自行车里程表-数电实验.pdf资源-CSDN文库

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数字类：自行车里程表

一、课程设计要求

（一）设计任务

设计、制作一个根据车轮周长、辐条数等参数来记录行驶里程的简易里程表。

要求具有可调整的手段，以适应不同车型。

（二）参考设计方案

１、首先使用红外光电传感器对转动的车轮辐条进行测量，产生基本技术脉

冲。若以 0.1 公里作为里程表的计数单位，则需测量出车轮的周长、一周

有多少根辐条、没走 0.1 公里要有多少根辐条通过传感器。若将此计数值

转化为里程表的一个计数脉冲，提供给一个多位十进制里程计数器，则记

录分辨率就为 0.1 公里，最后由多位数码管显示出来。

２、框图：

二、设计方案及仿真

（一）实验初步设计

由题可知，该实验主要分为 4 个部分：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、数码管显示电路（包括译码驱动）。

首先要将红外传感器接收到的轮辐脉冲整形成为规则的方波，整形可以用

施密特触发器，当车的轮辐扫过红外传感器后，红外传感器将感应得到的脉冲

送到施密特触发器进行整形，然后接入设计的轮辐计数器中 ,后经过轮辐计数

器与 0.1 公里计数器完成计数，再由数码显示管显示里程。

根据提供的参考元件，初步确定了以下方案：

以 CD40106 为脉冲整形，若干 CD4518 作为轮辐计数器，CD4553 为三位十

进制计数器作为 0.1 公里计数电路，即从 00.0 计到 99.9，CD4543 作为 7 段共

阴数码管驱动芯片，LG5631AH 作为共阴数码显示管显示里程。

根据车轮半径以及车轮转动一周红外传感器感应到的辐条数，可以计算出

每走 0.1 公里要有多少根辐条通过传感器，从而确定进制及所需 CD4518 数量。

在我们的实验中按照车轮的辐条数 n=28,半径 D=49cm 计算。

车轮周长 C=πD=3.1415926×49cm=1.539m

设轮辐计数器为 N 进制，有 C/n×N=100m

解得： N=910

可得脉冲计数器为 910 进制，即每当传感器感应到 910 根辐条时系统应记

0.1 公里，计数器自动清零，周而复始从而达到计数的目的，CD4518 一片里面

有两个计数电路，共需三个计数电路即两片 CD4518。

（二）红外光电传感器及脉冲整形电路

1．设计要求：当轮辐扫过红外传感器后，接收到的脉冲信号通过施密特触

发器进行整形，得到标准的方波信号，再输入到轮辐计数器中。

2. 实现：输入脉冲由红外传感器提供，通过光偶的传递将信号输入到

CD40106 中进行整形得到规则的方波信号。

上图为红外光电传感器的输出脉冲

下图为经过施密特触发器整形过后的规则方波信号

3．芯片资料及部分电路

1）红外光电传感器由光耦合器发光二极管和光敏晶体管组成，其输出特

性与晶体管相似，但其电流传输比 I

C

/I

D

比晶体管的电流放大倍数β小得

多，一般只有 0.1~0.3，响应时间一般约为 10μs。

2）CD40106 芯片资料

CD40106 引脚图

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