電子技術(shù)應用模課程設計-紅外線數(shù)字轉(zhuǎn)速表的設計

1、上饒職業(yè)技術(shù)學院電子工程系課程設計課程名稱：電子技術(shù)應用模題目名稱：紅外線數(shù)字轉(zhuǎn)速表的設計年 級： 學生專業(yè)：應用電子技術(shù)學生學號： 指導教師： 學生姓名： 技術(shù)職稱：高級工程師2008年5月30日課程設計任務書1 課程名稱 電子技術(shù)應用模擬2 課程性質(zhì) 必選專業(yè)課3 適用年級 06電子4 適用專業(yè) 應用電子5 設計題目 紅外線數(shù)字轉(zhuǎn)速表的設計6 實驗要求 選開7 選題要求 最多組數(shù)3組 每組最多人數(shù)2人8 指導老師 吳國輝 職稱 高級工程師9 設計目的9.1 進一步掌握摸擬電子技術(shù)，數(shù)字電子技術(shù)等課堂知識在本課程設計中的應用； 9.2 熟悉電路的設計過程及設計方法；9.3 掌握課程設計的基本

2、過程和課程設計報告的撰寫方法。10 設計要求10.1 設計一個紅外線數(shù)字轉(zhuǎn)速表； 測量范圍0999轉(zhuǎn)分，采用紅外發(fā)光二極管； 采用DC12V電源。11 課程設計的進度安排 2008年5月9日到17日、完成初稿；11.2 2008年5月18日到30日，上交課程設計報告及實驗樣品。12 參考書目12.1 黃定永 主編 電子線路實驗與課程設計 北京 機械工業(yè)出版社 200512.2 高吉祥和全國大學生電子設計競賽培訓系列教程 北京 電子工業(yè)出200013 任務書下達時間 2008年04月28日課程設計評分標準（選開實驗）姓名: 年級： 專業(yè)：應用電子技術(shù) 班級：電1 班 總分：考核項目平 時 成 績

3、設 計 報 告總成績考核內(nèi)容態(tài)度、紀律（20%）設計報告書寫和水平（80%）考核環(huán)節(jié)團結(jié)協(xié)作有鉆研精神愛護公物文明衛(wèi)生遵守紀律和制度摘要符合要求、語句通順、內(nèi)容充實、圖表和曲線清晰符合規(guī)范、文字規(guī)范。方案選擇、論證、設計、計算正確。分值66880100評分評分教師： 評分時間： 年月 日課程設計評分標準（選開實驗）姓名: 年級： 專業(yè)：應用電子技術(shù) 班級：電1 班 總分：考核項目平 時 成 績設 計 報 告總成績考核內(nèi)容態(tài)度、紀律（20%）設計報告書寫和水平（80%）考核環(huán)節(jié)團結(jié)協(xié)作有鉆研精神愛護公物文明衛(wèi)生遵守紀律和制度摘要符合要求、語句通順、內(nèi)容充實、圖表和曲線清晰符合規(guī)范、文字規(guī)范。方案

4、選擇、論證、設計、計算正確。分值66880100評分評分教師： 評分時間： 年月 日課程設計報告年級06級 專業(yè)應用電子技術(shù) 班級1班 姓名江國軍 許莉娟指導老師 吳國輝 職稱 高級工程師課程名稱 電子技術(shù)應用模擬課程性質(zhì)必選專業(yè)課設計項目 紅外線數(shù)字轉(zhuǎn)速表的設計實驗要求 選開1 設計目的1.1 進一步掌握摸擬電子技術(shù)，數(shù)字電子技術(shù)等使課堂知識在本課程設計用； 1.2 熟悉電路的設計過程及設計方法；1.3 掌握課程設計的基本過程和課程設計報告的撰寫方法。2 設計要求 設計一個紅外線數(shù)字轉(zhuǎn)速表；2.2 測量范圍0999轉(zhuǎn)分，采用紅外發(fā)光二極管； 采用DC12V電源。3 課程設計的進度安排3.1

