XX X X X保持1 11 1 t

17、X X X X讨数从74LS161功能表功能表中可以知道，当清零端CR= "0"，计数器输出 Q3 Q2、Q1、Q0立即为全“ 0”，这个时候为异步复位功能。当 CR= "1”且LD= "0”时，在CP信号上升 沿作用后，74LS161输出端Q& Q2、Q1、Q0的状态分别与并行数据输入端D3, D2, D1, D0的状态一样，为同步置数功能。而只有当CR=LD=EP=ET =1"、CP脉冲上升沿作用后，计数器加1。74LS161还有一个进位输出端 CQ其逻辑关系是 CO= Q0?Q1?Q2?Q3?CET合理应用 计数器的清零功能和置数

18、功能，一片74LS161可以组成16进制以下的任意进制分频器。7 ） 74LS21引脚图 及功能表1Y1A-1D输入2A-2D输入7接地14电源8 ) 74LS00Ordering Code;Connection DiagramFunction TableY-ABinputsOutputABHHLHLHH H H LH- HHSH Ug-CLfWiL,lOW.Qg»tL 科.Order NumberPackage NumberPackage DescriptionLXb丸 505Mmi4at4-Lead 5rmi Outine trtegnTed Circuit (SCHC), JBJEC MS-120. fl 150NairowDMTaSOOSJM14 口14'Lead Sn,a I Ou： ine Package iSOPh EIAJ TYPE IL 5,3mm WkkCM74LS00kN14A14-Lead P.astic Dua-ln-Lirte acka3e .POlP?, JEDEC MS-GO 1. 0.3* 'Aice口srlcEE 五岳二lr ms and RH的 3Ppm叫 小三 &jr« feiter 'K* tc Vie Dp3&r gd e=e