数字转速表
1 设计任务描述1.1设计题目：数字转速表
1.2 设计要求
1.2.1 设计目的
(1) 掌握数字转速表的构成、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) 数字转速的测试与显示电路，要求四位数码显示；
(2)数字时间的显示部分——时、分的显示；
(3) 时间与转速共用显示器，使用按键切换；
1.2.3 发挥部分
(1) 转速表的溢出报警和显示；
(2) 可预置的转速超限报警。
2 设计思路
我的设计题目的数字转速表，数字转速表的主要功能是实现对每分钟转速的测量和计时功能，当按键时能实现转速和时钟的切换显示。
（1）脉冲产生部分：方波信号发生器是记录时间的一个重要组成部分，其稳定度及频率精度决定了计时的准确度。一般来说，方波信号发生器的频率越高，计时精度越高。我在这里用到了555与RC组成的多谐振荡器，它产生频率f=1kHz的方波信号。
（2）分频电路部分：分频电路的功能是对方波信号发生器产生的方波信号进行分频处理，这里我用计数器将产生的频率分成两部分，一部分是将频率分成100s，另一部分是分成60的脉冲。
（3）时钟计时部分：根据要求我设计的时钟能显示时和分，是通过60s的脉冲和4个计数器的串联来完成的，将分钟部分接成60进制，小时部分接成24进制。
（4）转速测量部分：将100s的脉冲通过单稳触发器将其变成60s和传感器一起通过闸门实现转速的测量。
（5）数据选择及显示部分：将时钟和转速通过数据选择器实现开关切换的功能，然后通过译码器将数据显示在显示器上，此外此计数器还能实现自动所存功能
（6）发挥部分：当转速超出额定输入值时和在转速溢出时进行报警，主要输入信号通过单稳和多频振荡器实现在一定时间报警的功能
3 设计方框图
4 各部分电路设计及参数计算
4.1脉冲产生电路设计及其参数计算
4.1.1 脉冲产生电路设计
图4.11 555振荡器与分频器的连接电路
本电路中的振荡器是由555定时器构成的多谐振荡器。由于555内部的比较器灵敏度较高，而且采用差分电路形式，它的振荡频率受电源电压和温度变化的影响很小。工作原理：时间标准信号的频率很高，要得到60s 和100s 的脉冲，需要分频电路。振荡器产生的振荡频率为1000Hz ，用3片74LS290进行分频后可得到1Hz 的秒脉冲信号 。
4.1.2秒信号产生电路参数计算
参数标注如图4.1所示，555振荡器电路的振荡周期可由下式估算：
通电源后,电容C 被充电,V c 上升,当V c 上升到3
2
V cc 时,触发器被复位,同时放电
BJT T 导通,此时V o 为低电平,电容C 通过R 2和T 放电,使V c 下降,当V c 下降到3
1
V cc 时,
触发器又被置位,V o 翻转为高电平,电容器放电所需的时间为
121T t t ms =+=即为1000Hz
当C 放电结束时,T 截止,V cc 将通过R 1、R 2向电容器C 充电,V cc 由31V cc 上升到3
2
V cc
所需时间
()12ph t R R C =+
当Vc 上升到
3
2
V cc 时,触发器又发生翻转,如此周而复始,在输出端就得到一个周期性 的方波,其频率为
1 1.43
(122)f tpL tpH R R C
=
=++
图4.12 工作波形图
由于555内部的比较器灵敏度较高,而且采用差分电路形式,它的振荡频率受电源电压和温度变化的影响很小。上图所示电路的t pL =t pH ,而且占空比固定不变,如果将电路改成下图,电路利用D 1、D 2单向导电特性将电容C 充、放电回路分开,再加上电位器调节,便构成了占空比可调的多谐振荡器。
图中V cc 通过R A 、D 1向电容C 充电,充电时间为
()1120.7P t R R R C =++
电容器C 通过D 2、R B 及555中的BJT T 放电,放电时间为
220.7t R C =
因而,振荡频率为
1
1000f Hz tpL tpH
=
=+
可见,这种振荡器输出波形的占空比
若选定脉冲占空比δ为0.6，可得
1
12
0.6t t t δ=
=+ 10.610.6t m
s m s =?=
2110.60.4t T t ms =-=-= 取电容0.1C F μ=，则2210.60.001
5.7140.70.70.10.000001
t R k C ?=
==Ω?? 取标称值2 5.1R k =Ω 11120.60.001
5.41710008.570.70.70.10.000001
p t R R R k C ?+=
-=-?=Ω?? 取12R k =Ω, 10p R k =Ω.
4.2
+5v
O V 而
规律上升。1t t =时，Vi 负脉冲消失。2t t =时C V 上升到CC V 32（此时TH 端电平大于CC V 3
2
，
TL 端电平大于CC V 3
1
），O V 又自动翻为低电平。在20t ~t 这段时间电路处于暂稳态。2t t >，T 导通，C 快速放电，电路又恢复到稳态。
4.2.2单稳态触发器的参数计算
输出电压Uo 的宽脉冲Tw 计算
1.160w T RC s ==
取电阻10R M =Ω，则60 5.51.110s
C F M μ=
=?Ω
4.3时钟电路的设计
Q 0 Q 1 Q 2 Q 3 CEP TC 74HC160 CET CLR D 0 D 1 D 2 D 3 CP
Q 0 Q 1 Q 2 Q 3 CEP TC 74HC160 CET CLR D 0 D 1 D 2 D 3 CP
Q 0 Q 1 Q 2 Q 3 CEP TC 74HC160 CET CLR D 0 D 1 D 2 D 3 CP
Q 0 Q 1 Q 2 Q 3 CEP TC 74HC160 CET CLR D 0 D 1 D 2 D 3 CP
1
1
1
1
11
1
1
1
&
&
此电路是4片74HC160组成，分计数器实现的是60进制的计数功能，当分钟到60时自动向时钟计数部分进位，时计数器实现的是24进制计数功能，当时计数器到24时自动的实现清零功能。
4.4转速电路的设计
转速电路和时间显示电路类似，也是通过4片74HC160串联而成的，由于74HC160是
十进制计数器所以通过其进位端发送脉冲让下一单位进行接受，此转速电路能实现4位数的测量。
4.5超速报警电路的设计
4.3 时钟电路设计图
超速报警电路是通过5片数值比较器，再送入单稳态和多谐振荡器使喇叭发出报警声音的电路，在数值比较部分是通过4片比较器并联再与上一级的比较器连接实现的，如图可以看出将16位按高低分成4组，每组4位，各组的比较是并行进行的，将每组的结果在送入高一级进行比较，这样可以减少运算的时间，提高了工作的效率。
4.6溢出报警电路
此报警电路由一个单稳态触发器和一个多谐振荡器组成，此电路能控制喇叭的发声时间和何时停止，我的设计是当电路报警是响10s后自动停止。
4.5溢出报警电路
4.7选择译码显示电路
A/B OE Y1 Y2 Y3 Y47 4 C T 1 1 2 5 7
A 1
B 1 A 2 B 2 A 3 B 3 A 4 B 4
A/B OE Y1 Y2 Y3 Y4
7 4 C T 1 1 2 5 7
A 1
B 1 A 2 B 2 A 3 B 3 A 4 B 4
A/B OE Y1 Y2 Y3 Y4
7 4 C T 1 1 2 5 7
A 1
B 1 A 2 B 2 A 3 B 3 A 4 B 4
A/B OE Y1 Y2 Y3 Y47 4 C T 1 1 2 5 7
A 1
B 1 A 2 B 2 A 3 B 3 A 4 B 4
a b c d e f g 74HC4511
LE BL LJ D0 D1 D2 D3
a b c d e f g
74HC4511
LE BL LJ D0 D1 D2 D3
a b c d e f g 74HC4511
LE BL LJ D0 D1 D2 D3
a b c d e f g
