電子技術(shù)應(yīng)用模課程設(shè)計(jì)-紅外線數(shù)字轉(zhuǎn)速表的設(shè)計(jì)

1、上饒職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子工程系課程設(shè)計(jì)課程名稱：電子技術(shù)應(yīng)用模題目名稱：紅外線數(shù)字轉(zhuǎn)速表的設(shè)計(jì)年 級(jí)： 學(xué)生專業(yè)：應(yīng)用電子技術(shù)學(xué)生學(xué)號(hào)： 指導(dǎo)教師： 學(xué)生姓名： 技術(shù)職稱：高級(jí)工程師2008年5月30日課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)1 課程名稱 電子技術(shù)應(yīng)用模擬2 課程性質(zhì) 必選專業(yè)課3 適用年級(jí) 06電子4 適用專業(yè) 應(yīng)用電子5 設(shè)計(jì)題目 紅外線數(shù)字轉(zhuǎn)速表的設(shè)計(jì)6 實(shí)驗(yàn)要求 選開(kāi)7 選題要求 最多組數(shù)3組 每組最多人數(shù)2人8 指導(dǎo)老師 吳國(guó)輝 職稱 高級(jí)工程師9 設(shè)計(jì)目的9.1 進(jìn)一步掌握摸擬電子技術(shù)，數(shù)字電子技術(shù)等課堂知識(shí)在本課程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用； 9.2 熟悉電路的設(shè)計(jì)過(guò)程及設(shè)計(jì)方法；9.3 掌握課程設(shè)計(jì)的基本

2、過(guò)程和課程設(shè)計(jì)報(bào)告的撰寫(xiě)方法。10 設(shè)計(jì)要求10.1 設(shè)計(jì)一個(gè)紅外線數(shù)字轉(zhuǎn)速表； 測(cè)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(shè)計(jì)的進(jìn)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(shè)計(jì)報(bào)告及實(shí)驗(yàn)樣品。12 參考書(shū)目12.1 黃定永 主編 電子線路實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 200512.2 高吉祥和全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)系列教程 北京 電子工業(yè)出200013 任務(wù)書(shū)下達(dá)時(shí)間 2008年04月28日課程設(shè)計(jì)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)（選開(kāi)實(shí)驗(yàn)）姓名: 年級(jí)： 專業(yè)：應(yīng)用電子技術(shù) 班級(jí)：電1 班 總分：考核項(xiàng)目平 時(shí) 成 績(jī)

