自行车里程表数电实验 (3).pdf

《自行车里程表数电实验详解》 自行车里程表的数字电子设计是一门融合了物理、电子和计算机技术的综合实践课程。在这个实验中，学生需要设计并制作一个能够根据车轮参数记录行驶里程的简易里程表。这个里程表不仅需要具备可调性，以适应不同类型的自行车，还要求结构简单、成本低廉且易于制作。 实验的核心在于通过红外光电传感器捕捉车轮转动的信息，转化为可计数的脉冲信号。传感器每检测到一根辐条通过，就意味着车轮前进了一段距离。设计者需要计算出每走0.1公里需要多少根辐条通过传感器，然后利用计数器记录这一数值。例如，如果车轮周长是特定长度，且一周有28根辐条，那么可以通过数学公式计算出每0.1公里的计数值。这个计数值将被送入一个多位十进制计数器，最终由数码管显示出来。 实验设计包括四个关键部分：红外传感器及脉冲整形电路、轮辐计数电路、0.1公里计数电路和数码管显示电路。脉冲整形电路通常采用施密特触发器，如CD40106，将不规则的脉冲转换为稳定的方波。轮辐计数电路，如CD4518，用于记录每圈的轮辐数。0.1公里计数电路，如CD4553，负责积累一定数量的轮辐脉冲并进行进位，同时清零重新开始计数。数码管显示电路，如CD4543，驱动共阴极数码管显示当前的里程数。 此外，实验设计者还需要考虑一些附加功能，比如节能模式和显示清零。这些功能可以通过额外的电路设计来实现，以提高设备的实用性和用户友好性。在选择元件时，应优先考虑实验室现有的组件，如CD40106、CD4518、74LS21等，若无则需自行解决。 实验过程中，还需要制作一个模拟测试模型，以验证设计的准确性和可靠性。这包括实际的车轮转动测试，确保传感器能准确捕捉到每根辐条的通过，计数器能正确计算，以及数码管能清晰显示里程。 自行车里程表数电实验是一个集理论与实践于一体的项目，它要求学生掌握数字电子技术的基本原理，运用逻辑门、计数器、触发器等元件，结合实际问题进行创新设计，同时也锻炼了他们的动手能力和问题解决能力。通过这个实验，学生不仅可以深化对数字电子技术的理解，还能培养工程实践中所需的计算、设计和调试技能。