74HC4511
LE BL LJ D0 D1 D2 D3
数据选择器的功能是对输入的数据进行选择，此数据选择器通过一个手动开关实现数据选择的，译码器的功能是对具有特定含义的输入代码进行“翻译”，将其转换成相应的输出信号，驱动LED 七段数码管，只要在它的输入端输入8421码，七段数码管就能显示十进制数字。选用的译码器为4511，输出高电平有效，接共阴极七段显示器。显示数码管分别显示个位和十位。分别能显示0到9之间的数字。此译码器还有所存功能，我的设计是通过脉冲控制实现自动所存的。
图4.6选择译码显示电路
5 工作过程分析
本次设计的数字转速器，实现了对时间和转速的显示、转速溢出和超预设转速报警电路，并具有自动所存功能和手动数据选择功能，并且实现了时间和数据之间的切换。
本系统的设计电路由秒信号产生模块、分频模块、时钟计时模块、转速计数模块、选择译码显示电路模块、转速溢出和超速报警电路模块等几部分组成。振荡器产生稳定的高频脉冲信号作为超时报警电路的时间基准，然后经过分频器输出标准的秒脉冲。振荡器产生的振荡频率为1000Hz，用3片74290进行分频后可得到1Hz的秒脉冲信号，再用两片74HC160构成60进制计数器将接受的1Hz脉冲信号进行60秒计数和100秒的计数。秒计数器计满60个CP（即60秒）后，对时间的时和分进行计数，而100秒的脉冲通过一单稳态触发器使其Tw为60秒和传感器一起通过闸门对60秒有多少个脉冲进行测量后送入转速测量装置对转速进行测量，超速报警部分是通过数值比较器与预设转速进行比较，对超速进行报警，报警时间有单稳电路控制。溢出报警部分与超速报警部分原理相似。选择译码显示电路将计数器的输出状态送到七段显示译码器译码，通过七位LED七段显示器显示出来。其中所计数据通过数据选择器手动实现数据选择功能。
6 元器件清单
7 主要元器件介绍
7.1计数器 74LS290
7.1.1引脚图
S 9(1) N C S 9(2) Q 2 Q 1 N C 地V CC R 0(2) R 0(1) CP 1 CP 2 Q 0 Q 3
7 4 L S 2 9 0
17
8
14
7.1.2功能表
7.1.3 功能介绍
是常用的二－五－十进制异步计数器，做八进制的就先把74LS90接成十进制的（INB 与QA 接，以CPA 做输入，Q3做输出就是十进制的），然后用异步置数跳过一个状态达到十进制计数。以从0000计到1001为例：先接成加法计数状态，从上图中的74LS290功能表可知，在输出为1001时（既Q4为高电平时）把Q4输出接到R01和R02脚上（即异步
置0），这个时候当计数到1001时则立刻置0，重新从0开始计。1001的状态为瞬时状态。
7.2计数器 74HC160
7.2.1 引脚图
VCC RCO Q A Q B Q C Q D T LOAD
7 4 H C 1 6 0
18
916CLR CLK A B C D P 地
7.2.2 功能表
7.2.3 功能介绍
由表7.2可知，74160具有以下功能：
(1) 异步清零。当R D ＝0时，不管其他输入端的状态如何，不论有无时钟脉冲CP ，计数器输出将被直接置零（Q 3Q 2Q l Q 0＝0000），称为异步清零。
(2) 同步并行预置数。当R D ＝1、L D ＝0时，在输入时钟脉冲CP 上升沿的作用下，并行输入端的数据d 3d 2d 1d 0被置入计数器的输出端，即Q 3Q 2Q l Q 0＝d 3d 2d 1d 0。由于这个操作要与CP 上升沿同步，所以称为同步预置数。
(3) 计数。当R D ＝L D ＝EP ＝ET ＝1时，在CP 端输入计数脉冲，计数器进行二进制加法计数。
(4) 保持。当R D ＝L D ＝1，且ET EP ?＝0，即两个使能端中有0时，则计数器保持原来的状态不变。这时，如EP ＝0、ET ＝1，则进位输出信号RCO 保持不变；如ET ＝0则不管EP 状态如何，进位输出信号RCO 为低电平0。
7.3 数值比较器74HC85
7.3.1引脚图
B 3 I N I N I N O UT O UT O UT 地
(A V CC A 3 B 2 A 2 A 1 B 1 A 0 B 0 7 4 H C 8 5 18 914 7.3.2 功能表 输 入 输 出 A B A B A B A B I I I F F F H L L L H L H L L L H L H L L L H L H L L L H L H L L L H L L L H L L L H H L A > B ××××××××××××××××××××××× ×××× ×××××××××A B A B A A =B A = B A =B A >B A =B A =B L L L L H H L H L L L H ××H 3 3 33333333333333333333333333222222222222222 2 2222222211111111111111111100000000000000 1100A>B A A>B A A=B 7.3.3 功能介绍 74HC85是4位数值比较器，其功能如图7.3.2所示，输入端包括A 3-A 0与B 3-B 0，输出端为F A>B 、F AB 、I A 出连接，以便组成位数更多的数值比较器。 7.4 5G555 7.4.1 引脚图 5G555 Vcc 地1 4 58T V i1V i2 V K U 0 R D 5G555定时器一种应用极为广泛的中规模集成电路。该电路应用灵活、方便，只需外接少量的阻容元件就可以构成单稳、多谐和施密特触发器。因而广泛用于信号的产生、变换、控制与检测。 7.4.2 功能表 7.4.3 555定时器的功能 555定时器的各个引脚功能如下： 1脚：外接电源负端V SS 或接地，一般情况下接地。 8脚：外接电源V CC ，双极型时基电路V CC 的范围是4.5~16V ，CMOS 型时基电路V CC 的范围为3 ~ 18V 。一般用5V 。 3脚：输出端V o 2脚：TL 低触发端 6脚：TH 高触发端 4脚：D R 是直接清零端。当D R 端接低电平，则时基电路不工作，此时不论TL 、TH 处于何电平，时基电路输出为“0”，该端不用时应接高电平。 5脚：V C 为控制电压端。若此端外接电压，则可改变内部两个比较器的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只0.01μF 电容接地，以防引入干扰。 7脚：放电端。该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容的放电。 在1脚接地，5脚未外接电压，两个比较器A 1、A 2基准电压分别为 的情况下，555时基电路的功能表如下表所示。 7.5 数据选择器 7.5.1引脚图 7.5.2功能介绍 74HC4511七段显示译码器当输入8421BCD 码时，输出高电平有效，用以驱动共阴极显示器。当输入为1010-1111六个状态时，输出全为低电平，显示器无显示。该集成显示译码器设有三个铺助控制端，LE,BL,LT ，以增强器件的功能。 7.5.3功能表 CC CC V V 31 ,3 2A/B 1Y 2Y 地 地 地 地 3Y 4Y OE 1A 1B 2A 2B V CC V CC 3A 3B 4A 4B 7 4 C T 1 1 2 5 7 1112 221 十进制数或功能 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 灯测试灭灯 锁存 输入输出 a b c d e f g LE BL LT D3 D2 D1 D0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 0 15 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 * 字 形 1 2 3 4 5 6 7 8 9 熄灭 熄灭 熄灭 熄灭 熄灭 熄灭 熄灭 8 * 小结 这一周的数字电子课程设计使我对电子这门课程有了更深一步的了解，但设计同时也令我发现了许多自己学习过程中的缺点和不足。