数字转速表课程设计
Southwest University of Science and Technology
信息工程学院
本科课程设计报告
西南科技大学信息工程学院制
2018年03月
课程名称: 电子技术课程设计
设计题目: 数字转速表
专业班级: ... 学生姓名: ... 学生学号: ... 指导教师: ... 教师职称: ...
起止日期: 2018.04-2018.07
学生邮箱:
...
西南科技大学
《电子技术课程设计》任务书
专业班级...学生姓名...学号...设计题目数字转速表
设计任务书设计要求：
1．设计 3 位数字显示的数字转速表。
2．测速范围为 000~999 转/分。
3．要求每 5 秒完成一次转速测量并更新显示。
4．转速表探头采用霍尔传感器。
5．可使用外接电源。
交稿形式： 手写稿； 打印稿； 软件； 图纸； 其他
指导教师签名：
年月日学生签名：
年月日
学生日志与师生见面情况
时间完成工作进展情况或交流情况师生见面时间地点2018.4.1
......
5
2018.4.1
......
7
2018.5.7 ......
2018.5.1
......
2018.5.1
......
6
2018.5.2
......
2018.6.3 ......
2018.6.1
......
5
2018.6.2
......
2018.6.
......
24
2018.6.2
......
9
2018.6.3
......
学生签名：
年月日
西南科技大学信息工程学院
《电子技术课程设计》综合评价表
专业班级...学生姓名...学号...
设计题目数字转速表
过程评分（占总分比例为40%）
评价环节课程目标指标点分值合格得分小计设计方案目标1 文献阅读，方案比较与方案设计10 6-10
设计水平任务完成目标2
应用基本原理与技术，展示的设计水
平；软硬件设计、实验或仿真设计与分
析、技术指标完成情况、工作量
20 12-20
过程评价目标5 自主学习能力、按时完成设计10 6-10
同意答辩； 不同意答辩。
指导教师签名：年月日
设计报告评分（占总分比例为30%）
评价环节课程目标指标点分值合格得分小计
设计方案设计能力目标2
理论与实践的结合情况，设计的合理
性；应用所学知识解决问题的能力20 12-20
报告质量目标3 报告撰写、文字、图表及格式的规范性10 6-10
评阅教师签名：年月日
答辩评分（占总分比例为30 %）
评价环节课程目标指标点分值合格得分小计
任务验收目标2 软硬件设计或仿真实验完成度，指标完
成情况20 12-20
答辩目标4 陈述效果、回答问题情况；论文文字表
述、逻辑性、图表规范性。10 6-10
答辩小组成员签名：
年月日总评成绩（三项评分和）
备注
数字转速表
摘要：随着科学技术的发展电子应用技术日益频繁的被人们所利用，不仅在日常生活中而且在生产中更是被人们喜于接受。电子技术应用不仅应用在高端科技领域内而且和生活息息相关，例如各种电器电路板设计，维修等都需要结合电子技术来完成。而作为自动化专业的学生掌握这一技术显得更为重要，而课程设计这一环节是对我们是否掌握知识的一大考验，或者是理论结合实际的一种锻炼，更是对我们前面所学过的科目如数字电子技术的综合应用。而且通过数字转速表的设计，真正意义上的实践来发现自己的不足并通过深思后再得到老师和同学的帮助，更能留下深的印象并在以后的学习实践中来弥补自己的不足。而课程设计最大一方面的意义是能提高我们的应用能力和科技创新能力。
本设计介绍了数字转速表的特性及使用说明，74HC373N与本设计相关的接口说明；74HC160N、4017BD器件，分频电路，555定时器具体说明等。
关键词：数字电路课程设计；数字转速表；Multisim仿真技术；
第1章 设计任务分析与设计方案选择
数字测速表是一种用数字电路技术实现测速装置，与传统方法相比具有更高的准确性和直观性，且实用性强，因此得到了广泛的使用。
1.1 设计任务分析
设计要求采用中小规模集成器件完成具有以下技术指标的数字转速表： （1）设计 3 位数字显示的数字转速表。 （2）测速范围为 000~999 转/分；
（3）要求每 5 秒完成一次转速测量并更新显示； （4）转速表探头采用霍尔传感器； （5）可使用外接电源。
根据任务要求，所设计的电路需要用到555定时器、锁存器、计数器、七段数码管及分频电路等多种集成器件。
1.2 设计方案拟定
数字转速表实际上是对脉冲信号进行计数的计数电路，一般由信号发生器、定时器、锁存器、计数器及显示器、分频电路等单元组成。信号发生器是由霍尔传感器产生的脉冲信号实现的。采用十进制计数器74HC160N 进行转速的统计，采用霍尔传感器统计编码盘产生的脉冲个数，采用555定时器电路产生时钟脉冲，采用74HC373N ，它是一种三态输出的八D 透明锁存器。本设计由分频电路输出以4s 低电平、1s 高电平和4.8s 低电平0.2s 高电平两个信号分别控制计数器和锁存器。
