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文檔簡介
1、<p> 目錄 CONTENT</p><p> 1. 緒論……………………………………………………………………3</p><p> 2.設(shè)計(jì)目的及要求………………………………………………………3</p><p> 3.課程設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容……………………………………………………4</p><p> 1)實(shí)驗(yàn)原理………………
2、………………………………4-5</p><p> 2)元器件及電路介紹……………………………………5-10</p><p> 4.設(shè)計(jì)總結(jié)……………………………………………………………10-11</p><p><b> 5.附錄</b></p><p> 參考文獻(xiàn)…………………………………………………………11
3、-12</p><p> 實(shí)驗(yàn)電路圖………………………………………………………13</p><p><b> 緒 論</b></p><p> 隨著時(shí)代的進(jìn)步,自行車似乎已經(jīng)逐漸淡化出了人們的視角。當(dāng)你每天風(fēng)塵仆仆的擠上擁擠的公交車的時(shí)候,你是否想過了自行車的舒適?當(dāng)你愜意的坐在小汽車?yán)锩娴臅r(shí)候,你是否想過久違了的樸素?當(dāng)你重新將目光聚
4、焦在自行車上面的時(shí)候,你可知道自行車給人類的歷史進(jìn)步做出了多大的貢獻(xiàn)?</p><p> 陽光明媚,再次騎上自行車外出的時(shí)候,如果忘記帶了手表,你是否急切想知道自己究竟騎了多遠(yuǎn)?你也許說不清,至少是說不準(zhǔn)的。那么就讓我們一起來設(shè)計(jì)一個(gè)可以測量自行車轉(zhuǎn)程的電路吧??萍几淖兩睿萍嫉牧α亢軅ゴ?。</p><p> 試想一下,如果我們通過一個(gè)特殊的距離檢測機(jī)構(gòu),將行走的距離機(jī)械的記錄下來,
5、再通過一個(gè)計(jì)數(shù)的部分來實(shí)現(xiàn)簡單的記錄,我們就可以通過簡單的規(guī)則讀出所走過的路程了,是不是很神奇?就讓我們開啟這一神奇的電子之旅吧。</p><p><b> 2.設(shè)計(jì)目的及要求</b></p><p><b> 【一】.設(shè)計(jì)目的</b></p><p> 本實(shí)驗(yàn)是一個(gè)獨(dú)立的小型課程設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。主要步驟包括:根據(jù)給出的
6、問題,設(shè)計(jì)解決問題的電路,通過理論計(jì)算,選擇合適的元器件,進(jìn)行電路搭建和調(diào)測,寫出設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告。</p><p> 通過設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn),啟發(fā)學(xué)生的思維,激發(fā)學(xué)生進(jìn)行電子設(shè)計(jì)的興趣,檢驗(yàn)學(xué)生的獨(dú)立實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?lt;/p><p><b> 【二】.設(shè)計(jì)要求</b></p><p> 設(shè)計(jì)一個(gè)以100m為單位的有兩位計(jì)數(shù)單元的自行車轉(zhuǎn)程表。(自行車的
7、車輪半徑為32cm)</p><p> 計(jì)數(shù)器的進(jìn)制搭接處理</p><p> 譯碼、顯示電路的設(shè)計(jì)</p><p><b> 時(shí)序電路的設(shè)計(jì)</b></p><p><b> 繪制面向應(yīng)用的電路</b></p><p><b> 直流供電電路的設(shè)計(jì)<
8、;/b></p><p> 元器件參數(shù)設(shè)計(jì)及選擇</p><p> 3.課程設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容</p><p><b> 1)實(shí)驗(yàn)原理</b></p><p> 通過分析,要實(shí)現(xiàn)計(jì)程,電路必須包括距離檢測部分及計(jì)數(shù)部分,其大致設(shè)計(jì)框架如下所示。</p><p> 由上述設(shè)計(jì)框架,通過分析