虽然很累，但也收获了很多。还让我懂了遇到困难要有不服输不气馁坚持到底做好的决心和毅力。我想这次的设计对以后遇到困难时会是一种激励。 开始时老师给我们分配任务，一共八组，八个任务。我们组的课设是转数器。分配完任务，老师对每个课题进行讲解。说了设计的要求，设计的原理。然后我们就到图书馆`网吧查阅资料。对自己的课题进行研究，想出了设计的思路构出了框图。 只有通过不断的摸索才能获得真正的属于自己的知识.对每个框图进行修改。因为每个组的题目一样所以我们难免有雷同的地方。经过了思路的拓展之后重新整理出框图，然后开始着手画原理图。原理图很费神费力，整整画了一天，等到了十八周的周一，我终于画出一张自己认为比较理想的原理图。 我是我组的组长，自然的要看看我组所有同学的图纸。有雷同的地方让大家进行修改，我的工作并不轻松，因为有的同学基础比较差，有很多地方不能独立完成，由于我的知识有限,图纸有不能雷同,我只有查阅资料，然后讲给同学听,确保我组每名同学到时候都能那出自己的图纸来,工作有点累，但我感觉到很充实,能帮到同学我感到很高兴，同时也增长了我的知识，对数字电子器件有了深入的了解。 我们的要求时用电脑完成所有的工作，首要的就时用电脑进行画图，这需要一定的操纵电脑的能力，而且还要学着去用以前没有接触到的软件（Visio），在接下来的五天里我们每天都面对电脑，几乎都是从早做到晚真的很辛苦，一睡醒就拿出电脑开始画图，画着画着有时趴在电脑前就睡着了，等醒来时已是第二天早晨了。课程设计的内容不是很轻松,几乎把每个人每个组都弄的焦头烂额,很难想象那些只靠个人独立完成的人所付出的心血,.在我们小队的共同努力下中,大家可以相互讨论,互通有无,分工合作,才能按时的完成任务。我想这次设计使我学到的不仅仅是知识还有一种精神。一种遇到困难不服输的精神。 这周的课程设计对我来说是很重要的, 真的学到了不少东西，为了找到自己需要的内容，翻了好多书，跑了很多路，通过自己的努力，还有同学间的交流，让我感受到了合作的意思是什么，我觉得做的对错并不是最重要的,关键是我们必须从中学到我们欠缺的东西,同时改正我们的错误,学习的过程就是不断改正错误的过程,所以我们不要怕犯错误,要认清自己的不足,而不是骄傲自大。我自己的实践能力就很差,但我并没有气馁,而是一直在努力,不断的增强自己的能力。 通过课程的实习，我们的知识在日渐积累，我想只要我们踏踏实实一步一步，相信每个人都会有一个美好的前程. 致谢 在这两周的时间里，我认真学习，虚心求教，在老师的指导下，我攻克了重重难关，完成了预期的目标，这都得益于老师及同学们的大力支持和帮助，得益于老师提供的各种资料和讲解。 在课程设计中秦老师给了我很多的帮助，不仅在我的原理图、接线图初稿设计时纠正了我的一些错误，还指导了我们应该去查找哪些方面的资料去完善这次设计，弥补出现的设计漏洞。使我们的设计有一个明确的主导思想，能够顺利而有条不紊地进行，在这里对您衷心的表示感谢。你对我们的影响很大，使我们在今后的学习或工作中，都是我们宝贵的财富。其次我要感谢我的小组成员。在我设计出现障碍不能继续进行的时候，通过和他们一起讨论研究，最终攻克了许多难题，并且因为交流思想心得，也学到了许多新知识。最后感谢学校给我们提供这种独立自主研究性学习的机会，充分开发了我们的创新能力。感谢学校让我争强了自己的动手能力。现在的社会如果你没有自己内在的东西，哪个单位敢用你呢。同样也使我巩固了一个简单的道理，没有一样事情是按着你的意思来的。你要不断的完善自己，并提高自己。只要你有信心和毅力，在凭着认真的态度就一定能成功。 在我们课程设计过程中，我们也遇到了这样或那样的技术问题，但经过自己的不懈努力及查阅大量的资料，最终都得到了基本满意的答案。同时，其他同学也给了我们许多有益的启示，促动和帮助，使我们能够顺利的完成课题。 再次感谢秦老师，在我做课程设计期间，老师渊博的学识、严谨求实的科学精神、一丝不苟的治学态度和高尚的品格，深深的感染了我和每一个同学。设计的每次改动都离不开老师的辛勤工作，从各个方面来说，审查的工作往往比编写任务更复杂。正是老师百忙中不辞劳苦的帮助，才使我能够顺利完成这次课程设计，在这里，对您衷心的表示感谢。 最后再一次谢谢我的老师和与我在一起共同努力的同学们，祝你们一帆风顺，事事顺。 参考文献 [1] 何希才.常用集成电路简明速查手册.国防工业出版社，2006 [2] 王彩君，杨睿，周开邻.数字电路实验.国防工业出版社，2005 [3] 陈梓城.实用电子电路设计与调试.中国电力出版社,1994 [4] 魏海明，杨兴瑶.实用电子电路500例.化学工业出版社，1996 [5] 张宪，何宇斌.电子电路制作与指导.化学工业出版社，2000 在汽车上时速表与转速表有啥不同？ （1）里程表 仪表板中最显眼的是车速里程表，它表示汽车的时速，单位是km/h。车速里程表实际上由两个表组成,一个是车速表，另一个是里程表。电子式里程表累积的里程数字存储在非易失性存储器内，在无电状态下数据也能保存。 (2)转速表 在国产汽车中，以前一般是不设置转速表的，但近十几年来各类型汽车安装转速表，有些厂商还将它作为汽车档次的配置内容。转速表单位是1/min1000,即显示发动机每分钟转多少千转。转速表能够直观地显示发动机在各个工况下的转速，驾驶员可以随时知道发动机的运转情况，配合变速器档位和油门位置，使之保持最佳的工作状态，对减少油耗，延长发动机寿命有好处。 至于什么时候转挡,就应该在2000~3000左右吧. 看转速表换挡好点 这个问题在网上也是一个颇有争议的话题。按照大众公司所提供的使用说明书的要求是当发动机转速达到2000转时（每分钟，以下同）就可以升挡。但也有很多网友说要在3000转以上。根据本人的驾驶习惯及经验在2200～2500转之间是最平顺的挂挡时机。低于这个数值挂挡发动机由于输出扭矩不够容易产生脱挡，长期如此会加快发动机的损耗。高于这个数值时虽然扭矩充沛提速加快，但是随之而来的是油耗增加。所以选择适当的升挡时机即可以保证发动机有良好的动力输出也有利于经济驾驶。所以驾驶者可以根据自己的实际情况予以对待。城市道路驾驶路况好的时候升挡转速可以略底，遇到路况较差时可以适当提高升挡转速，但总的范围应该控制在2000～3000转之间（这里均不考虑暴走行驶）。平顺的转速及速度的提升对增长车辆发动机的首次故障率里程是非常有益的 如果你想看时速表来转挡的话就照这样做吧，如果你的车是小汽车的话： 一、按照发动机转速换档时机为：2500转时换档。 二、如果按照车速度换档，那么：20换二档，40换三档，60换四档，80换五档。 三、减档也是这样，减到二的速度时才换档，这样不挫车。比如：你正 数字电路课程设计题目选编 1、基于DC4011水箱水位自动控制器的设计与实现 简介及要求：水箱水位自动控制器，电路采用CD4011 四与非门作为处理芯片。要求能够实现如下功能：水 箱中的水位低于预定的水位时，自动启动水泵抽水； 而当水箱中的水位达到预定的高水位时，使水泵停止 抽水，始终保持水箱中有一定的水，既不会干，也不 会溢，非常的实用而且方便。 2、基于CD4011声控、光控延时开关的设计与实现 简介及要求：要求电路以CD4011作为中心元件，结合外围 电路，实现以下功能：在白天或光线较亮时,节电开关呈关闭 状态,灯不亮；夜间或光线较暗时，节电开关呈预备工作状态， 当有人经过该开关附近时，脚步声、说话声、拍手声等都能开 启节电开关。灯亮后经过40秒左右的延时节电开关自动关闭， 灯灭。 3、基于CD4011红外感应开关的设计与实现 在一些公共场所里，诸如自动干手机、自动取票机等，只要人手在机器前面一晃，机器便被启动，延时一段时间后自动关闭，使用起来非常方便。要求用CD4011设计有此功能的红外线感应开关。 