3、設(shè) 計(jì) 報(bào) 告總成績(jī)考核內(nèi)容態(tài)度、紀(jì)律（20%）設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)寫(xiě)和水平（80%）考核環(huán)節(jié)團(tuán)結(jié)協(xié)作有鉆研精神愛(ài)護(hù)公物文明衛(wèi)生遵守紀(jì)律和制度摘要符合要求、語(yǔ)句通順、內(nèi)容充實(shí)、圖表和曲線清晰符合規(guī)范、文字規(guī)范。方案選擇、論證、設(shè)計(jì)、計(jì)算正確。分值66880100評(píng)分評(píng)分教師： 評(píng)分時(shí)間： 年月 日課程設(shè)計(jì)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)（選開(kāi)實(shí)驗(yàn)）姓名: 年級(jí)： 專業(yè)：應(yīng)用電子技術(shù) 班級(jí)：電1 班 總分：考核項(xiàng)目平 時(shí) 成 績(jī)?cè)O(shè) 計(jì) 報(bào) 告總成績(jī)考核內(nèi)容態(tài)度、紀(jì)律（20%）設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)寫(xiě)和水平（80%）考核環(huán)節(jié)團(tuán)結(jié)協(xié)作有鉆研精神愛(ài)護(hù)公物文明衛(wèi)生遵守紀(jì)律和制度摘要符合要求、語(yǔ)句通順、內(nèi)容充實(shí)、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(shè)計(jì)、計(jì)算正確。分值66880100評(píng)分評(píng)分教師： 評(píng)分時(shí)間： 年月 日課程設(shè)計(jì)報(bào)告年級(jí)06級(jí) 專業(yè)應(yīng)用電子技術(shù) 班級(jí)1班 姓名江國(guó)軍 許莉娟指導(dǎo)老師 吳國(guó)輝 職稱 高級(jí)工程師課程名稱 電子技術(shù)應(yīng)用模擬課程性質(zhì)必選專業(yè)課設(shè)計(jì)項(xiàng)目 紅外線數(shù)字轉(zhuǎn)速表的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)要求 選開(kāi)1 設(shè)計(jì)目的1.1 進(jìn)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(shí)在本課程設(shè)計(jì)用； 1.2 熟悉電路的設(shè)計(jì)過(guò)程及設(shè)計(jì)方法；1.3 掌握課程設(shè)計(jì)的基本過(guò)程和課程設(shè)計(jì)報(bào)告的撰寫(xiě)方法。2 設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì)一個(gè)紅外線數(shù)字轉(zhuǎn)速表；2.2 測(cè)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(shè)計(jì)的進(jìn)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(shè)計(jì)報(bào)告及實(shí)驗(yàn)樣品。紅外線數(shù)字轉(zhuǎn)速表的設(shè)計(jì)摘要 紅外線數(shù)字轉(zhuǎn)速表是一種代替機(jī)械轉(zhuǎn)速表、用來(lái)測(cè)量轉(zhuǎn)動(dòng)速率的計(jì)量?jī)x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(gè)頻率計(jì)，可用一只頻率計(jì)先測(cè)出某一信號(hào)的頻率，然后用此頻率計(jì)測(cè)量該信號(hào)的頻率，調(diào)節(jié)電位器使被測(cè)信號(hào)頻率與標(biāo)準(zhǔn)頻率計(jì)所測(cè)頻率數(shù)一致。若找不到標(biāo)準(zhǔn)頻率計(jì)可采用交流電源變壓器。紅外數(shù)字轉(zhuǎn)速表可由頻率計(jì)，秒脈沖電路以及計(jì)數(shù)控制門(mén)等組成。關(guān)鍵字 計(jì)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(cè)物體的兩邊，發(fā)光管射出的光線直接照射到受光管上。當(dāng)被測(cè)物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，阻擋光線，產(chǎn)生計(jì)數(shù)信號(hào)。這種探頭經(jīng)常用于光電計(jì)數(shù)。反射式探頭發(fā)光管和受光管安裝在被測(cè)物體的同側(cè)，當(dāng)探頭接近物體時(shí)，接收到紅外線的脈沖信號(hào)，用它測(cè)量轉(zhuǎn)速比較方便。測(cè)量轉(zhuǎn)速的探頭根據(jù)測(cè)量距離可心采用透鏡系統(tǒng)；也可以不采用透鏡系統(tǒng)。當(dāng)被測(cè)物體距深頭15cm以內(nèi)時(shí)，無(wú)需采用透鏡。設(shè)計(jì)探頭時(shí)，可采用小功率發(fā)光管5GL和光敏受光管3DU5C。），這樣對(duì)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(dòng)物體上貼上一小片紅外線反射紙，這樣反射效果極好。有時(shí)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(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)物體轉(zhuǎn)到使反射紙恰好對(duì)著從發(fā)光管的紅外線時(shí)，接收管接收到光信號(hào)，從單位時(shí)間內(nèi)收到的光信號(hào)的次數(shù)便可測(cè)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(dòng)輸出端，和7段顯示器連接；R為清零端，R1時(shí)，計(jì)數(shù)器清零；CPu是加法計(jì)數(shù)器鐘，CPD是減法計(jì)數(shù)時(shí)鐘；QCO輸出進(jìn)位脈沖破，QBO輸出借位脈沖；TE為觸發(fā)器使能端，TE0時(shí)計(jì)數(shù)器工作，TE1時(shí)，計(jì)數(shù)器外于禁止?fàn)顟B(tài)（即不計(jì)數(shù)）；LE為鎖存控制端，LE1時(shí)，計(jì)數(shù)器鎖存。 CPU 預(yù) 計(jì)譯 驅(qū)a處 數(shù) 碼 動(dòng) ：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(mén)電路CD4011組成一個(gè)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(gè)振蕩器，用RP1來(lái)調(diào)節(jié)振蕩器的振蕩頻率；用D2、D3和C2、RP2組成別一個(gè)振蕩器，用RP2來(lái)調(diào)整它的振蕩脈寬。兩個(gè)振蕩器共用一個(gè)與非門(mén)D2，但工作互不影響。電路中，當(dāng)C2選用560pF時(shí)，C1選用三種不同的容量時(shí)，其振蕩頻率與脈寬見(jiàn)。 圖（3） 頻率和脈寬可獨(dú)立調(diào)整的脈沖信號(hào)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(jìn)位L×H×不變LHL進(jìn)位LHL不變LL××進(jìn)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(jiàn)光干擾系統(tǒng)可以設(shè)置振蕩器和波型變換電路，使發(fā)射的紅外線通

10、過(guò)脈沖功率放大和調(diào)制。當(dāng)受光管收到脈沖信號(hào)后，電路把調(diào)制發(fā)光管的脈沖信號(hào)和被受光管接收的脈沖信號(hào)選通出來(lái)。收到的光電信號(hào)，必須對(duì)調(diào)制脈沖實(shí)行解調(diào)，從中取得真正的轉(zhuǎn)速輸出信號(hào)，然后將解調(diào)的輸出信號(hào)送入計(jì)數(shù)控制門(mén)計(jì)數(shù)。秒脈沖電路可以得到1HZ的秒脈沖信號(hào)，通過(guò)1s的脈寬就是轉(zhuǎn)速表的取樣時(shí)間，也是計(jì)數(shù)控制門(mén)的輸入信號(hào)。為了在測(cè)量過(guò)程中只讓顯示數(shù)字在每次測(cè)量結(jié)束后自動(dòng)改變一次數(shù)據(jù)，要對(duì)計(jì)數(shù)顯示“鎖存”，所以電路需要一個(gè)延時(shí)鎖存信號(hào)；在計(jì)數(shù)器測(cè)量一次轉(zhuǎn)速后，使計(jì)數(shù)器自動(dòng)清零，故設(shè)置延時(shí)電路，以提供延時(shí)清零脈沖。計(jì)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(shí)1 顯

