电子技术课程设计自行车用速计报告

1、电子技术课程设计报告设计课题：自行车用速度计姓名：学号：专业：指导老师：设计时间：目录一、 课题简介2二、 方案设计23三、 各单元电路设计34四、 总电路图57五、 焊接调试过程78六、 设计总结89七、 参考资料9一、 课题简介作为传统的出行方式.自行车在现代社会中又焕发出了新的活力.首先在骑行中不产生污染，另外从保护环境和经济等因素看，自行车在我国仍然是最佳出行方式之一。随着人们物质生活水平的提高，自行车日益成为人们的一种健身休闲方式，其舒适性及多功能性成为追逐的目标。自行车测速计即为自行车爱好者的追逐目标之一。自行车速度的测定使用最多的方法是利用车轮的旋转。车轮的转动与其前进的距离相对

2、应，车轮转动越快，车速也就越快，利用这个简单的原理来测定自行车的前进速度，此原理可使得设计达到较高的性价比。二、 方案设计1、自行车用速度计原理假设车轮的圆周长是lm，而且每秒钟转动一圈。那么经过1h后将前进。也就是说，车轮转动越快，车速也就越快，我们可以利用这个原理制作自行车用速度计。图1是利用辐条旋转的自行车用速度计的原理示意图。自行车的车轮有许多辐条，它支撑着轮箍。在车架上安装上红外二极管和光传感器构成的光电传感器，每当辐条通过传感器时会产生脉冲。如果把脉冲换算成距离用来表示速度，就是所谓的速度计。现图1 自行车用速度计的原理示意图在假设辐条与辐条之间的间隔是5cm，当行驶1 Km (1

3、OOOOOcm )需要1h(3600秒)时，自行车以1 Km/h行驶时，每前进5cm需要时间为这样如果每隔0.18s就有辐条在光电传感器前通过，其运行速度就为1Km/h。也就是说，如果对0.18s间辐条通过光电传感器的次数进行计数的话，那么这个计数值就表示以Km/h为单位的速度。也就是说，每0.18s产生l个脉冲的速度就是1 Km/h。而如果每0.18s产生了10个脉冲，那么速度就为10Km/h。2、设计总思路有了上述光电传感器检测速度，如果把它再与计数器·、基准脉冲(0.18s)发生部分电路组合起来，就可以构成自行车用速度计。图2是按照这个思路制作的速度计的电路原理框图。但计数器是

4、直接用7段数字表示器表示计数的内容的，这就是说，计数器变化的情况全部都被显示出来。图2 电路原理框图三、 各单元电路设计1、车轮转动的探测74HC14引脚图车轮转动的探测利利用如图3所示的发光部分电路和受光部分电路。发光部分电路利用红外发光二极管，受光部分电路利用光电传感器，与光电计数器相比，由于检测距离短，所以电路变得简单。发光部分电路可以原封不动地用直流驱动。受光部分电路的放大倍数也不必很高。受光部分电路的反相器使用施密特反相器74HC14。实验时发现使用74HC04时常常发生误动作。2、基准脉冲发生部分74HC160引脚图如上所述，显示大约每隔0.18s变化1次。这里基准脉冲发生部分电路

5、采用RC振荡器。如果对准确性和稳定性的要求高，可以采用石英振荡器和计数器分频电路的组合电路。不过使用的RC数具将很多。如果再考虑到轮箍变形等因素引起的误差，那么仅仅使用准确的基准振荡起并没有实际意义，所以还足使用RC振荡器即可，利用上述RC振荡器产生fosc=5.55Hz即0.18s的振荡波形，如图4所示。3、计数器电路74HC175引脚图每0.18s对计数器进行一次复位，这样计数器的任务是对每个0.18s的脉冲个数进行计数，如果计数为20个，则速度为20Km/h，如果计数为23个.则速度就为23Km/h。由于每0.18s对计数器进行复位一次，所以在复位前应用锁存器将上述的计数脉冲进行锁存。这