4、基于CD4011红外线对射报警器的设计与实现 设计一款利用红 外线进行布防的防盗 报警系统，利用多谐振 荡器作为红外线发射 器的驱动电路，驱动红 外发射管，向布防区内 发射红外线，接收端利用专用的红外线接收器件对发射的 红外线信号进行接收，经放大电路进行信号放大及整形， 以CD4011作为逻辑处理器，控制报警电路及复位电路，电 路中设有报警信号锁定功能，即使现场的入侵人员走开，报警电路也将一直报警，直到人为解除后方能取消报警。 5、基于CD4069无线音乐门铃的设计与实现 音乐门铃已为人们所熟知，在一些住宅楼中都 装有音乐门铃，当有客人来访时，只要按下门铃按 钮，就会发出“叮咚”的声音或是播放一首乐曲， 然而在一些已装修好的室内，若是装上有线门铃， 由于必须布线，从而破坏装修，让人感到非常麻烦。 采用CD4069设计一款无线音乐门铃，发射按键与接 收机间采用了无线方式传输信息。 6、基于时基电路555“叮咚”门铃的设计与实现 用NE555集成电路设计、制作一个“叮咚”门铃，使该装置能够 发出音色比较动听的“叮咚”声。 7、基于CD4511数显八路抢答器的设计与实现 CD4511是一块含BCD-7段锁存、译码、驱动电路于一体的集成 电路。设计一款基于CD4511八路抢答器，该电路包括抢答，编 码，优先，锁存，数显和复位。 8、基于NE555+CD4017流水彩灯的设计与实现 以NE555和CD4017为核心，设计制作一个流水彩灯，使之通 过调节电位器旋钮，可调整彩灯的流动速度。 9、基于用CD4067、CD4013、 NE555跑马灯的设计与实 现 手持转速表操作说明操作规程 一、测量程序: 1、向待测物体贴上一个反射标记。 2、按下测量铵钮,使可见光束与目标成一直线,监视灯亮。 3、待显示值稳定时,释放测量按钮.此时无显示,但测量的最大值、最小值和最后一个显示值自动记忆在仪表中。 3、测量完毕。 二、操作说明： 1、累积测量（TOTAL） A:向待测物体上贴一个反射标记，将功能选择开关拨至“TOTAL”档。 B:装好电池后按下测量按钮，使可见光束照射在被测目标上（贴好反光条的部位），与被测物每转过一周或每经过一次反射标志，仪表读数加1，如此循环，直到松开测量按钮，这是累积值就会自动存储在仪表中。 C:此时按下MEM记忆键，即可显示出累积值。 2、频率测量（Hz） A:向待测物体上贴一个反射标记，将功能选择开关拨至“Hz”档。 B：装好电池后按下测量按钮，使可见光束照射在被测目标上（贴好反光条的部位），与被测目标成一条直线，开始测量。 C：待显示值稳定后，释放测量钮。此时现实屏无任何显示，但测量结果已经自动存储在仪表中，测量结束。 D：此时按下MEM记忆键，即可显示出最大值、最小值及最后测量值。（或多数据存储值） 3、转速测量（RPM） A：向待测物体上贴一个反射标记，功能选择开关拨至“RPM”档。 B:装好电池后按下测量按钮，使可见光束照射在被测目标上（贴好反光条的部位），与被测目标成一条直线，开始测量。 C:待显示值稳定后，释放测量钮。此时现实屏无任何显示，但测量结果已经自动存储在仪表中，测量结束。 D：此时按下MEM记忆键，即可显示出最大值、最小值及最后测量值。（或多数将存储值） 三、测量注意事项: 1、反射标记:剪下12mm方形的粘带,并在每个旋转轴上贴上一块。应注意非反射面积必须比反射面积要大;如果转轴明显反光,则必须先搽以黑漆或黑胶布,再在上面贴上反光标记;在贴上反光标记之前,转轴表面必须干净与平滑。 2、低转速测量:为提高测量精度,在测量很低的转速时,建议用户在被测物体上均匀地多贴上几块反射标记.此时显示器上的读数除以反射标记数目即可得到实际的转速值。 3、如果在很长一段时间内不使用该仪表,请将电池取出,以防电池腐烂而损坏仪表。 转速表的种类与工作原理 转速仪表经过多年的发展已经形成了多个种类。转速仪表按照工作原理和工作方式不同，可以分为离心式转速表、磁性转速表、电动式转速表、磁电式转速表、闪光式转速表和电子式转速表等几个种类。 1、离心式转速表 离心式转速表是以离心力和拉力的平衡为原理来测量电机转速的。离心式转速表的测量精度较低，一般在1到2级，但易于安装、便于使用。离心式转速表的优点是测量直观、读数方 题目：简单51单片机数字时钟设计 院系: 物理与电气工程学院 专业：自动化专业 班级：10级自动化 姓名：苏吉振 学号：2 老师：李艾华 引言 20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。 时间对人们来说总是那么宝贵，工作的忙碌性和繁杂性容易使人忘记当前的时间。忘记了要做的事情，当事情不是很重要的时候，这种遗忘无伤大雅。但是，一旦重要事情，一时的耽误可能酿成大祸。 目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展趋势将是进一步向着CMOS 化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发展。下面是单片机的主要发展趋势。 单片机应用的重要意义还在于，它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能用单片机通过软件方法来实现了。这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术，是传统控制技术的一次革命。 单片机模块中最常见的是数字钟，数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。 数字钟是采用数字电路实现对时,分,秒数字显示的计时装置,广泛用于个 人家庭,车站, 码头办公室等公共场所,成为人们日常生活中不可少的必需品,由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用,使得数字钟的精度,远远超过老式钟表, 钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。 数字式转速表的应用设置 应用时各种数据的调整和设置都是通过支架上的三个按键来完成的，如左上图所示，支架上左边的倒三角形符号是“DOWN”按键，中间的是“SET”按键，右边的三角形符号是“UP”按键。通过连续按动“SET”按键，转速表的功能按“时钟---转速---设定警告---设定缸数---发动机累计工作时间”五种状态循环，下面具体说明每一种状态： 1、时钟状态 该状态下弧形LED光柱动态显示转速，四位数码管按24小时制显示时间，7:00--19:00期间显示亮度加倍，以适应白天的环境亮度，其他时间（夜间）则保持柔和的亮度。 按“DOWN”按键调整分钟，按“UP”按键调整小时。 2、转速状态 该状态下弧形LED光柱动态显示转速，四位数码管动态精确显示转速，数码管显示每0.5秒刷新一次。 3、设定警告状态 该状态下四位数码管无显示，弧形LED光柱中有一个单元熄灭，其他的全亮，熄灭的单元表示当前设定的警告转速。 通过按“DOWN”按键向下调整警告转速，按“UP”按键向上调整警告转速，运行中当发动机转速高于设定的警告转速时，警告灯点亮，否则熄灭。这个功能可以灵活运用，如将警告转速设定于低中速区，用于换档提示，也可设定于高速区，表示超速警告。 是该状态下的效果图，表示当前的警告转速是4600RPM，右下角的红灯为警告灯。 4、设定缸数状态 尽管该功能是为了适应多缸车的应用而开发，但是严格意义上来说，它是输入信号的倍率设定，因此不能简单的理解为几缸车就设定为几，正确理解这个功能是保证转速表正常运行的关键。 数码管显示的是“11”，数字“11”就是我们要说的信号倍率，这个转速表的倍率设置分两段，“0”字头字段包含“01－09”共9种倍率设置，用于汽车信号；“1”字头字段包含“11－18”共8种倍率设置，用于摩托车信号。 “0”字头字段：用于汽车，“01”表示发动机每转一圈送一个信号的情况，当然没有单缸的汽车，那么“01”有什麽意义呢？因为汽车版转速表的标准配 目录 课程设计任务书 (1) 绪论 (2) 1机床课程设计的目的 (3) 2结构设计的内容和方案 (5) 2.1变速装置 (5) 2.2开停装置 (5) 2.3换向方式及其选择 (6) 2.4操纵机构 (6) 2.5润滑装置 (6) 3主传动系统运动设计 (7) 3.1确定转速数列 (7) 3.2定传动组数和传动副数 (7) 3.3定传动结构式 (8) 3.4定电动机转速N0 (9) 3.5定中间轴转速 (10) 3.6带轮的确定 (11) 3.7齿轮齿数的确定 (11) 3.7.1确定齿轮齿数要注意的问题 (11) 3.7.2变速组内模数相同时齿数确定 (12) 3.8确定小带轮直径 (14) 3.9计算转速误差 (14) 3.10计算转速 (15) 3.10.1计算转速的确定 (15) 3.11普通车床的正常使用必须满足如下条件 (17) 总结 (19) 参考文献 (20) 课程设计任务书 绪论 机床技术参数有主参数和基本参数，他们是运动传动和结构设计的依据，影响到机床是否满足所需要的基本功能要求，参数拟定就是机床性能设计。主参数是直接反映机床的加工能力、决定和影响其他基本参数的依据，如车床的最大加工直径，一般在设计题目中给定，基本参数是一些加工件尺寸、机床结构、运动和动力特性有关的参数，可归纳为尺寸参数、运动参数和动力参数。 通用车床工艺范围广，所加工的工件形状、尺寸和材料各不相同，有粗加工又有精加工；用硬质合金刀具又用高速钢刀具。因此，必须对所设计的机床工艺范围和使用情况做全面的调研和统计，依据某些典型工艺和加工对象，兼顾其他的可能工艺加工的要求，拟定机床技术参数，拟定参数时，要考虑机床发展趋势和同国内外同类机床的对比，使拟定的参数最大限度地适应各种不同的工艺要求和达到机床加工能力下经济合理。 机床主传动系因机床的类型、性能、规格和尺寸等因素的不同，应满足的要求也不一样。设计机床主传动系时最基本的原则就是以最经济、合理的方式满足既定的要求。在设计时应结合具体机床进行具体分析，一般应满足的基本要求有：满足机床使用性能要求。首先应满足机床的运动特性，如机床主轴油足够的转速范围和转速级数；满足机床传递动力的要求。主电动机和传动机构能提供足够的功率和转矩，具有较高的传动效率；满足机床工作性能要求。主传动中所有零部件有足够的刚度、精度和抗震性，热变形特性稳定；满足产品的经济性要求。传动链尽可能简短，零件数目要少，以便节约材料，降低成本。 兰州交通大学 毕业设计文献综述 题目：基于单片机的电机转速测量系统Title:Motor speed measuring system based on single chip microcomputer 姓名：韦宝芸 学号：3 班级：机设1202班 摘要 本文首先叙述了单片机测量转速的系统构成及转速测量的几种常用方法，分析了相应方法在测量上的特点、误差和计算。其次，针对特定的应用环境，设计出一种基于 80C51单片机的全数字式测速系统，详细阐述了系统的工作原理，指出产生误差的可能原因，并给出了具体解决的方法；根据系统要求编制了源程序，分析其工作流程。最后，对构建的系统利用仿真机进行调试，对测量指标进行了分析、比较并提出改进方案。 关键词：单片机、转速、测量精度 Abstract This paper first discussed some ways for rotary speed measure. It analyzed characters and errors of these ways. Second, it designed full digital measure system based on a Single-Chip Microprocessor(80C51) responding to special application, stated the working theory of the system and the methods to solve the errors, writed the working programmes by A51 assemble language. Finally, this system implementation was confirmed by using of Keil-51 simulator. The characters on the error margin and accuracy was summarized. Keywords : Single-Chip Microprocessor、rotary speed 、measureprecision Keil-51 数字转数表的电路如图所示。它主要由装有永久磁铁的磁盘、霍尔集成传感器、选通门电路、时基信号电路、电源计数及数码显示电路等组成。计数及数码显示电路采用CMOS-LED数码显示组件CLlO2，它可以计数并显示数码。 转盘的输入轴与被测旋转轴相连，当被测轴旋转时，便带动转盘随之转动。当转盘上的小永久磁铁经过霍尔集成传感器IC1时，IC1便会将磁信号转换为转速电信号。该信号经与非门l反相输人至与非门3的输入端，而与非门3的另一输大端接来自时基电路IC2的方波脉冲信号。这个时基信号是用来控制与非门3的开与刁，形成选通门，以此来控制转速信号能否从与非门3输出。 当接通电源后，转速信号立即被送往与非门3的输入端，如果此时时基信号为低电平，则选通门关闭，转速信号元法通过选通门。当第一个时基信号到来时，选通门才被打开，并同时使CMOS-LED数码显示组件IC4、IC5、IC6的LE端呈寄存状态。时基信号的上升沿也同时触发由与非门4、5组成的反相器及由R4、R5、R7、C3、VD2及VD3组成的微分复位电路，复位脉冲由VD3输出后加至IC4、IC5、IC6的R端，使址数器复位清零。在完成上述功能后，时基信号在一个单位时间(例如lmin)内保持高电平。在这段时间内，选通门与非门3一直处于开启状态，转速信号则通过选通门送至LED数码显示组件，实现了在单位时间内的计数。在单位时间结束时，时基信号又回到低电平，此时选通门关闭并自动置计数电路的LE端为选通状态。此时，计数器的计数内容送至寄存器并同时显示其内容。当第二个时基信号到来时，又把计数器的内容清零，并重复上述过程。但此时的寄存器及显示器的内容不变，只有当第二次采样结束后，才会更新而显示新的测试结果。 上一篇:LM35DZ摄氏温度传感受器温度计应用电路 - 相关文章返回分类首页 [传感器电路图] 基于磁传感器设 本文来自: https://www.360docs.net/doc/5413765396.html, 原文网址：https://www.360docs.net/doc/5413765396.html,/sch/sen/0073040.html 本文来 自: https://www.360docs.net/doc/5413765396.html, 原文网址：https://www.360docs.net/doc/5413765396.html,/sch/sen/0073040.html 目录 1.前言 (1) 2 智能转速表的系统设计 (1) 2.1 系统硬件设计 (1) 2.1.1方案选择 (1) 2.1.2仪器各部分组成 (2) 2.2 系统软件设计 (3) 3 设计原理 (5) 3.1转速计算及误差分析 (5) 3.2转速测量 (6) 3.2.1门控方式计数 (6) 3.2.2中断方式计数 (7) 3.3串行显示接口 (7) 4 软件程序的设计 (8) 4.1 1s定时 (8) 4.2 T1计数程序 (8) 4.3 频率数据采集 (9) 4.4 进制转换 (10) 4.5 数码显示 (13) 5 软件设计总体程序 (15) 6 总程序调试 (21) 7 心得体会 (21) 参考文献 (22) 1.