5、2008年5月9日到17日、完成初稿；3.2 2008年5月18日到30日，上交課程設計報告及實驗樣品。紅外線數(shù)字轉(zhuǎn)速表的設計摘要 紅外線數(shù)字轉(zhuǎn)速表是一種代替機械轉(zhuǎn)速表、用來測量轉(zhuǎn)動速率的計量儀表。紅外線數(shù)字轉(zhuǎn)速表采用的紅外探頭有直射式和反射式兩種。從原理上講，任何一種電子數(shù)字式速度表都可以視為一個頻率計，可用一只頻率計先測出某一信號的頻率，然后用此頻率計測量該信號的頻率，調(diào)節(jié)電位器使被測信號頻率與標準頻率計所測頻率數(shù)一致。若找不到標準頻率計可采用交流電源變壓器。紅外數(shù)字轉(zhuǎn)速表可由頻率計，秒脈沖電路以及計數(shù)控制門等組成。關(guān)鍵字 計數(shù)器、譯碼器、頻率器1 方案紅外線數(shù)字轉(zhuǎn)速表采用的紅外線探頭有射

6、式和反射式兩種。直射式探頭發(fā)光管和受光管安裝在被測物體的兩邊，發(fā)光管射出的光線直接照射到受光管上。當被測物體運動時，阻擋光線，產(chǎn)生計數(shù)信號。這種探頭經(jīng)常用于光電計數(shù)。反射式探頭發(fā)光管和受光管安裝在被測物體的同側(cè)，當探頭接近物體時，接收到紅外線的脈沖信號，用它測量轉(zhuǎn)速比較方便。測量轉(zhuǎn)速的探頭根據(jù)測量距離可心采用透鏡系統(tǒng)；也可以不采用透鏡系統(tǒng)。當被測物體距深頭15cm以內(nèi)時，無需采用透鏡。設計探頭時，可采用小功率發(fā)光管5GL和光敏受光管3DU5C。），這樣對抗雜散光的干擾更有利。為了提高紅外線的反射能力，通常在轉(zhuǎn)動物體上貼上一小片紅外線反射紙，這樣反射效果極好。有時用鏡面、鋁箔、潔白平滑的紙、白油

7、溙等也能提高反射性能。當轉(zhuǎn)動物體轉(zhuǎn)到使反射紙恰好對著從發(fā)光管的紅外線時，接收管接收到光信號，從單位時間內(nèi)收到的光信號的次數(shù)便可測出轉(zhuǎn)速。方案CC40110集成電路邏輯圖和引出端功能如圖（1）。Ag為驅(qū)動輸出端，和7段顯示器連接；R為清零端，R1時，計數(shù)器清零；CPu是加法計數(shù)器鐘，CPD是減法計數(shù)時鐘；QCO輸出進位脈沖破，QBO輸出借位脈沖；TE為觸發(fā)器使能端，TE0時計數(shù)器工作，TE1時，計數(shù)器外于禁止狀態(tài)（即不計數(shù)）；LE為鎖存控制端，LE1時，計數(shù)器鎖存。 CPU 預 計譯 驅(qū)a處 數(shù) 碼 動 ：CPD 理 器 器 器g器 QCO控 QBO制 LE器 TER圖（1）CC40110邏輯圖

8、圖（2）CC40110引出端功能圖圖（3）的工作原理該電路由一只四一二輸出端與非門電路CD4011組成一個多諧振蕩器。和其他用此電路組成的振蕩器的不同之處是：該電路由D1、D2和C1、RP1組成一個振蕩器，用RP1來調(diào)節(jié)振蕩器的振蕩頻率；用D2、D3和C2、RP2組成別一個振蕩器，用RP2來調(diào)整它的振蕩脈寬。兩個振蕩器共用一個與非門D2，但工作互不影響。電路中，當C2選用560pF時，C1選用三種不同的容量時，其振蕩頻率與脈寬見。 圖（3） 頻率和脈寬可獨立調(diào)整的脈沖信號源振蕩頻率與脈寬表（1）C1/F Tp/ms Fmin/Hz Fmax/Hz 33n 0.01(最小) 140 10k 33

9、n 0.4(最大) 70 1k 0.01(最小) 100 500 0.4(最大) 20 500 1u 0.01(最小) 20 5k 1u 0.4(最大) 2 2k 表（2）CD4553的功能表輸入輸出WRCLKDISLEL LL不變LLL進位L×H×不變LHL進位LHL不變LL××進位L××鎖存L××H鎖存H××LQ=0 圖（4）CD4553管腳功能介紹2 電路原理及原理圖紅外線數(shù)字轉(zhuǎn)速表的電路原理框圖如下圖所示。為了使紅外線轉(zhuǎn)速表避免可見光干擾系統(tǒng)可以設置振蕩器和波型變換電路，使發(fā)射的紅外線通

