电子技术（课程设计）自行车用速度计报告.docx

电子技术课程设计——自行车用测速计 PAGE PAGE \* MERGEFORMAT 1 电子技术课程设计报告 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 课题简介 ………………………………………………2 方案设计 ………………………………………………2~3 各单元电路设计 ………………………………………3~4 总电路图 ………………………………………………5~7 焊接调试过程 …………………………………………7~8 设计总结 ………………………………………………8~9 参考资料 ………………………………………………9 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。 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 QUOTE 。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 (1OOOOOcm )需要1h(3600秒)时，自行车以1 Km/h行驶时，每前进5 图1 自行车用速度计的原理示意图 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 图2 电路原理框图 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。 74HC14引脚图 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 74HC160引脚图 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。这里计数器采用使用两片 74HC175引脚图 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20~30Km/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