前言 单片微型计算机简称单片机，又称为微控制器（MCU）是20世纪70年代中期发展起来的一种面向控制的大规模集成电路模块，具有功能强、体积小、可靠性高、价格低廉等特点，在工业控制、数据采集、智能仪表、机电一体化、家用电器等领域得到了广泛的应用，极大的提高了这些领域的技术水平和自动化程度。单片机在我国大规模的应用已有十余年历史，单片机技术的研究和推广正方兴未艾。 MSC-51系列单片机是国内目前应用最广泛的一种8位单片机之一。经过20多年的推广与发展，51系列单片机形成了一个规模庞大、功能齐全、资源丰富的产品群。随着嵌入式系统、片上系统等概念的提出和普遍应用，MCS-51系列单片机的发展又进入了一个新的阶段。 我们使用的89C51单片机是目前各大高校及市场上应用最广泛的单片机型.其内部包含: 一个8位的CPU;4K的程序存储空间ROM;128字节的RAM数据存储器;两个16位的定时/计数器;可寻址64KB外部数据存储器和64KB外部程序存储器空间的控制电路;32条可编程的I/O线;具有两个优先级嵌套的中断结构的5个中断源。 本次课程设计便是设计一个基于89C51单片机转速表系统。要求进行电路硬件设计和系统软件编程，硬件电路要求动手制作并能够完成系统硬件和软件调试。 2 智能转速表的系统设计 2.1 系统硬件设计 2.1.1方案选择 由于单片机所具有的特性，它特别适用于各种智能仪器仪表，家电等领域中，可以减少硬件以减轻仪表的重量，便于携带和使用，同时也可能低存本，提高性能价格之比。 该转速表选用MCS-51系列单片机的8031芯片，外部扩展4KB EPROM和8155作为显示器的接口。该系统的整体结构框图见下图2.1所示： 毕业设计（论文） 标题：数字转速计的设计 学生姓名： 系部：汽车电子系 专业：应用电子技术 班级： 指导教师： 目录 第1章序言 (1) 第2章工作原理和设计思路及方案 (2) 2.1 基本原理 (2) 2.2 设计思路 (2) 2.3 设计方案 (2) 第3章硬件电路设计 (4) 3.1 按键设计电路图 (4) 3.2 显示电路设计图 (4) 3.3脉冲产生电路设计图 (5) 第4章软件设计 (5) 4.1主程序流程及说明 (6) 4. 2中断服务子程序 (6) 4.3键盘扫描程序 (7) 第5章系统调试及软件仿真 (8) 5.1 程序调试 (8) 5.2 硬件电路调试 (9) 第6章总结 (10) 参考文献 (11) 附录 (12) 系统原理图： (12) 程序清单： (13) 第1章序言 随着科学技术特别是微型计算机技术的高速发展，单片微机技术也获得了飞速发展。目前，单片机已经在日常生活和控制领域等方面得到广泛的应用，它正为我国经济的快速发展发挥着举足轻重的作用。作为自动化专业的一名工科学生应该牢牢掌握这一重要技术。而课程设计这一环节是我们提高单片机应用能力的很好机会，也是我们学好这一课程的必经环节。通过课程设计可以进一步巩固我们前面所学理论知识，使我们对单片机理论知识有一个深刻的认识和全面的掌握。另外通过这一真正意义上的实践活动，我们可以从中发现自己不足之处并能够在自己的深思下和老师的指导下得到及时的解决。再次，它能使我们的应用能力和科技创新能力得到较大的提高。 本课程设计是单片机系统在测速方面的简单应用。目前单片机技术已经在电机转速等为控制对象的控制系统中得到了广泛的应用，而在这一控制过程中必须通过单片机来测量转速。本课程设计利用89C51单片机及外围电路来设计一个数字转速表。通过测量转速所对应的方波脉冲来测量转速，，同时其具体数值也可以在LED上显示出来。 单片机作为嵌入式微控制器在工业测控系统，智能仪器和家用电气中得到广泛应用。虽然单片机的品种很多，但MCS-51系列单片机仍不失为单片机中的主流机型。本课程以MCS-51系列与其特点是由浅入深，注重接口技术和应用。机电一体化是当今制造技术和产品发展的主要倾向，也是我国机电工业发展的必由之路。可以认为，它是用系统工程学的观点和方法，研究在机电系统和产品中如何将机械、计算机、信息处理和自动控制技术综合应用，以求机电系统和产品达到最佳的组合。机电一体化产品所需要的是嵌入式微机，而单片机具有体积小、集成度高、功能强等特点，适于嵌入式应用。智能仪器、家用电器、数控机床、工业控制等机电设备和产品中竟相使用单片机。 湖南科技大学 单片机课程设计 题目基干单片机的数字电流耒设 辻 姓名 学院 专业 学号 指导教师 成绩 二0—一年五月二十六日 单片机课程设计任务书 一、设计题目: 基于单片机的数字电流表设计 二、设计要求: 1、数字电流表在平常工作环境中能良好工作 2、能测0——1000mA 电流,至少能达1%的精度 3、要求掌握1/V信号转换,A/D转换器的使用与数据采集系统的设计 4、电流表能数字显示,且由单片机处理采集数据并驱动LED 显示 摘要 本设计就是通过采样电阻及信号放大电路将待测的电流信号I 转换成0—1V 电压信号, 由A/D 转换器采集电压信号,并将电压转换的数字信号传输给单片机,由单片机完成对采样信号的处理、分析,最后输出信号驱动LED 显示器,显示被测的电压值。 目录 一、功能要 求 (1) 二、原理及方案论证...、、 (2) 三、系统硬件电路的设计 (3) 四、系统程序的设计 (4) 五、调试及设计结 果…………………………………………………………… 、 5 参考文献…………………………………………………………………… 、、、6 、功能要求 1、数字电流表在平常工作环境中能良好工作 2、能测0―― 1000mA电流，至少能达1%的精度 3、要求掌握I/V信号转换,A/D转换器的使用与数据采集系统的设 计 4、电流表能数字显示，且由单片机处理采集数据并驱动LED显示 二、原理及方案论证 1、数字电流表工作原理 1、1采样电阻网络 原理如下图所示，输入被测电流通过量程转换开关S1―― S4,流经采样电阻R1――R4,由欧姆定律可知：U=I*R,因而转换输出电压为0V ------ 0、1V的电压，输出电压可再经后续放大电路放大处理。 1、2高共模抑制比放大电路 如下图，由双运放组成的同相输入高共模抑制比放大电路，其闭环输出可表示为： 数字转速表的设计方案 第1章前言 单片机作为嵌入式微控制器在工业测控系统，智能仪器和家用电气中得到广泛应用。虽然单片机的品种很多，但MCS-51系列单片机仍不失为单片机中的主流机型。本课程一MCS-51系列以及派生系列单片机芯片为主介绍单片机的原理与应用，与其特点是由浅入深，注重接口技术和应用。 近年来，微型计算机的发展速度足以让世人惊叹，以计算机为主导的信息技术作为一种崭新的生产力，正在向社会的各个领域渗透，也使机电一体化的进程大大加快。 机电一体化是当今制造技术和产品发展的主要倾向，也是我国机电工业发展的必由之路。可以认为，它是用系统工程学的观点和方法，研究在机电系统和产品中如何将机械、计算机、信息处理和自动控制技术综合应用，以求机电系统和产品达到最佳的组合。机电一体化产品所需要的是嵌入式微机，而单片机具有体积小、集成度高、功能强等特点，适于嵌入式应用。智能仪器、家用电器、数控机床、工业控制等机电设备和产品中竟相使用单片机。 就目前而言，单片机的发展势头依然不减，各种型号和功能更强的单片机和超级接口芯片不断出现，进一步向高层次发展的重要标志就是构成多机系统和分布式网络。世界上单片机芯片的产量以每年27%的速度递增，到本世纪初已达30亿片，而我国的年需求量也超过了亿片的数量，这表明单片机有着广阔的应用前景。本课程设计主要针对目前我国早期应用比较广泛的“MCS-51”单片机进行系统的讲解和分析。为使用和开发各类机电一体化设备和仪表建立基础。 第2章基本原理 利用AT89C51作为主控器组成一个转速表。电机转速采用光电脉冲传感器来测量，设置定时器/计数器T0和T1，利用其部定时器T1设置为定时方式，且定时时间为1s。