數(shù)字轉(zhuǎn)速計(jì)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)

1、<p>　　一、設(shè)計(jì)課題：數(shù)字轉(zhuǎn)速計(jì)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　二、設(shè)計(jì)要求：</b></p><p>　　1．測(cè)速范圍：（100~3000）轉(zhuǎn)/分</p><p>　　2．操作方式：自動(dòng)或手動(dòng)可測(cè)試。</p><p>　　3．顯示方式：自動(dòng)測(cè)試時(shí)，顯示時(shí)間為2S，測(cè)試時(shí)間為1S，手動(dòng)測(cè)試時(shí)，每操作一次，

2、顯示一次結(jié)果，等下一次測(cè)試時(shí)才刷新數(shù)據(jù)。</p><p>　　4．顯示誤差：±1%（轉(zhuǎn)/分）；</p><p>　　5．檢驗(yàn)：采用500Hz信號(hào)自較。</p><p><b>　　6．設(shè)計(jì)電路。</b></p><p>　　7．編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書。</p><p>　　二．時(shí)間安排（共1周）

3、：</p><p><b>　　三．設(shè)計(jì)的目的：</b></p><p>　　隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展電子應(yīng)用技術(shù)日益頻繁的被人們所利用，不僅在日常生活中而且在生產(chǎn)中更是被人們喜于接受。這些對(duì)推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及提高生產(chǎn)效率等有重大意義。電子技術(shù)應(yīng)用不僅應(yīng)用在高端科技領(lǐng)域內(nèi)而且和生活息息相關(guān)，例如各種電器電路板設(shè)計(jì)，維修等都需要結(jié)合電子技術(shù)來(lái)完成。而作為電子信息工程專業(yè)的學(xué)

4、生掌握這一技術(shù)顯得更為重要，而課程設(shè)計(jì)這一環(huán)節(jié)是對(duì)我們是否掌握知識(shí)的一大考驗(yàn)，或者是理論結(jié)合實(shí)際的一種鍛煉，更是對(duì)我們前面所學(xué)過(guò)的科目如模擬電子技術(shù)才，數(shù)字電子技術(shù)以及原理圖設(shè)計(jì)等的綜合應(yīng)用。而且通過(guò)《數(shù)字轉(zhuǎn)速計(jì)設(shè)計(jì)》這課題的設(shè)計(jì)通過(guò)真正意義上的實(shí)踐來(lái)發(fā)現(xiàn)自己的不足并通過(guò)深思后再得到老師和同學(xué)的幫助更能留下深的印象并在以后的學(xué)習(xí)實(shí)踐中來(lái)彌補(bǔ)自己的不足。而課程設(shè)計(jì)最大一方面的意義是能提高我們得應(yīng)用能力和科技創(chuàng)新能力。</p>

5、<p>　　本課題是設(shè)計(jì)一個(gè)具有實(shí)際應(yīng)用意義的電子轉(zhuǎn)速表，它是一個(gè)將被測(cè)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速用數(shù)碼顯示電路進(jìn)行定量顯示的技術(shù)裝置。</p><p><b>　　四．設(shè)計(jì)的原理：</b></p><p>　　有光電傳感器傳送轉(zhuǎn)速的時(shí)鐘信號(hào)，將其信號(hào)作為計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘信號(hào)，在自動(dòng)控制端上由555計(jì)時(shí)器經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)變之后介入計(jì)數(shù)器的控制端上，來(lái)控制計(jì)數(shù)器的運(yùn)作，最后將計(jì)數(shù)器的結(jié)果

6、顯示在數(shù)碼管上，以此得到電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。在手動(dòng)端使用移位寄存器來(lái)作為計(jì)數(shù)器的控制端，來(lái)控制計(jì)數(shù)器的運(yùn)作。</p><p><b>　　整個(gè)電路原理圖</b></p><p>　　五．集成555定時(shí)器制作該電路的自動(dòng)控制器：</p><p>　　555集成定時(shí)器是模擬功能和數(shù)字邏輯功能相結(jié)合的一種雙極型中規(guī)模集成器件。外加電阻、電容可以組成性能穩(wěn)定

