自行车里程表-数电实验.pdf

自行车里程表是一个基于数字电子技术的实用装置，用于记录骑行者行进的里程。这个数电实验的目标是设计和制作一个可以根据车轮尺寸和结构参数（如周长和辐条数量）来精确计量行驶距离的简易里程表。设计中考虑到了可调整性，以适应不同类型的自行车。 参考设计方案的核心在于利用红外光电传感器捕捉车轮转动的信号。当车轮的辐条经过传感器时，会产生脉冲信号。如果以0.1公里作为最小计量单位，就需要测量车轮的周长、一周内有多少根辐条，并计算出每走0.1公里需要多少根辐条通过传感器。这些脉冲随后会被转换为里程计数器的计数脉冲，由多位十进制计数器记录并由数码管显示出来，显示精度为0.1公里。 设计要求包括： 1. 显示3位数字，精确到0.1公里。 2. 数码管需带有小数点。 3. 设计中应明确列出车轮周长和辐条数等条件，并提供调整方法。 4. 要求设计简单、成本低、易于制作，使用的芯片和元件尽可能少且容易获取。 5. 制作模拟测试模型以进行实际测试，确保结构合理和可靠性。 6. 鼓励添加额外功能，如节能模式和显示清零。 初步的设计方案包括四个主要部分：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。其中，CD40106被用作脉冲整形，将传感器接收到的脉冲转换为规则的方波。轮辐计数电路由多个CD4518组成，用于计数通过传感器的辐条。CD4553作为0.1公里计数电路，用于从00.0到99.9的计数，而CD4543则负责驱动共阴数码管显示。通过计算车轮参数，如半径和辐条数，可以确定计数器的进制和所需元件数量。 红外光电传感器接收的脉冲经过CD40106（施密特触发器）整形后，形成稳定的方波信号，供给轮辐计数电路。计数达到预设值（如910根辐条对应0.1公里）时，计数器自动清零并重新计数。轮辐计数器由两片CD4518（每片包含两个计数电路）实现910进制计数。 这个自行车里程表实验涉及到红外传感技术、数字信号处理、计数器设计、译码驱动和显示技术等多个方面，旨在让学生通过实践掌握数字电子技术的基本原理和应用。通过这个实验，学生不仅可以学习到数字电路的基础知识，还能培养创新思维和实际操作能力。