9、,我們不難得到該自行車轉(zhuǎn)程計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)框圖如下所示。</p><p> 通過傳感器(此處選用磁傳感器——霍爾集成塊),將磁信號轉(zhuǎn)化為電信號。當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動一圈的時(shí)候,磁傳感器輸出兩個(gè)磁脈沖。磁傳感器輸出的次脈沖數(shù)N為:(100/D)×2,為了以100m為計(jì)程單位進(jìn)行計(jì)數(shù),需用一個(gè)1/N分頻電路對磁脈沖進(jìn)行分頻。分頻器輸出n個(gè)磁脈沖,就會輸出一個(gè)路程脈沖。通過計(jì)算路程脈沖的個(gè)數(shù),從而可以得到自行車行走的距離
10、。</p><p> 2)元器件及電路介紹</p><p><b> 距離檢測機(jī)構(gòu)</b></p><p> 檢測就是用傳感器測量出轉(zhuǎn)動圈數(shù)。再將圈數(shù)換算成距離。傳感器可選用霍爾集成塊,它是一個(gè)磁傳感器,是霍爾元件和放大用集成電路一體化的組合件,其功能是把磁信號變換成電信號。將永久磁鐵安裝在車輪上,霍爾集成塊固定在距永久磁鐵5 mm左右的
11、適當(dāng)位置時(shí),可檢測出車輪轉(zhuǎn)動圈數(shù)并輸出檢測出的脈沖。為提高準(zhǔn)確度,可在車輪上安裝兩塊永久磁鐵。這樣,當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動一圈時(shí),磁傳感器輸出兩個(gè)磁脈沖。</p><p> 把圈數(shù)換算成距離用公式D=2 πr就可以完成。設(shè)車輪半徑r=32 cm,則車輪轉(zhuǎn)一圈行過的距離為D=2×3.14×26≈201 cm。據(jù)設(shè)計(jì)要求以100 m為計(jì)程單位,則自行車行過一個(gè)計(jì)程單位即.100 m時(shí),磁傳感器輸出的磁脈沖數(shù)
12、N為</p><p> N=(100/1.63)×2≈100</p><p> 為實(shí)現(xiàn)以100 m為計(jì)程單位進(jìn)行計(jì)數(shù),需用一個(gè)l/100的分頻忠路對磁脈沖進(jìn)行分頻,即分頻器輸入100個(gè)磁脈沖,輸出1個(gè)路程脈沖。通過累計(jì)路程脈沖的個(gè)數(shù),就可以換算出自行車行過的距離。下面介紹l/100分頻電路。 </p><p> ?。ㄌ崾荆?選用12級二進(jìn)制計(jì)數(shù)器404
13、0與8輸入與非門組成分頻器。4040內(nèi)部是由12級CMOS D觸發(fā)器串聯(lián)組成,12級的最大分頻數(shù)為1/212=1/4 096。12位的輸出端分別為Q1,Q2,…Q12,因此各輸出端的分頻數(shù)分別為1/21,1/22,…,l/212。把二進(jìn)制計(jì)數(shù)器作成l/N的分頻器,也就是計(jì)滿N個(gè)脈沖輸出一個(gè)脈沖,該脈沖還要把各級計(jì)數(shù)器再次清零,以便重新計(jì)數(shù),這里N=100。</p><p> 從計(jì)數(shù)器的輸出端Q1~Q12,用40
14、68與非門電路檢測出時(shí)鐘數(shù)N,,100對應(yīng)的Q值是Q1=20=1,Q2=21=2, Q6=25=32,Q7=26=64,當(dāng)這些輸出端皆為高電平時(shí),即1+2+32+64=100時(shí),本級輸出一個(gè)脈沖,同時(shí)使CD4040自身復(fù)位,也可以按下開關(guān)S2進(jìn)行手動復(fù)位。</p><p> 圖1-1 4040真值表、管腳圖及1/N分頻器的波形圖</p><p><b> 脈沖計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu) &