图1：数字转速表框图
转盘装置和霍
尔集成传感器IC3(SH13) 时基电路(555定时器)
计数器、锁存器
数字显示组件电路
第2章硬件电路设计
2.1 信号脉冲产生电路
由于Muiltisim没有霍尔传感器，故采用3000HZ 5v 和6000HZ 5v的Clock脉冲信号作为转速模拟采集。
2.2 555定时器
555定时器是一种将数字功能和模拟功能集为一体的中规模集成电路。它的结构比较简单，使用却非常灵活，也很方便，可以用它构成多谐波振荡器、施密特触发器和施密特触发器等。用555定时器构成的各种电路，都是通过定时控制，实现信号的产生与变换，从而完成其他控制功能。
一般用双极性工艺制作的称为 555，用 CMOS 工艺制作的称为 7555，除单定时器外，还有对应的双定时器556/7556。555 定时器的电源电压范围宽，可在4.5V~16V 工作，7555 可在 3~18V 工作，输出驱动电流约为 200mA，因而其输出可与 TTL、CMOS 或者模拟电路电平兼容。
555 定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。它内部包括两个电压比较器，三个等值串联电阻，一个 RS 触发器，一个放电管 T 及功率输出级。它提供两个基准电压VCC /3 和 2VCC /3
555 定时器的功能主要由两个比较器决定。两个比较器的输出电压控制 RS 触发器和放电管的状态。在电源与地之间加上电压，当 5 脚悬空时，则电压比较器 A1 的反相输入端的电压为 2VCC /3，A2 的同相输入端的电压为VCC /3。若触发输入端 TR 的电压小于VCC /3，则比较器 A2 的输出为 1，可使 RS 触发器置 1，使输出端 OUT=1。如果阈值输入端 TH 的电压大于 2VCC/3，同时 TR 端的电压大于VCC /3，则 A1 的输出为 1，A2 的输出为 0，可将 RS 触发器置 0，使输出为 0电平。555定时器主要是与电阻电容构成充放电电路，并由两个比较器来检测电容上的电压以确定输出电压的高低和放电开关管的通断，可构成单稳态触发器、多谐振荡器、施密特触发器等脉冲产生电路。
555定时器的结构：
图2：555定时器的内部结构
各种555定时器的电路结构大同小异，它由比较器C1和C2、基本触发器和输出级三部分组成，外部共有8根引脚，各脚的名称和功能如下：
1脚为接地端，也是芯片的公共端；8脚为电源端V CC；3脚为信号输出端V O；7脚为放电端O
V'。如果经过一个足够大的电阻街道电源上那么放电端可获得一个与输出端相一致的电平。
4脚为直接复位端D
R。只要在此输入低电平，输出端立即被置为低电平，不受其他输入状态的影响。正常工作是接高电平可直接接到电源上
6脚为C1比较器的信号输入端V1l又称阈值段TH；2脚为C2比较器的信号输入端V2l又称为触发端。它们输入的信号可以是数字信号也可以是模拟信号，分别与比较器所设置的参考电压进行比较便于控制输出状态。
5脚为控制电压输入端V co。如果V co端没有外加电压时两个比较器的参考电压，由电源电压经过三个等值电阻分压提供，
则V1R=3
2
V CC，V2R=3
1
V CC。在这种情况下，该端可通过电容（0.01μF）接地，防干扰
信号窜入。如果该端接入外电压V co时，
则，V 1R = V co ， V 2R =21
V co ，因此V co 可改变参考电压值V R 。 芯片功能：
① 若D R =0，不管其它输入如何输出端都为低电平。
② 若D R =1，当V 1l >(32)V CC 且V 2L >(31
V CC )时，比较器C 1输出为0，C 2输出为1，即V 1C =0，V 2C =1，基本RS 触发器状态Q 置成0，输出V o 为低电平；同时放电管T 1导通。
③若D R =1，当V 1l >(32)V CC 且V 2L <(31
V CC )时，比较器C 1、C 2输出都为0，即V 1
C =V 2C =0，基本RS 触发器状态Q=Q =1，输出低Q 端为高电平，V O 也输出为高电平，同时放电管T 1截止，放电端
O
V '没有放电回路。
④ 若D R =1，当V 1l <(32)V CC 且V 2L <(31
V CC )时, 比较器C 1输出为1，C 2输出为0，
即V 1C =1，V 2C =0，基本RS 触发器状态Q 置成高电平，V O 也输出为高电平，同时放电管T 1截止，放电端
O
V '没有放电回路。
⑤若D R =1，当V 1l <(32)V CC 且V 2L >(31
V CC )时，比较器C 1、C 2输出都为1, 即V 1
C =V 2C =1, 基本RS 触发器状态Q 保持不变，V O 和放电管状态保持不变。
表3：555定时器输入输出状态表 ：
输入
各级输出 T 1状态
D R V 1l V 2L V 1C V 2C
触发器输出Q 1+n
输出V O
T 1状态
0 ? ?