10、過脈沖功率放大和調(diào)制。當受光管收到脈沖信號后，電路把調(diào)制發(fā)光管的脈沖信號和被受光管接收的脈沖信號選通出來。收到的光電信號，必須對調(diào)制脈沖實行解調(diào)，從中取得真正的轉(zhuǎn)速輸出信號，然后將解調(diào)的輸出信號送入計數(shù)控制門計數(shù)。秒脈沖電路可以得到1HZ的秒脈沖信號，通過1s的脈寬就是轉(zhuǎn)速表的取樣時間，也是計數(shù)控制門的輸入信號。為了在測量過程中只讓顯示數(shù)字在每次測量結(jié)束后自動改變一次數(shù)據(jù)，要對計數(shù)顯示“鎖存”，所以電路需要一個延時鎖存信號；在計數(shù)器測量一次轉(zhuǎn)速后，使計數(shù)器自動清零，故設置延時電路，以提供延時清零脈沖。計數(shù)、鎖存、譯碼顯示電路用于完成光電轉(zhuǎn)速表的轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)顯示。秒脈沖電路 1秒脈寬電路 延時1 顯

11、示計數(shù)、鎖存、譯碼延時2紅外線探頭及光電轉(zhuǎn)換電路 計數(shù)控制門圖(5)紅外線數(shù)字轉(zhuǎn)速表的電路原理框圖圖（6） 秒脈沖電路圖（7）紅外線數(shù)字轉(zhuǎn)速表的設計圖該電路由三位數(shù)顯式計數(shù)器、門控脈沖發(fā)生器和速度檢測脈沖輸入電路組成。三位數(shù)字顯示式計數(shù)器由一只三位一十進制計數(shù)集成電路CD4533和一只七段數(shù)碼譯碼驅(qū)動電路CD4511及二位數(shù)碼顯示管組成。CDE4533雖然只有Q0Q3一組二一進制碼輸出端，但它有三個分時輸出控制端為：DS1、DS2和DS3.通過譯碼驅(qū)動器和顯示器，顯示出三位十進制數(shù)。CD4511是一只七段字形譯碼驅(qū)動器，它能將輸入的二一進制碼轉(zhuǎn)換為數(shù)碼筆段向數(shù)碼管輸出，使其將數(shù)碼顯示出來。當轉(zhuǎn)

12、度檢測脈沖從它的輸入端12輸入時，就會通過內(nèi)部電路的計數(shù)、譯碼，由數(shù)碼管顯示出來，所顯示的數(shù)字即為被測轉(zhuǎn)度，它的最大計數(shù)與顯示數(shù)值為999.當轉(zhuǎn)度檢測脈沖輸出電路由紅外管發(fā)射器和紅外接收一脈沖信號轉(zhuǎn)換器、脈沖整形電器組成。當有輪輻從紅外接收管之間通過，發(fā)射光被遮斷一次，紅外接收管產(chǎn)生一個脈沖信號，VT1將紅外接收管產(chǎn)生的脈沖信號加以放大后，由電極輸出，通過施密特觸發(fā)器D6整形后加至計數(shù)器的脈沖輸入端12.5 心得體會知識是一天一天積累起來的,通過本次的課程設計，這句話我確信了!首先非常感謝吳老師對我的指導，讓我懂得了理論和實踐結(jié)合的重要性，也就是動腦也要動手,只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所

13、學過的理論與實踐相結(jié)合，從理論中得出結(jié)論，從而提高自己的實踐能力和獨立思考能力。而且還在分析問題能力、專業(yè)知識的正確運用能力都有了明顯的改善。在學習過程中，我遇到了重重困難，發(fā)現(xiàn)了自己很多的不足之處，但經(jīng)過李老師的指點，才恍然大悟，您的點撥，使我又對以前所學的知識有了鞏固，而且學到了很多書本上所學到過的知識。我希望在以后的學習過程中能有更多這樣的機會讓我們學習，再進一步培養(yǎng)學生的能力，鍛煉對所學的知識有所發(fā)現(xiàn).課程設計是綜合性的運用知識點，是應用課程所學到的理論知識和技能，對較簡單的工程實際問題進行提出，分析，解決。課程設計是鍛煉我們實踐能力的一個重要環(huán)節(jié)，培養(yǎng)了我們查閱技術(shù)文獻，資料，手冊進行工程計算及編寫技術(shù)件的能力。最后我感覺自己真的沒學到什么東西，我該認真點了，致謝詞 許多天的課程設計，使得我們在高頻這方面許多的理論知識和實踐都有了大的提高。在鞏固專業(yè)知識的同時，也對設計這方面產(chǎn)生了濃厚的興趣。在此，感謝我的導師吳國輝教授，他不但在學習上給予我耐心和細致的指導，在生活上給予我很