摩托车电子速度表电路设计[最新]

摩托车电子速度电路设计[最新] 摩托车电子速度表电路设计 摘 要 如今，随着科学技术的发展，电子技术在日常生活和社会生活中已得到了广泛的应用。特别是微电子技术的飞跃发展，更为设计、直观和性能优越、功能全的装置创造了良好的条件。可以说，电子技术的应用水平是现代化进程的一个重要。 目前，数字电子技术已经广泛地应用于计算机、电子测量仪表、通信等各个领域。例如在现代测量技术中，数字测量仪表不仅比模拟仪表精度高，而且容易实现测量的自动化和智能化。随着科学技术的迅速发展，我们理论联系实际，电子技术课程设计的进行使我们有一个难得的机会，通过它可以得到更好的锻炼。 这次课程设计的目的主要是对我们所学知识的加深和巩固，并加强了我们的自主动手能力。在日常生活中我们可以发现摩托车已经成为人们必不可少的工具，所以摩托车电子表的设计可以给人们带来更多的方便和安全。 关键词:计数器，译码器，显示器，CD4511,CD4553 目 录 1 绪论 ........................................ 1 1.1 课题描述 ............................................................................................. 1 2 相关芯片及硬件电路设计 ...................... 1 2.1 CD4511芯片 ..................................................................................... 1 2.1.1 CD4511功能特性 .................................. 1 2.1.2 CD4511的各引脚介绍 ............................ 1 2.1.3 CD4511芯片应用 ................................. 3 2.2 CD4553芯片 ..................................................................................... 4 2.2.1 CD4553功能特性 ................................. 4 2.2.2 CD4553各引脚介绍 ................................ 4 2.2.3 CD4553的相关应用 ................................ 7 2.3 CD40106芯片 ................................................................................... 7 2.3.1 CD40106的功能特性 .............................. 7 2.3.2 CD40106的各引脚介绍 ............................ 7 2.4 速度检测电路 ..................................................................................... 8 2.5计数译码及显示电路 ......................................................................... 9 2.6 时基闸门发生器 ................................................................................. 9 2.7 摩托车电子速度表设计 ................................................................... 10 总 结 ....................................... 11 致 谢 ................................................................................................... 12 参考文献 ...................................... 13 1 绪论 1.1 课题描述 如今，随着科学技术的发展，电子技术在日常生活和社会生活中已得到了广泛的应用。