?
?
0 低电平 导通 1
(3
2)V CC
(
3
1V CC ) 0 1
低电平
导通
1
(
3
2)V CC
(
3
1V CC ) 0 0 1 高电平 截止
1
(
3
2)V CC
(
3
1V CC ) 1 0 0 高电平 截止
1
(
3
2)V CC
(
3
1V CC ) 1 1 Q 不变 不变
2.3 74HC373N 锁存器
373 的输出端 O0~O7 可直接与总线相连。当三态允许控制端 OE 为低电平时，O0~O7 为正常逻辑状态，可用来驱动负载或总线。当 OE 为高电平时，O0~O7 呈高阻态，即不驱动总线，也不为总线的负载，但锁存器内部的逻辑操作不受影响。当锁存允许端LE 为高电平时，O 随数据D 而变。当 LE 为低电平时，O 被锁存在已建立的数据电平。当LE 端施密特触发器的输入滞后作用，使交流和直流噪声抗扰度被改善 400mV 。引出端符号：D0～D7数据输入端OE 三态允许控制端（低电平有效）LE 锁存允许端O0~O7 输出端
图4：外部管脚图： 图5：逻辑图：
2.474HC160N 计数器
74HC160是一款可预设初值的十进制同步计数器，具有计数、预置、保持和清零的功能。74HC160在进行自由计数时，计数值从0000→0001→0010→0011→0100→0101→0110→0111→1000→1001→0000.....自动循环跳变。
74HC161与74HC160的工作模式非常接近，是款可设定预置数的4位同步进制计数器，自由计数时的计数值从0000→0001-0010→0011→0100→0101→0110→0111→1000→1001→1010→1011→1100→1101→1110→1111→0000....自动循环跳变。
74HC160/161均可通过对输出端逻辑信号取样后反馈至同步置数端“LD”或异步复位端“CLR”，以设置不同的计数进制(俗称:模M)。
图6：引脚图
异步清零端MR非为低电平时，不管时钟端CP信号状态如何，都可以完成清零功能。160的预置是同步的，当置入控制器PE非为低电平时，在CP上升沿作用下，输出端Q0-Q3数据端P0-P3一致。
2.5 分频电路
在设计转速表时，信号的频率精度一般要求较高，所以应该外接电源来产生信号。为了得到1s高电平4s低电平和0.02s高电平4.98s低电平信号输出，需要进行分频。分频器可选用4017BD实现。
图7：分频电路仿真图
4017是一种设计巧妙的5位Johnson计数器，具有Q0—Q9共10只译码输出引脚，可以灵活的构成十进制脉冲分配器、扭环形计数器、时序译码器、分频器等多种电路结构形式。
除了Q2-Q9这10只译码输出引脚之外，CD4017还提供了一只进位脉冲引脚O5-9;而CD4017的输入端则包括时钟引脚CP0、低电平有效的时钟能使引脚CP1、高电平复位引脚MR。
图8：CD4017引脚图、真值表
CO：进位脉冲输出；CP：时钟输入端；CR：清除端；INH：禁止端；Y0~Y9：计数脉冲输出端；VDD：正电源；VSS：地
图9：内部结构图
CD4017内部逻辑电原理图如图9所示。它是由十进制计数器电路和时序译码电路两部分组成。其中的D触发器Fl～F5构成了十进制约翰逊计数器，门电路5～14 构成了时序译码电路。约翰逊计数器的结构比较简单．它实质上是一种串行移位寄存器。除了第3个触发器是通过门电路15、16构成的组合逻辑电路作用于F3的D3端以外，其余各级均是将前一级触发器的输出端连接到后一级触发器的输入端D的，计数器最后—级的Q5端连接到第一级的D1端。这种计数器具有编码可靠，工作速度快、译码简单，只需由二输入瑞的与门即可译码，且译码输出无过渡脉冲干扰等特点。