计数器T0设置为外部脉冲计数工作方式，设在1s测量的脉冲个数为n，又由于脉冲频率为60个脉冲/转，故测到转速n就是脉冲频率。定时1s，在1s允许中断，每中断一次，软件计数器加1，1s后，关闭中断，则软件计数器即为1s的脉冲数，通过计数一 目录 第1章概述 0 2.1 基本原理 (2) 2.2 设计思路 (2) 2.3 设计方案 (2) 第3章硬件电路设计 (4) 3.1按键设计电路图 (4) 3.2 显示电路设计图 (4) 第4章软件设计 (6) 4.1主程序流程及说明 (6) 4. 2中断服务子程序 (7) 4.3键盘扫描程序 (7) 第5章系统调试及软件仿真 (9) 5.1 程序调试 (9) 5.2 硬件电路调试 (10) 第6章总结 (12) 第6章总结 (12) 参考文献 (14) 附录A (15) 系统原理图： (15) 附录B (16) 程序清单： (16) 第1章概述 随着科学技术特别是微型计算机技术的高速发展，单片微机技术也获 得了飞速发展。目前，单片机已经在日常生活和控制领域等方面得到广泛的应用，它正为我国经济的快速发展发挥着举足轻重的作用。作为自动化专业的一名工科学生应该牢牢掌握这一重要技术。而课程设计这一环节是我们提高单片机应用能力的很好机会，也是我们学好这一课程的必经环节。通过课程设计可以进一步巩固我们前面所学理论知识，使我们对单片机理论知识有一个深刻的认识和全面的掌握。另外通过这一真正意义上的实践活动，我们可以从中发现自己不足之处并能够在自己的深思下和老师的指导下得到及时的解决。再次，它能使我们的应用能力和科技创新能力得到较大的提高。 本课程设计是单片机系统在测速方面的简单应用。目前单片机技术已经在电机转速等为控制对象的控制系统中得到了广泛的应用，而在这一控制过程中必须通过单片机来测量转速。基于此本课程设计利用89C51单片机及外围电路来设计一个数字转速表。通过测量转速所对应的方波脉冲来测量转速，其转速可以通过键盘输入给定，同时其具体数值也可以在LED 上显示出来。 单片机作为嵌入式微控制器在工业测控系统，智能仪器和家用电气中得到广泛应用。虽然单片机的品种很多，但MCS-51系列单片机仍不失为单片机中的主流机型。本课程一MCS-51系列以及派生系列单片机芯片为主介绍单片机的原理与应用，与其特点是由浅入深，注重接口技术和应用。 机电一体化是当今制造技术和产品发展的主要倾向，也是我国机电工业发展的必由之路。可以认为，它是用系统工程学的观点和方法，研究在机电系统和产品中如何将机械、计算机、信息处理和自动控制技术综合应用，以求机电系统和产品达到最佳的组合。机电一体化产品所需要的是嵌入式微机，而单片机具有体积小、集成度高、功能强等特点，适于嵌入式应用。智能仪器、家用电器、数控机床、工业控制等机电设备和产品中竟相使用单片机。 数字式红外测速仪 一、设计技术指标与要求 1、用红外发光二极管、光敏三极管作为速度转换装置。 2、测速范围：10 – 990转/分。 3、三位数字显示，显示不允许闪烁。 二、设计目的和要求 1、设计目的 本课程设计是在前导性验证性认知实验基础上，进行更高层次的命题设计实验，要求学生在教师指导下独立查阅资料、设计、安装和调试特定功能的电子电路。培养学生利用模拟、数字电路知识，解决电子线路中常见实际问题的能力，使学生积累实际电子制作经验，目的在于巩固基础、注重设计、培养技能、追求创新、走向实用。 2、设计要求 1.以电子技术基础的基本理论为指导，将设计实验分为基础型和系统型两个层次，基础型指基本单元电路设计与调试，系统型指若干个模拟、数字基本单元电路组成并完成特定功能的电子电路的设计、调试； 2.熟悉常用电子仪器操作使用和测试方法； 3.学习计算机软件辅助电路设计方法，能熟练应用电子线路CAD 进行电路设计和印刷电路板的设计制作； 4.学习电子系统电路的安装调试技术； 5.拓展电子电路的应用领域，能设计、制作出满足一定性能指标或特定功能的电子电路设计任务。 三、实验原理构思 1、转速概念 转速是旋转物体的转数与时间之比的物理量,是描述各种旋转机械运转技术性能的一个重要参量。转速和频率有共同的量纲,都是单位时间内某一量值(脉冲个数、转数) 出现的次数,从理论上讲,转速值可以直接和频率值进行比对。测时计数是转速计量的基本方法。 测定一定单位时间内旋转物体转过的圈数即频率，可等价为所测旋转物体此时的转速。 2、光电式红外测速仪 经查阅资料知道目前在光电式转速表方面使用的检测装置有两种: a. 采用转速标准装置,将定向反射纸贴于装置的测速盘上,由转速标准装置通过测速盘输出标准转速,进行检测。采用脉冲光源测 b. 速装置来检测光电式转速表。这类检测设备通常由频率信号发生器、频率计数计及一个发光二极管组成。两种检测装置的工作原理有质的差别。脉冲光源测速装置能否做为标准,在转速界争议较大。 本课程设计即可采用红外发光二极管和光敏三极管作为速度转换 数字转速表开题报告 姓名：韩才 学号： 指导老师：施国梁 学院：城市轨道交通学院 专业：通信信号 一、课题的研究意义： 在大学期间通信工程专业开设了数字电路，模拟电路，高频电路，传感器原理，单片机原理与运用，c语言等与电子电路相关的课程。本课题在实际制作的基础上充分巩固深化了学生在大学期间所学的各门课程。有助于学生讲理论与实际制作相结合，充分锻炼学生的动手能力。为即将开始的职业生活打下基础，另外随着我国工业的迅速发展，智能化的仪器仪表越来越受到亲睐。数字转速表作为一种汽车电子，机械制造等方面必不可少的仪表在工业化生产中发挥着重要作用。所以本课题的研究紧扣工业化发展的核心，有助于学生对智能化数字化的理解。同时让学生理解一种产品的开发流程，从确定思路到得到成品的各个环节。从而加深对所学课程的理解，充分锻炼学生的动手能力。 二、课程设计内容及基本要求： 总体要求：运用51单片机，红外传感器，液晶显示器等原件制作出一个能精确测量电动机转速的数字转速表。 具体要求： 1．熟悉单片机最小系统及应用； 2．熟悉传感器的原理与运用，能制作出红外光电传感器； 3．结合任务要求，完成系统设计和调试，鼓励功能扩展和创新； 4．根据设计的电路，用Altuim Designer等工具，画出完整的硬件电路图； 5．熟悉C51语言，用C51完成系统的软件编程； 三、课题的主要研究方案： 1）电源供电模块 为使模块稳定工作，须有可靠电源。我考虑了两种电源方案 方案一：采用独立的稳压电源。此方案的优点是稳定可靠，且有各种成熟电路可供选用；缺点是各模块都采用独立电源，会使系统复杂，且可能影响电路电平。 方案二：采用单片机控制模块提供电源。改方案的优点是系统简明扼要，节约成本；缺点是输出功率不高。 综上所述，我们选择第二种方案。 2 转速测量方法与转速仪表 转速测量在国民经济的各个领域都是必不可少的。本文就转速测量方法以及实施检测的仪表做一简单的阐述。希望给工作中需要转速测量仪表和在转速测量或相关领域进行研究开发的人员提供一些参考意见。 关键词速度线速度角速度转速误差和精度采样时间虚拟仪表 主题考察转速测量方法演变从演变的轨迹对转速测量有一个比较全面的了解着重介绍智能转速 表的检测方法和实施检测的仪表。 一、转速检测仪表的分类 1、离心式转速表利用离心力与拉力的平衡来指示转速。离心式转速表是最传统的转速测量工具是利用离心力原理的机械式转速表测量精度一般在 1~2 级一般就地安装。一只优良的离心式转速表不但有准确直观的特点还具备可靠耐用的优点。但是结构比较复杂。 2、转速表利用旋转磁场在金属罩帽上产生旋转力利用旋转力与游丝力的平衡来指示转速。磁性转速表是成功利用磁力的一个典范是利用磁力原理的机械式转速表一般就地安装用软轴可以短距离异地安装。磁性转速表因结构较简单目前较普遍用于摩托车和汽车以及其它机械设备。异地安装时软轴易损坏。 3、动式转速表由小型交流发电机、电缆、电动机和磁性表头组成。小型交流发电机产生交流电交流电通过电缆输送驱动小型交流电动机小型交流电动机的转速与被测轴的转速一致。