特别是微电子技术的飞跃发展，更为设计、直观和性能优越、功能全的装置创造了良好的条件。可以说，电子技术的应用水平是现代化进程的一个重要标准。 目前，数字电子技术已经广泛地应用于计算机、电子测量仪表、通信等各个领域。 例如在现代测量技术中，数字测量仪表不仅比模拟仪表精度高，而且容易实现测量的自动化和智能化。随着科学技术的迅速发展，要求我们理论联系实际，电子技术课程设计的进行使我们有一个难得的机会，通过它可以得到更好的锻炼。社会的发展,尤其是摩托车行业发展的需求,对于产品的品质和性能有了更高的要求:如何有效地测试,控制摩托车的速度成为进一步提升摩托车的品质和性能的关键:在日常生活中我们可以发现摩托车已经成为人们必不可少的工具，所以摩托车速度表的设计可以给人们带来更多的方便和安全。 2 相关芯片及硬件电路设计 2.1 CD4511芯片 2.1.1 CD4511功能特性 CD4511是七段译码十六进制锁存译码驱动芯片。译码、驱动芯片由译码器和输出缓冲器构成，输出电流最大值可达25m。它能将四位二进制数编码转换为七段LED显示器的字段码，同时具有所存和驱动能力。 2.1.2 CD4511的各引脚介绍 CD4511引脚图和功能如下: CD4511引脚图 CD4511真值表 各引脚的名称: 其中7、1、2、6分别表示、B、C、D; 5、4、3分别表示LE、BI、LT; 13、12、11、10、9、15、14分别表示 、b、c、d、e、、g。 左边的引脚表示输入，右边表示输出，还有两个引脚8、16分别表示的是VDD、VSS。 各引脚功能: BI:4脚是消隐输入控制端，当BI=0 时，不管其它输入端状态是怎么样的，七段数码管都会处于消隐也就是不显示的状态。 LE:锁定控制端，当LE=0时，允许译码输出。 LE=1时译码器是锁定保持状态，译码器输出被保持在LE=0时的数值。 LT:3脚是测试信号的输入端，当BI=1，LT=0 时，译码输出全为1，不管输入 DCB 状态如何，七段均发亮全部显示。它主要用来检测数7段码管是否有物理损坏。 1、2、3、4、为8421BCD码输入端。 、b、c、d、e、、g:为译码输出端，输出为高电平1有效。 CD4511的里面有上拉电阻，可直接或者接一个电阻与七段数码管，其真值表如下: 2.1.3 CD4511芯片应用 CD4511应用电路 用CD4511实现LED与单片机的并行接口方法如下图: 用CD4511实现LED与单片机的并行接口 2.2 CD4553芯片 2.2.1 CD4553功能特性 集成电路CD4553是三位二—十进制(BCD)码计数器，它只有一组BCD码输出端Q0—Q3，但是通过分时控制，可形成三位十进制数字显示，不仅节省了译码器，也是电路结构简化。它的工作频率高达7MHz,而且具有所存功能，适合于多为计数器使用。只有1个输出端，要完成3位输出，采用扫描输出方式，通过它的选通脉冲信号，依次控制3位十进制的输出，从而实现扫描显示方式。 2.2.2 CD4553各引脚介绍 CD4553的引脚图和功能如下: CD4553引脚图 其内部框图和功能表如下 CD4553内部框图 CD4553功能表如下 CD4553功能表 CD4553 引脚功能: CLOCK:计数脉冲输入端，下降沿有效。 CI、CIB:内部振荡器的外界电容端子。 MR:计数器清零(只清计数器部分)，高电平有效。 :锁定允许。当该端为低电平时，3组计数器的内容分别进入3组锁存器，当该端为LE 高电平时，锁存器锁定，计数器的值不能进入。 DIS:该端接地时，计数脉冲才能进行计数。 DS1、DS2、DS3:位选通扫描信号的输出，这3端能循环地输出低电平，供显示器作为位通控制。 Q0、Q1、Q2、Q3:BCD码输出端，它能分时轮流输出3组锁存器的BCD码。 CD4553内部虽然有3组BCD码计数器(计数最大值为999)，但BCD的输出端却只有一组Q0,Q3通过内部的多路转换开关能分时输出个、十、百位的BCD码，相应地，也输出3位位选通信号。例如:当Q0,Q3输出个位的BCD码时，DS1端输出低电平;当Q0,Q3输出十位的BCD码时，DS2端输出低电平;当Q0,Q3输出百位的BCD码时，DS3端输出低电平时，周而复始、循环不止。 2.2.3 CD4553的相关应用 6位数字显示电路 2.3 CD40106芯片 2.3.1 CD40106的功能特性 CD40106由六个施器电路组成。每个电路均为在两输入端具有斯密 特触发器功能的反相器。触发器在信号的上升和下降沿的不同点开、关。