15、lt;/b></p><p> 計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)由BCD計(jì)數(shù)器4518、BCD七段譯碼器/驅(qū)動器45ll及七段LED數(shù)碼顯示器組成。4518雙BCD加法計(jì)數(shù)器由兩個(gè)具有時(shí)鐘功能的BCD加計(jì)數(shù)器電路組成,管腳圖如圖3-32所示。計(jì)數(shù)器由D型觸發(fā)器組成,當(dāng)4518的Resert 端為高電平或加正脈沖時(shí),輸出端Q1-Q2都為低電平L,是復(fù)位狀態(tài)。Resert端為L且時(shí)鐘使能端為H時(shí),用時(shí)鐘CP上升沿就可順次計(jì)數(shù)了,當(dāng)時(shí)
16、鐘CP端固定為低電平且EN端作輸入時(shí),是脈沖的下降沿計(jì)數(shù)。其真值表如表1-3:</p><p> 表1-3 4518芯片真值表</p><p><b> 數(shù)字顯示電路 </b></p><p> 4511是BCD七段鎖存器/譯碼器/驅(qū)動器,其功能是將BCD代碼轉(zhuǎn)換成七段輸出,能直接驅(qū)動共陰極七段LED數(shù)碼管 。其管腳圖如圖1-4所示。&
17、lt;/p><p> 圖1-4 4511及4518的管腳圖</p><p> 將BL輸入置于低電平,就可使輸出與其它輸入無關(guān),使a-g各段全滅。當(dāng)LT輸入低電平時(shí),a-g各段都亮,顯示“8”字,可校對LED有無異常。當(dāng)LE輸入為高電平H時(shí),將保持并記憶以前輸入的代碼。其真值表見表1-5。</p><p> 表1-5 4511真值表</p><
18、;p> 七段LED數(shù)碼管是指由圖3-33那樣的7個(gè)段a,b,……,g組成顯示數(shù)字的器件。LED的連接方法分為共陰極和共陽極兩種。BCD碼7段譯碼器也有相對應(yīng)的兩種產(chǎn)品。上面的4511BCD譯碼器是對應(yīng)于共陰極數(shù)碼管的,因此這里只介紹共陰極數(shù)碼管的構(gòu)成及圖形(如圖1-6)。</p><p> 圖1-6 共陰極7段LED數(shù)碼管的構(gòu)成</p><p><b> 4.設(shè)計(jì)總
19、結(jié)</b></p><p> 短短的兩周為自己的課程設(shè)計(jì)畫上了一個(gè)完美的圓圈,將近半個(gè)月的時(shí)間說長也不長,說短也不短,為了自己的課程設(shè)計(jì),每天都很忙,每天都在思考如何能夠更好的設(shè)計(jì)電路。而此次課程設(shè)計(jì)使我進(jìn)一步理解了教材的內(nèi)容,鞏固了基本概念,更熟練的應(yīng)用了相關(guān)的知識(比如計(jì)數(shù)器,譯碼器),同時(shí)也學(xué)到了新的知識,新的思維方法,受益匪淺(比如霍爾元件)。</p><p> 通
20、過這次課程設(shè)計(jì)使我們懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的,只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,只有把所學(xué)的理論知識與實(shí)踐相結(jié)合起來,從理論中得出結(jié)論,才能真正為社會服務(wù),從而提高自己的實(shí)際動手能力和獨(dú)立思考的能力。</p><p> 第一次做課程設(shè)計(jì),新鮮感有,陌生感更有,第一次獨(dú)自面對這樣一個(gè)課題,確實(shí)具有很大的挑戰(zhàn)性,壓力自然會有。同時(shí)也更加體會到了那些做研究搞學(xué)問的教授的不易。通過這次課程設(shè)計(jì),不僅學(xué)會了簡簡單單的自行
21、車轉(zhuǎn)程計(jì)數(shù)電路設(shè)計(jì),更加學(xué)會了一種研究方法,而且個(gè)人認(rèn)為這樣的課程設(shè)計(jì)對學(xué)習(xí)理論知識很有幫助。</p><p> 通過這次課程設(shè)計(jì),我把前面所學(xué)過的知識又重新溫故了一遍。所以,我要更加努力,爭取把這些問題解決掉。在以后的學(xué)習(xí)上,我會有針對性的去做題,不留疑點(diǎn)。在以后的練習(xí)中,我會努力的去把握重點(diǎn),突破難點(diǎn),掌握典型例題,掌握解題的思路、技巧和方法,不斷提高我的答題速度和正確性。</p><p