磁性转速表头与小型交流电动机同轴连接在一起磁性表头指示的转速自然就是被测轴的转速电动式转速表异地安装非常方便抗振性能好广泛运用于柴油机和船舶设备。 4、电式转速表磁电传感器加电流表异地安装非常方便。 5、闪光式转速表利用视觉暂留的原理。闪光式转速表除了检测转速往复速度外还可以观测循环往复运动物体的静像对了解机械设备的工作状态是一必不可少的观测工具。 6、电子式转速表电子技术的不断进步使这一类转速表有了突飞猛进的发展。 上述 6 种转速表具有各自独特的结构和原理既代表着不同时期的技术发展水平也体现人类认识自然的阶段性发展过程。时代在不断前进有些东西将会成为历史但我们留心回顾一下不禁要惊叹前贤的匠心 1、离心式转速表是机械力学的成果 2、磁性式转速表是运用磁力和机械力的一个典范 3、电动式转速表巧妙运用微型发电机和微型电动机将旋转运动异地拷贝 第三项转速测量 一、训练目的 1. 各种接触式转速表的识别、特点以及使用； 2. 各种非接触式转速表的识别、特点以及使用。 二、评估要素 1.指出离心式转速表技术参数并进行平均转速测量； 2.指出磁性转速表技术参数并进行平均转速测量； 3.指出磁电式测速传感器的工作特点并进行平均转速测量； 4.指出光电式测速传感器的工作特点并进行平均转速测量； 5.读数准确，能正确对测量过程中出现的误差进行分析； 6.正确对仪表进行保养。 三、操作指南 1、接触式转速表 (1) 离心式转速表 离心式转速表主要由机心、变速器和指示器三部分组成，如图3-1a所示。重锤利用连杆与活动套环及固定套环连接，固定套环装在离心器轴上，离心器通过变速器从输入轴获得转速。另外还有传动扇形齿轮、游丝、指针等装置。为使转速表与被测轴能够可靠接触，转速表都配有不同的接触头。使用时可根据被测对象选择合适的接触头安装在转速表输入轴上。 a b 图3-1 离心式转速表是利用旋转质量的离心力同旋转角速度(即转速)成比例的原理制成的。一个质量较大的重环安装在旋转轴上，并可随轴一同旋转。当轴旋转时，重环随着轴旋转的同时，在离心力的作用下，围绕其自身的轴向垂直于轴的方向偏转，增大了其与轴的夹角，直到扭力弹簧产生的恢复力使离心力重新得到平衡为止。重环所在平面同旋转轴夹角的变化通过杠杆、扇形块、小齿轮传递给指针，驱动指针偏转。由于刻度是以转速的单位为刻度，而夹角与转速的平方成正比，所以表盘上的刻度是不均匀的。 离心式转速表结构简单,使用方便,价格便宜，能测量柴油机的瞬时转速，并具有较大的稳定性；但其精度较低，一般在1-2级，相对误差一般在1—8％范围内，而且不能连续使用；由于它的测量方法为接触式，在测量中会消耗轴的部分功率，因而使用范围受到一定的限制。 离心式转速表有手持式和固定式两种。手持式转速表(如图3-1b所示)在结构上还有一套小传动齿轮箱，其目的是扩大量程。通过不同的齿轮组合，使转速的测量范围分成5档，可以在30~24 000rpm的测量范围内进行测量，并有多种形式规格的接头以供使用。 一种汽油发动机感应式数字转速表设计 0 引言发动机转速表能准确地反映发动机的工作状况。现在,轿车一般都是电子式转速表,包括指针式和液晶数字显示式,表内有数字集成电路,它将点火线圈输送过来的电压脉冲经过计算后驱动指针移动或数字显示。另外还有一种转速表是从发电机取出脉冲信号送到转速表电路解释后显示转速值,不过因受发电机皮带打滑等因素影响,数值不太精确[1-2]。目前,手持式转速表应用 很广,有光电式转速表、感应式转速表,还有用RF401 等集成电路芯片来实现对汽车发动机转速的遥测。有些产品虽然能达到很高的精度,但是在快速性和稳定性上还存在一定的欠缺,而且有些高端产品价格昂贵[3]。针对上述问题,设计了一种非接触型汽油发动机转速表,由天线接收脉冲信号,单片机通过测量脉 冲周期的方法得到脉冲频率,并通过按键设置冲程与汽缸数,计算出发动机转速, 并显示数据.转速表工作原理汽油发动机的工作循环包括进气、压缩、点火、排气。对于二冲程发动机, 1 个工作循环发动机曲轴转1 周,发动机点火1 次。对于四冲程发动机, 1 个工作循环曲轴转2 周,点火1 次。所以发动机点火脉冲的频率与发动机的转速存在对应关系。发动机汽缸有单缸和多缸,汽缸数与发动机转速成反比关系在发动机点火时,高压软管会产生点火脉冲,测得此脉冲 信号的频率,按照发动机的具体冲程和气缸数,通过一定的计算便可得到发动机 的转速值:式中:n 为发动机的转速,r/min; f 为点火脉冲频率,Hz;s 为冲程数; c 为气缸数。工作原理图如图1 所示。文献[4]中将采集到的脉冲信号发大整形,通过计算在一定时间内测得的脉冲个数来计算点火脉冲的频率。这种方法,当测量由每秒转速来表示发动机每分钟转速时,误差就会被放大。虽然文献[4]中采用一定方法法来降低误差,但是不能消除误差,在实际应用时测速精 度仍然没有明显提高。而且抗干扰性能不佳使得测量读数有很大波动。由于 DAOT EQU 40H ；定时器T0软件计数器单元 SCNT EQU 41H ；送0832控制输出电压值 CKCH EQU 42H ；电机转速 CKCN EQU 43H SETP EQU 44H TEMP EQU 45H ORG 0000H STRT: LJMP MAIN ORG 0003H ；外部中断0 LJMP PINT0 ORG 000BH ；定时器0 LJMP PTF0 ORG 0013H LJMP LINT1 ；外部中断1 ORG 0030H PTF0: MOV TH0,#0D0H ；以下是计算转速部分 PUSH Acc PUSH PSW SETB PSW.3 DJNZ SCNT,PTFJ MOV SCNT,#64H MOV A,CKCN MOV B,#0AH ；B为十秒 DIV AB ；先除以10秒 MOV 39H,B ；把值给39H MOV B,#0AH ；B为十次 DIV AB ；除以十次 MOV 3AH,B MOV 3BH,A MOV A,CKCN CJNE A,SETP,PTFX ；观察显示几位,3位还是两位 SJMP PTFY PTFX: JC PTFZ DEC DAOT SJMP PTFY PTFZ: CJNE A,#3,$+3 JC PTFR INC DAOT PTFR: INC DAOT PTFY: MOV CKCN,#0 MOV DPTR,#7FFFH MOV A,DAOT MOVX @DPTR,A MOVX @DPTR,A PTFJ: NOP POP PSW POP Acc RETI MAIN: MOV SP,#06FH ；堆栈指针赋值 MOV DPTR,#5FFFH ；指向8279命令/状态口 MOV A,#0DCH MOVX @DPTR,A ；送显示RAM清零命令字0DCH LP: MOVX A,@DPTR JB Acc.7,LP ；读8279的状态,直到DU不为1 MOV A,#00H MOVX @DPTR,A MOV A,#34H ；分频系数为20 MOVX @DPTR,A CLR 12H NOP MOV R0,#39H MOV R7,#06H MLP0: MOV @R0,#17H INC R0 DJNZ R7,MLP0 LCALL DIR MOV DAOT,#06FH MOV SCNT,#04H MOV CKCH,#00H MOV CKCN,#00H SETB EA ；开总中断 NOP SETB EX1 ；开外部中断1 NOP CLR IT1 ；设置触发方式 NOP MLP1: LCALL KEYI ANL A,#0FH CJNE A,#0AH,$+3 JNC MLP1 MOV 3EH,A LCALL DIR MLP2: LCALL KEYI ANL A,#0FH CJNE A,#0AH,$+3 JNC MLP2 MOV 3DH,A MOV A,3EH汽车时速表与转速表区别
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