转速测量显示逻辑电路设计

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1、电子技术课程设计报告设计课题：转速测量显示逻辑电路设计专业班级：_______电082_______学生姓名：______________学生学号：______指导老师：______戴伟_______成绩：__________________一设计任务与要求1、对电机转速进行测量，并数字显示，采样单位为每秒几转。转速显示范围为0~999转/分。电机转速一般每秒不超过100转，采用2位十进制已经足够（既2个数码管），但是考虑到此电路有其他用途，可采用四位数码管，最大可以计数4位十进制，同时可以升级为频率计使用。2、时间显示0~60秒。3、转速显示为前一分钟的测量结果

2、，并保持显示一定时间，然后重复测量。4、转速测量误差每秒不超过一圈，内部时钟稳定度每天不超一秒。5、电路原理要求简单，便于制作调试，元件成本低廉易购。二设计方案与论证根据题目要求，转速显示逻辑电路主要包括：光电传感器采集，放大整形电路，脉冲计数电路，显示电路，秒基准信号发生器，延时电路，门控电路，闸门电路。系统框图如下图。一、转速检测模块转速检测模块用来测量转轴在一分钟内所转的圈数。可以用霍耳传感器或光电传感器对圈数进行计数。光电测速是在转轴上安装一个转盘，在转盘上打个小孔，把光源安装在转盘一侧，把光电三极管安装在转盘的另一侧。这样通过光电三极管可以间断的接受到光

3、，使三极管导通，产生脉冲。通过对脉冲的计数，实现对圈数的测量。该方案也适合用于精度较高的场合。孔数越多，精度越高。可用光敏三极管对光源进行检测，把发光二极管放在转盘的另一边，在转盘的相应位置开个小孔。当转盘转过一圈，光敏三极管导通一次，产生一个脉冲。在把脉冲经两个施密特电路，转化成标准的正脉冲，以便计数器进行计数。转速脉冲波形整形电路：波形整形过程：二、计时模块实现转速测量的另一必备环节是时基电路。通常采用石英晶体振荡器来作为标准时基信号，频率准确、稳定，在时间要求不严格的场合，也可以采用555振荡器产生。本设计中，时钟主要是周期为一秒的秒脉冲，通过计时电路产生一

4、分钟计时。石英晶体振荡器电路为获得较稳定的时基信号，以控制主控门的开启时间，采用石英晶体32768Hz，经分频器，变成1Hz的标准秒信号。555振荡器电路555振荡器波形秒显示单元电路：为了在数码管上显示0~60秒。采用计数器芯片组成60进制计数器，产生60s的控制信号，该信号触发控制电路工作。并用译码锁存芯片把BCD码译为七段码。而后经电阻送到数码管显示。考虑这里供电为5v电源，数码管在10mA就可以被点亮，所以这里的限流电阻用470Ω。典型显示电路三、转速测量和显示模块转速测量显示控制电路可分两种：一种是显示前1分钟的测量结果，该电路需要寄存显示。另一种是显示

5、计数过程，到时间后将累计值保持一段时间，而后重复地计数显示，课题采用第一种方案。脉冲计数单元电路设计由于测速范围为0~999r/min，计数器可以采用四块十进制计数器组成。显示单元电路的设计采用四块锁存/七段译码器和四只。共阴极数码管。四、控制模块利用所获得的时基信号去触发控制电路，进而得到一定宽度的闸门信号，用它去控制主控门的开门时间即采样时间。在采样时间内，主控门允许被测光电信号通往计数器计数。控制电路的另一作用是在每次采样后，封锁主控门和时基信号输入，使计数器显示的数字停留一段时间，以便观察和记录。当上一分钟测得数据进入显示器，再对计数器清零。总之，控制电路

6、的任务就是打开主控门计数，关上主控门显示，然后清零，此过程不断重复进行。延时电路设计当时间到了60秒，转速显示在数码管上，延时一段时间，再清零计数器。通常可以采用555定时器或者74121（74123）构成单稳态电路进行延时。单稳延时波形555定时器组成单稳态电路进行延时选用555定时器组成单稳态电路进行延时。延时1.1ms，但为了使脉冲到来时不马上执行动作，在后面加了一个异或门来达到效果。555单稳态电路中R选用1KΩ，电容C选用1uF。74LS160十进制同步计数器74LS48译码器74ls48引脚功能表—七段译码驱动器功能表十进数或功能输入BI/RBO输出备

7、注LTRBIDCBAabcdefg0HH0000H111111011Hx0001H01100002Hx0010H11011013Hx0011H11110014Hx0100H01100115Hx0101H10110116Hx0110H00111117Hx0111H11100008Hx1000H11111119Hx1001H111001110Hx1010H000110111Hx1011H001100112Hx1100H010001113Hx1101H100101114Hx1110H000111115Hx1111H0000000BIxxxxxxL00000002RBIH

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