课程设计：自行车用速度计

1、电子技术课程设计报告 设计课题：自 行 车 测 速 计 姓 名： 学 号： 专 业：电 子 科 学 与 技 术 指导老师： 设计时间： 目录一、 课题简介·····································&

2、#183;······3二、 方案设计··········································

3、;··31) 自行车用速度计的原理·······························32) 设计总思路·············

4、·····························5三、 各单元电路设计和参数计算··················&#

5、183;·········61) 车轮转动的探测······························62) 基准脉冲发生部分······

6、83;·····························63) 计数器电路···················

7、···········74) 锁存器及译码显示器电路······························75) 参数计算·····&

8、#183;······································7四、 总电路图··········

9、;·································8五、 焊接调试过程···············&

10、#183;·······················11六、 设计总结························

11、3;··················11七、 参考文献······························&

12、#183;············12八、 附····································&

13、#183;············13 一课题简介:1、要求自行车用速度计满足下列条件： a、无接触式的检测自行车的速度； b、将检测到的速度用数显示式显示。2、 焊接调试出实物后进行验收。二.方案设计1、 自行车用速度计的原理 所谓速度表示在1小时内前进多少距离。测定速度的方法有很多种，使用最多的方法是利用自行车车轮的旋转。车轮总是与地面接触的，而且车轮的旋转也总是与自行车前进的距离相对应的。 图1 自行车用速度计的原理示意图 图1是利用辐条旋转的自行车用速度计的原理示意图

14、。自行车的车轮有许多辐条，它支撑着轮箍。在车架上安装傻瓜红外线二极管和光传感器构成的广电传感器，每当辐条通过传感器时会产生脉冲。如果把脉冲算成距离用来表达速度，就是所谓的速度计。现在假设辐条与辐条之间的间隔是5cm，当行驶1km需要1h时自行车以1km/h行驶时，每前进5cm所需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，没0.18s产生1个脉冲的速度就是1km/h。而如果每0.18产生了10个脉冲，那么虚度就为10km/h。在前面的说明

15、中认为自行车轮箍的辐条间距是5cm。对于比较粗糙的速度计这个数据已经足够了。如果想更准确的测定速度，就需要对自行车轮箍的辐条间距进行准确的测定。那么图和才能更准确的测定辐条的间距呢？在轮箍上做一记号使他转动，求得转动一周时的距离A，假设轮箍的辐条数为B.那么辐条间距即为A/B=C。所以发生基准脉冲的fosc为：例：以24英寸自行车为例。 2、 设计总思路有了上述光电传感器检测速度，通过把他再与计数器、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。但计数器是直接用7段数字表示器技术的内容的，这就是说，计数器变化的情况全部都被显

16、示出来。对于速度计来说，如果原封不动的用0.18s内侧得的脉冲数表示速度，那么当速度为10km/h时，因为0.18s/10=0.018s，所以就应该在18ms没拘束变化1次。18ms变化1次也就是每秒变化55次，这种变化速度是人眼看不到的作为计数器的动作，是在00.18s器件计数，然后再次在下一个00.18s器件计数，如此重复的侗族。如果能够把地0.18s，也就是一次计数结束上课的数据锁存到另外的存储器中，在下一次计数结束之前显示这个被锁存的数据就可以了。这就是说显示的数据是每隔0.18s改变一次。 图2 电路原理框图三、各单元电路设计和参数计算1、 车轮转动的探测 车轮转动的探测利用如图3所

17、示的发光不放电路和受光不放电路。发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的用直流驱动。受光部分电路的发达倍数也不必很高。受光部分电路的反相器使用施密特74HC1。实验时发现使用74HC14时常常发生误动作。2、 基准脉冲发生部分如上所述，显示大约每隔0.18s变化1次。这里基准脉冲发生部分电路采用RC震荡器。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IC树木将很多。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器并没有实际意义，所以还是使用

18、RC振荡器即可，利用上述RC振荡器产生fosc=5.55Hz即0.18的振荡波，如图4所示。3、 计数器电路 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20 Km/h，如果计数为23个，则速度为23 Km/h。由于每0.18s对计数器进行一次复位，所以在复位前应用锁存器将上诉的计数脉冲进行锁存。这里计数器采用两片10进制计数器74HC160，这是由于自行车的速度，如果慢行的话大约是10 Km/h，稍微加快大约有2030 Km/h。所以可采用两片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99 Km/h，最小刻

19、度位为1 Km/h。4、 锁存器及译码显示器电路 锁存器采用74HC175,译码芯片采用CD4511，显示数码管采用1位7段数字表示器BS202。由于计数器每0.18s复位一次，所以利用每达到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。5、 参数计算 根据总电路图可知道需要以下元器件： R1=10K R2=10K R3=680K R4为电位器500K R5 R18 =330 14个（电阻单位为欧） C1=100pF C2=100pF C3=0.1uF 计数器 SN74HC160 2个 SN74HC175 2个 七段译码器 CD4511 2个 半导体数码管 BS201A

20、2个 六路反相器 SN74HC14 1个；四、总电路图五、焊接调试过程 自行车速度计制作过程所需时间和器件比较多，由于芯片的管脚多而复杂容易在焊接过程中出现虚焊漏焊的情况，此外在元器件中还有电路板存在着设计问题，电路板并不是按照电路图所制作的所以电路板有很多线路都需要进行割线和跳线，此过程比较麻烦需要时间和耐心通过割线跳线最后使得数码管能够得以显示数值。 在没有脉冲时显示为0基准脉冲发生时数码管上显示一定的数值。然后将成品固定在自行车上随着车子的前进数码管会显示出不同的数值。六、设计总结 本次课程设计给我带来了许多新知识，增强了我的动手能力，给生活添加了快乐，他同时也告诉我应该与同学相互帮助，互相团结的团队精神。就此产品是对我本学期所学的知识进行的全面总结，明白了自己学到了什么还缺少什么，找到了自己的不足之处，对我以后的学习工作有很大的帮助。课程设计是我们学习过程中一个十分重要的环节。是锻炼我们运用所学知识