6、里计数器采用使用两片CD4511引脚图10进制计数器74HC 160，这是由于自行车的速度，如果慢行的话人约是10Km/h稍微加快大约有2030Km/h。所以可以采用两片10进制计数器级联，如图4所示。这样最高的速度计数可以达到99Km/h,最小刻度位为1Km/h。4、锁存器及译码显示电路锁存器采用74HC175，译码芯片采.用CD4511，显示数、吗管采用1位7段数.字表示器BS202。由于计数器每0.18s复位一次，所以利用每到达0.18s时的进位信号开启锁存器进行锁存，之后立即对计数器进行复位。七段数码显示管引脚图四、 总电路图1、电路图图3 发光部分带路和受光部分电路图4 计数器及译码

7、显示电路2、元件明细表元件明细表序号名称型号参数数量备注1.发光二极管32.三极管901313.反向器Sn74HC1424.计数器74HC16025.锁存器74HC17526.译码器CD4551127.七段数码显示管BS20228.电阻10019.电阻1K410.贴片电阻680K111.贴片电阻10K212.贴片电阻3301413.电容100PF214.电容0.1 f115.接线柱若干16.光电接收1五、 焊接调试过程1、 速度计的制作自行车速度计的制作过程所需的芯片比较多，且芯片管脚焊接也比较麻烦，所以在制作过程需要特别小心，同时，各种芯片管脚图也该熟悉了解。再有，拿到的电路板也有一定的排线

8、问题，比如该接地的没接地，气短数码显示管的管脚连线也都出现问题。这就需要我们割板、跳线焊接。计数器部分电路以及发光部分、受光部分电路制作在各自的基板上。工作中，没有脉冲进入时的显示为0。基准脉冲发生部分方便调整振荡脉冲，采用可变电阻器。发光部分和受光部分电路的基板分别装入圆筒形外壳内，固定在自行车的前车叉上，安装时注意尽量避免来自横向的光进入。利用受光部分的调整用LED对光轴进行重合调整。一旦光进入受光部分，LED就会发光。实际上在安装之前应在发光部分与受光部分之间设置遮蔽物，确认LED不发光。2、实际使用在自行车上同时安装模拟式速度计和现在制作的数字式速度计，各自测定速度时所显示的速度基本相

9、同。使用时发现使用模拟式速度测速时，由于结构上的原因，在突然加速它的指针并没有立即做出反应，而数字式速度计则总是即时显示出该时刻的速度。由于不需要与轮箍接触，所以使用时非常舒适。六、 设计总结通过这次课程设计让我不仅学到了很多电子方面的实用技术，更重要的是我知道了我这方面的知识是多么的缺乏，做课设之前甚至不知道可变电位器怎么接，平时在电路图上随手就画一个，真正做得时候才知道并不是那么容易。我想不懂不会并不非常可怕，只要部畏惧，肯下功夫钻研科学知识，没有什么学不会的。虽然这段时间临近期末考试，让我感到时间非常的紧迫，人也很疲惫，但当我通过自己的努力，去图书馆找资料，上网参考其他人的设计程序和同学共同来完成设计的那一刻，所有的紧张，所有的疲惫都忘记了。我想这就是所说的成就感吧！也让我深刻的体会到了“在设计中我们会巩固很多知识、学到很多知识”。在电子技术的设计过程中，我也遇到了一些困难和迷惑。但是通过不断努力，和同学克服了一个又一个的问题，保证了设计作业的顺利进行。实践是检验学习情况的有效方法，不管你考多高，动手能力不行是没用的，我们是学工程专业的，学的东西也都是面向实际应用的，只有能把学到的东西付诸实践，才能实现所学习内容的价值。课程安排的实践时间是不够的，还需要我们课下多努力！这次我不但收获了努力的成果“声控开关”，还从中充分感受到了“只要功夫深，铁杵磨成针”。并坚信再难的困