22、> 在課程設(shè)計(jì)過程中,收獲知識,提高能力的同時(shí),我也學(xué)到了很多人生的哲理,懂得怎么樣去制定計(jì)劃,怎么樣去實(shí)現(xiàn)這個(gè)計(jì)劃,并掌握了在執(zhí)行過程中怎么樣去克服心理上的不良情緒。</p><p><b> 附錄一</b></p><p><b> 參考文獻(xiàn)</b></p><p> 秦曾煌.電工學(xué)(下冊)(第六版).北
23、京:高等教育出版社,1988</p><p> 清華大學(xué)電子學(xué)教研組編,童詩白主編。模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)。第二版. 北京:高等教育出版社,1988</p><p> 華中工學(xué)院電子學(xué)教研室編,康華光主編.電子技術(shù)基礎(chǔ):模擬電子技術(shù). 第三版. 北京:高等教育出版社,1988</p><p> 華中工學(xué)院電子學(xué)教研室編,康華光主編.電子技術(shù)基礎(chǔ):數(shù)字電子技術(shù). 第三
24、版. 北京:高等教育出版社,1988</p><p> 清華大學(xué)電子學(xué)教研室編,閻石主編.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ).第三版北京:高等教育出版社,1989</p><p> 湖南大學(xué)電子學(xué)教研室編,彭介華主編.智能數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ).長沙:湖南大學(xué)出版社,1988</p><p> 浙江大學(xué)電子學(xué)教研室編,鄭家龍主編.模擬集成電子技術(shù)教程. 北京:高等教育出版社,1994
25、</p><p> 實(shí)用電子電路手冊(模擬電路分冊)編寫組編,孫肖子主編.實(shí)用電子電路手冊:模擬電路分冊.北京:高等教育出版社,1994</p><p> 實(shí)用電子電路手冊(數(shù)字電路分冊)編寫組編,孫肖子主編.實(shí)用電子電路手冊:數(shù)字電路分冊.北京:高等教育出版社,1994</p><p> 電子工程手冊編委會,集成電路手冊分編委會.標(biāo)準(zhǔn)集成電路數(shù)據(jù)手冊:TTL
26、電路.北京:電子工業(yè)出版社,1991</p><p> 電子工程手冊編委會,集成電路手冊分編委會.標(biāo)準(zhǔn)集成電路數(shù)據(jù)手冊:運(yùn)算放大電路.北京:電子工業(yè)出版社,1991</p><p> 電子工程手冊編委會,集成電路手冊分編委會.標(biāo)準(zhǔn)集成電路數(shù)據(jù)手冊:PAL電路.北京:電子工業(yè)出版社,1991</p><p> 電子工程手冊編委會,集成電路手冊分編委會.標(biāo)準(zhǔn)集成電
27、路數(shù)據(jù)手冊:CMOS電路.北京:電子工業(yè)出版社,1991</p><p> 電子工程手冊編委會,集成電路手冊分編委會.標(biāo)準(zhǔn)集成電路數(shù)據(jù)手冊:HCMOS電路.北京:電子工業(yè)出版社,1991</p><p> 電子工程手冊編委會,集成電路手冊分編委會.標(biāo)準(zhǔn)集成電路數(shù)據(jù)手冊:TTL CMOS電路.北京:電子工業(yè)出版社,1991</p><p> 何利民主編.單片機(jī)應(yīng)
28、用文集1.北京:北京航空航天大學(xué)出版社,1992</p><p> 何利民主編.單片機(jī)應(yīng)用文集2.北京:北京航空航天大學(xué)出版社,1992</p><p> 華中工學(xué)院電子學(xué)教研室編,康華光主編.電子技術(shù)基礎(chǔ):數(shù)字電子技術(shù). 第三版. 北京:高等教育出版社,1988</p><p> 《實(shí)用電子電路手冊(數(shù)字電路分冊)》編寫組編.實(shí)用電子電路手冊(數(shù)字電路分冊)
29、. 北京:高等教育出版社,1992</p><p> 《實(shí)用電子電路手冊(模擬電路分冊)》編寫組編.實(shí)用電子電路手冊(模擬電路分冊). 北京:高等教育出版社,1993</p><p> 電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書,</p><p><b> 電子技術(shù)教材書;</b></p><p> 電子技術(shù) 李良光 主編
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