11、示計(jì)數(shù)、鎖存、譯碼延時(shí)2紅外線探頭及光電轉(zhuǎn)換電路 計(jì)數(shù)控制門(mén)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(shè)計(jì)圖該電路由三位數(shù)顯式計(jì)數(shù)器、門(mén)控脈沖發(fā)生器和速度檢測(cè)脈沖輸入電路組成。三位數(shù)字顯示式計(jì)數(shù)器由一只三位一十進(jìn)制計(jì)數(shù)集成電路CD4533和一只七段數(shù)碼譯碼驅(qū)動(dòng)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(jìn)制碼輸出端，但它有三個(gè)分時(shí)輸出控制端為：DS1、DS2和DS3.通過(guò)譯碼驅(qū)動(dòng)器和顯示器，顯示出三位十進(jìn)制數(shù)。CD4511是一只七段字形譯碼驅(qū)動(dòng)器，它能將輸入的二一進(jìn)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(lái)。當(dāng)轉(zhuǎn)

12、度檢測(cè)脈沖從它的輸入端12輸入時(shí)，就會(huì)通過(guò)內(nèi)部電路的計(jì)數(shù)、譯碼，由數(shù)碼管顯示出來(lái)，所顯示的數(shù)字即為被測(cè)轉(zhuǎn)度，它的最大計(jì)數(shù)與顯示數(shù)值為999.當(dāng)轉(zhuǎn)度檢測(cè)脈沖輸出電路由紅外管發(fā)射器和紅外接收一脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換器、脈沖整形電器組成。當(dāng)有輪輻從紅外接收管之間通過(guò)，發(fā)射光被遮斷一次，紅外接收管產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)，VT1將紅外接收管產(chǎn)生的脈沖信號(hào)加以放大后，由電極輸出，通過(guò)施密特觸發(fā)器D6整形后加至計(jì)數(shù)器的脈沖輸入端12.5 心得體會(huì)知識(shí)是一天一天積累起來(lái)的,通過(guò)本次的課程設(shè)計(jì)，這句話我確信了!首先非常感謝吳老師對(duì)我的指導(dǎo)，讓我懂得了理論和實(shí)踐結(jié)合的重要性，也就是動(dòng)腦也要?jiǎng)邮?只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所

13、學(xué)過(guò)的理論與實(shí)踐相結(jié)合，從理論中得出結(jié)論，從而提高自己的實(shí)踐能力和獨(dú)立思考能力。而且還在分析問(wèn)題能力、專業(yè)知識(shí)的正確運(yùn)用能力都有了明顯的改善。在學(xué)習(xí)過(guò)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(guò)李老師的指點(diǎn)，才恍然大悟，您的點(diǎn)撥，使我又對(duì)以前所學(xué)的知識(shí)有了鞏固，而且學(xué)到了很多書(shū)本上所學(xué)到過(guò)的知識(shí)。我希望在以后的學(xué)習(xí)過(guò)程中能有更多這樣的機(jī)會(huì)讓我們學(xué)習(xí)，再進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的能力，鍛煉對(duì)所學(xué)的知識(shí)有所發(fā)現(xiàn).課程設(shè)計(jì)是綜合性的運(yùn)用知識(shí)點(diǎn)，是應(yīng)用課程所學(xué)到的理論知識(shí)和技能，對(duì)較簡(jiǎn)單的工程實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行提出，分析，解決。課程設(shè)計(jì)是鍛煉我們實(shí)踐能力的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，培養(yǎng)了我們查閱技術(shù)文獻(xiàn)，資料，手冊(cè)進(jìn)行工程計(jì)算及編寫(xiě)技術(shù)件的能力。最后我感覺(jué)自己真的沒(méi)學(xué)到什么東西，我該認(rèn)真點(diǎn)了，致謝詞 許多天的課程設(shè)計(jì)，使得我們?cè)诟哳l這方面許多的理論知識(shí)和實(shí)踐都有了大的提高。在鞏固專業(yè)知識(shí)的同時(shí)，也對(duì)設(shè)計(jì)這方面產(chǎn)生了濃厚的興趣。在此，感謝我的導(dǎo)師吳國(guó)輝教授，他不但在學(xué)習(xí)上給予我耐心和細(xì)致的指導(dǎo)，在生活上給予我很