7、而精確的多諧振蕩器、單穩(wěn)電路、施密特觸發(fā)器等，應(yīng)用十分廣泛。它是由上、下兩個(gè)電壓比較器、三個(gè)5kΩ電阻、一個(gè)RS觸發(fā)器、一個(gè)放電三極管 T以及功率輸出級(jí)組成。比較器 C1的反相輸入端5接到由三個(gè)5 kΩ電阻組成的分壓網(wǎng)絡(luò)的2/3Vcc處（5也稱控制電壓端），同相輸入端6為閥值電壓輸入端。比較器C2的同相輸入端接到分壓電阻網(wǎng)絡(luò)的1/3Vcc處，反相輸入端2為觸發(fā)電壓輸入端，用來(lái)啟動(dòng)電路。兩個(gè)比較器的輸出端控制RS觸發(fā)器。RS觸發(fā)器設(shè)置有復(fù)

8、位端4，當(dāng)復(fù)位端處干低電平時(shí)，輸出3為低電平?？刂齐妷憾?是比較器C1的基準(zhǔn)電壓端，通過(guò)外接元件或電壓源可改變控制端的電壓值，即可改變比較器C1、C2的參考電壓。不用時(shí)可將它與地之間接一個(gè)O．01μF的電容，以防止干擾電壓引入。555的電源電壓范圍是+4.5～+18V，輸出電流可達(dá)100～200mA，能直接驅(qū)動(dòng)小型電機(jī)、繼電器和低阻抗揚(yáng)聲器。</p><p>　　在數(shù)字系統(tǒng)中經(jīng)常要用到方波信號(hào)，多諧振蕩器市一中能

9、夠產(chǎn)生矩形波的電路。由于它沒(méi)有穩(wěn)態(tài)，不需要外加觸發(fā)信號(hào)，當(dāng)接通電源以后，便能自動(dòng)地周而復(fù)始地產(chǎn)生矩形波輸出。</p><p>　　555 定時(shí)器的功能主要由兩個(gè)比較器決定。兩個(gè)比較器的輸出電壓控制 RS 觸發(fā)器和放電管的狀態(tài)。在電源與地之間加上電壓，當(dāng) 5 腳懸空時(shí)，則電壓比較器 A1 的反相輸入端的電壓為2ＶCC /3，A2 的同相輸入端的電壓為ＶCC /3。若觸發(fā)輸入端 TR 的電壓小于ＶCC /3，則比較器

10、 A2 的輸出為 1，可使 RS 觸發(fā)器置 1，使輸出端 OUT=1。如果閾值輸入端 TH 的電壓大于2ＶCC/3，同時(shí) TR 端的電壓大于ＶCC /3，則 A1 的輸出為 1，A2 的輸出為 0，可將 RS 觸發(fā)器置 0，使輸出為 0 電平。 </p><p>　　圖7 555定時(shí)器功能表</p><p>　　這樣就很容易的產(chǎn)生比較穩(wěn)定的方波信號(hào)。</p><p&g

11、t;　　震蕩周期T的近似計(jì)算公式如下：</p><p>　　tw1=(R1+R2)Cln2=0.7(R1+R2)C;</p><p>　　tw2=R2Cln2=0.7R2C;</p><p>　　T=tw1+tw2=0.7(R1+R2)C</p><p>　　由于我們需要產(chǎn)生一個(gè)一秒的和產(chǎn)生一個(gè)兩秒的信號(hào)，所以我們只要讓tw1=2tw2 ，得

12、到R1=R2;但是這樣產(chǎn)生的信號(hào)是“一秒是低電平，兩秒是高電平的”，而我需要的是產(chǎn)生“一秒是高電平的，兩秒是低電平的”，所以這時(shí)我們就可以用到“反相器”進(jìn)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化成我們所需要的。</p><p>　　這樣，我的自動(dòng)控制器就做好了，現(xiàn)在只要調(diào)節(jié)一下兩個(gè)電阻還有電容C的值，使其產(chǎn)生的周期是3秒就可以了。</p><p>　　六．利用74194制作手動(dòng)控制端：</p>&

13、lt;p>　　74194是一個(gè)移位寄存器，能夠根據(jù)時(shí)鐘周期的作用使其數(shù)據(jù)移動(dòng)。根據(jù)題目的要求，手動(dòng)的操作要操作一次，顯示一次，而且只有在下一次操作時(shí)才會(huì)刷新數(shù)據(jù)。所以我就利用74194產(chǎn)生這樣的信號(hào)，即讓其只有在按下按鈕的時(shí)候?qū)?duì)74194進(jìn)行送數(shù)，即在給D3輸入高電平，D0,D1,D2接地，讓其只有產(chǎn)生一個(gè)有效的高電平，送完之后移位寄存器在以時(shí)鐘周期為1Hz的頻率進(jìn)行運(yùn)作，即可在一秒鐘之后D3有原來(lái)的高電平就被D2的低電平所覆蓋