上升电压(V T+)和下降电压(V T-) 之差定义为滞后电压。 2.3.2 CD40106的各引脚介绍 CD40106的引脚图和功能如下: CD40106引脚图 CD40106的引脚功能: 2 4 6 8 10 12 数据输出端 1 3 5 9 11 13 数据输入端 14 电源正 7 接地 其内部图如下 CD40106内部框图 2.4 速度检测电路 速度检测电路采用红外光电传感器，它由一对红外发射管及接受管组成，红外发射管及接受管分别固定在摩托车前轮两侧，当车轮转动时，车轮上的辐条因当光而使红外 接受管可以在车轮旋转一周内产生多个脉冲，脉冲数的多少取决于辐条的数量。该脉冲信号经IC1的触发器6整形后被送入IC2计数。 2.5计数译码及显示电路 计数译码显示器主要由3位计数器IC2组成，它们以同步方式级联，与内部的锁存器和转换器配合，由IC2的四个输出端提供与分时同步输出的控制信号，形成动态扫描方式，驱动显示器工作。IC2的LE端为锁存控制端，低电平送数，高电平所存。R端为复位控制端，高电平复位。IC3为BCD-七段译码/驱动器，它与3位共阴极数码管构成译码显示电路。 2.6 时基闸门发生器 时基闸门发生器有两个作用，一是给IC2建立一个合适的清零周期，也就是闸门时间，以便不断获得采样的速度值。另一个作用是使IC2适时的锁存与送数，以便在IC2复位计数器期间将原来的速度只保存。电路的时基信号由IC1的触发器1与R3、C1组成的多谐振荡器产生，触发器2为缓冲级，C2、R4构成微分信号，经触发器3整形后作为锁存信号，使IC2将所计数值锁存。触发器4，5及C3、R5构成复位脉冲，使IC2复 位。 时基闸门的频率推导过程如下: 设t时间来了p个脉冲信号。则走过的距离为 PπD/N 即每秒走过的距离为 PπD/Nt (米/秒) 折算为速度有 V=P(πD/Nt)(h/k) 其中 h=3600s k=1000m 当 πDh/Ntk=1 时，有P=V(即计数值代表速度) 时基闸门频率用 =1/t=Nk/Dπh 注:D——车轮的直径(m) N____辐条数 2.7 摩托车电子速度表设计 摩托车电子速度表 上图为摩托车电子速度表的电路。整个电路由速度检测电路、计数译码及显示电路何时基闸门发生器三部分组成。 总 结 经过近多日的努力，终于将本次课程设计做完了，但由于水平有限，文中肯定有很多不恰当的地方，请老师指出其中的错误和不当之处，使我能做出改正，我会虚心接受。在本次课程设计过程中，我增强了自己的动手能力和能力。通过跟老师和同学的交流，也通过自己的努力，我按时完成了这次课程设计。在此过程中，熟悉了CD4511和CD4553芯片的逻辑功能，了解了摩托车电子速度表的工作原理，学会了如何查找资料也看到了很多自己的不足之处。在以后的学习生活中，我会努力学习专业知识，完善自我，为将来的发展做好充分的准备。 总之，在这次课程设计中，我受益匪浅，学到了很多书本上所没有的东西，懂得了理论和实际联系的重要性。在以后的学习中，我不仅要把理论知识掌握牢固，更要提高自己的动手能力和分析能力。 致 谢 通过一周的努力，终于将数电课程设计完成了，在完成课程设计的这一周中，李如昌老师给予了我很大的帮助。他不仅是指导我完成了设计，还教会了我做设计的一般步骤、设计思想和设计方法。当我对此课程设计无从下手的时候，李老师专心地为我讲解，为我解决了很多实际存在的困难和问题。他利用课余时间专程赶来为我们梳理流程，讲解原理，使我对此次的课程设计能圆满完成增添了很多信心，真正的从心理和解决实际问题上为我树立了很好的榜样，我为能有这样的好老师而感觉到骄傲，每每对课程设计的撰写产生疑问时，他为我提纲挈领、梳理脉络，使我确立了本文的框架。在此我衷心的感谢一直不辞辛劳、认真负责为我指明方向的李如昌老师，也要感谢教会我知识的学校为我们提供学习场所和优秀的教职工。通过这次的课程设计，不仅使我学到了很多专业方面的知识，也让我明白了不畏困难、勇于攀登艰难的重要性，这对我未来的学习和生活产生很大的影响。 在此，再次感谢我的学校和李老师。 参考文献 [1] 数字电子技术基础简明教程(第三版) 清华大学电子学教研组编 余孟尝 主编 高等教育出版社 北京 [2] 模拟电子技术基础简明教程 (第三版) 清华大学电子学教研组编 杨树行 主编 高等教育出版社 北京 [3] 电子技术基础 数字部分(第四版) 华中理工大学电子学教研室编 康华光 主编 高等教育出版社 北京 [4] 电子技术基础 模拟部分(第四版) 华中理工大学电子教研室编 康华光 主编 高等教育出版社 北京 [5] 数字集成电路应用300例 人民邮电出版社 黄继昌 主编