14、了，就產(chǎn)生的低電平。由于我們要在按鈕按下之后，讓計(jì)數(shù)器運(yùn)作，所以就直接將Q3端接在計(jì)數(shù)器的P,T 端上，控制計(jì)數(shù)器的運(yùn)作。</p><p>　　本次實(shí)驗(yàn)我采用74LS160來(lái)作為十進(jìn)制計(jì)數(shù)器：</p><p>　　可以這么說(shuō)該計(jì)數(shù)器用法比較簡(jiǎn)單，其管腳圖如下：</p><p>　　其功能表：clk：表示時(shí)鐘信號(hào)的輸入端</p><p>　　C

15、lr：表示清零端“低電平有效”</p><p><b>　　Rco:進(jìn)位輸出端</b></p><p>　　Load:表示送數(shù)端</p><p>　　Enp,ent：表示該計(jì)數(shù)器的控制端</p><p>　　“1”：表示工作，“0”：表示不工作</p><p>　　在這次實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，由于我們要測(cè)的是

16、轉(zhuǎn)速，所以我們就直接在電動(dòng)機(jī)上經(jīng)過(guò)傳感器的轉(zhuǎn)化后的信號(hào)作為我們計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘信號(hào)，并以此來(lái)測(cè)量我們的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，以達(dá)到我們實(shí)驗(yàn)的目的。</p><p>　　然而將控制器的信號(hào)傳給計(jì)數(shù)器的Enp,ent兩端，以此來(lái)控制計(jì)數(shù)器的工作，達(dá)到自動(dòng)的計(jì)數(shù)一秒的操作。</p><p>　　然后將所計(jì)數(shù)的數(shù)據(jù)保存到寄存器上，再送74LS48譯碼之后，送給半導(dǎo)體數(shù)碼管，顯示出來(lái)。</p>&

17、lt;p>　　七．本實(shí)驗(yàn)的最后一部分：半導(dǎo)體數(shù)碼管顯示器</p><p>　　本次實(shí)驗(yàn)采用共陰極半導(dǎo)體數(shù)碼管，共陰極數(shù)碼管，即7個(gè)發(fā)光二極管的陰極接在一起，而7個(gè)陽(yáng)極是獨(dú)立的，共陰極數(shù)碼管當(dāng)某以陽(yáng)極接高電平是，相應(yīng)的二極管發(fā)光，可根據(jù)字形使某幾段二極管發(fā)光，需輸出高電平有效的譯碼器去驅(qū)動(dòng)。</p><p><b>　　八．器件清單</b></p>

18、<p><b>　　九．總 結(jié)</b></p><p>　　通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)我學(xué)會(huì)了很多東西，不僅在知識(shí)方面還有在做人做事方面，總的來(lái)說(shuō)是受益匪淺。</p><p>　　課程設(shè)計(jì)使我明白了：不積跬步，無(wú)以至千里的道理。課題設(shè)計(jì)關(guān)鍵還是平時(shí)多積累知識(shí)還有就是有團(tuán)隊(duì)合作精神，更重要的是有不怕麻煩，敢于迎著困難而上的精神。通過(guò)這幾天的學(xué)習(xí)心里還是有幾點(diǎn)感受的：&

19、lt;/p><p>　　團(tuán)隊(duì)合作很重要。拿到課題之后同學(xué)們對(duì)第一次課程設(shè)計(jì)都不熟悉，而在一起討論并結(jié)合老師給的模板無(wú)疑是最重要的，最有效的。在我們資料不是很多的情況下在一起共享我們手中有的資料更能提高我們完成設(shè)計(jì)的效率，而且最為重要的是這樣更能促進(jìn)我們小組成員之間的團(tuán)隊(duì)能力，這樣為以后合作提供雙贏的機(jī)會(huì)。</p><p>　　有效率的利用網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)在是網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，提倡的就是資源共享，這在為我們大家

20、搜索可利用資源方面提供有效的工具，更是為工作節(jié)約的大量的時(shí)間。但是學(xué)會(huì)合理篩選資源更重要，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)上資源大部分是不能和我們的心意的，這就需要去篩選。像大的搜索引擎百度，谷歌等只要我們輸入有效的關(guān)鍵字是很容易得到我們想要的。但是選資源是還是選擇更為專業(yè)的為好，像百度文庫(kù)等。</p><p>　　抱著不完成作業(yè)誓不罷休的精神。由于對(duì)課程設(shè)計(jì)還不是很熟悉再加上工作量很大，需要查找很多資源，畫電路圖也比較麻煩所以會(huì)經(jīng)常出