通常只有译码选中的那个输出端为高电平，其余输出端均为低电平。当加上清零脉冲后，Q1～Q5均“0”，由于Q1的数据输入端D1是Q5输出的反码，因此，输入第—个时钟脉冲后，Q1即为“l”，这时Q2-Q5均依次进行移位输出，Q1的输出移至Q2，Q2的输出移至Q3……。如果继续输入脉冲，则Q1为新的Q5，Q2～Q5仍然依次移位输出，这样就得到了表l～l的状态及图l～3的波形由五级计数单元组成的约翰逊计数器，其输出端可以有32种组合状态，而构成十进制计数器只需10种计数状态，因此，当电路接通电源之后，有可能进入我们所不需要的22种伪码状态。为了使电路能迅速进入表1～l所列状态，就在第三级计数单元的数据输入端
上加接了两级组合逻辑门，使Q2不直接连接D3，而使03由下列关系决定：D3＝Q2（Q1+Q3）这样做，当电源接通后，不管计数单元出现哪种随机组合，最多经过8个时钟脉冲输入之后，都会自动进入表l～l所列状态。CD4017有3个输入端：复位清零端R，当在R端加高电平或正脉冲时，计数器清零，在所有输出中，只有对应“0”状态的Q0输出高电平，其余输出均为低电平：时钟输入端CP和CE，其中CP端用于上升沿计数，CE端用于下降沿计数，这两个输入端的内部逻辑电路如图2所示。由图2可见，CP和CE还有互锁的关系，即利用CP计数时，CE端要接低电平：利用CE计数时，CP端要接高电平。反之则形成互锁。在“R”端加上高电平或正脉冲日子，计数器中各计数单元F1～F5均被置零，计数器为“00000”状态。CD4017有10个译码输出端Q0～Q9，它仍随时钟脉冲的输入而依次出现高电平，见图3。此外，为了级联方便，还设有进位输出端QC，每输入10个时钟脉冲，就可得到一个进位输出脉冲，所以QC可作为下一级计数器的时钟信号。从上述分析中可以看出，CD4017（它的基本功能是对“CP”端输入脉冲的个数进行十进制计数，并按照输入脉冲的个数顺序将脉冲分配在Yo—Y9这十个输出端，计满十个数后计数器复零，同时输出—个进位脉冲。
第3章原理图绘制及PCB设计
本设计运用了Multisim软件进行原理图的绘制及数据的测试，在调试界面中画好要用的电路图。其中，在输入模块部分用信号发生器代替，由信号发生器发出所要的信号，将信号传入芯片。之后要在软件中找到该款芯片，有的芯片没有就需要看其数据手册，找到它的内部的电路结构，在用普通的原件及放大器搭建。最后接向输出部分，这里用的输出部分是数码管，尽量在原理上减少误差，从而避免不必要的浪费，相当于预实验。仿真还可以得到一些实际实验不好得到的数据，也可以分析许多的数据，找出最适合的数据。它还可以在不进行实验的情况下发现理论上的错误，使实验完善。记录数据。
转速表一种典型的数字电路，由一定数量的中小规模集成电路按照一定的数字逻辑关系组成而来，绘制原理图时一般的步骤如下：
（1）确定绘制题目
（2）绘制框架图
（3）计算数据
（4）确定仿真思路及需要用到的元器件
（5）绘制仿真，连线，调试
图10：数字转速表的电路原理图
原理图绘制完成后，可以按以下步骤绘制PCB图：
（1）根据原理图生成报表，导入到PCB文件中。
（2）设置线宽为15mil~30，选用20mil布线，设置焊盘尺寸为：80mil*80mil（x*y），孔径为30~40mil，这里选用35mil。安全间距为默认的10mil
（3）设置PCB板的布局（这是很重要的一步，一定要很仔细）
（4）在底层布线（这次布线主要是布一些较短的线）。
（5）在顶层布线（这次主要是补一些较长的线）。
（6）根据之前的布局，定义PCB板的大小。
（7）附上铜层（选用网格形式）。
第4章硬件实物焊接调试
由于缺乏焊接经验，于是我请教了有实验室的同学，让他教我怎么焊接，刚开始焊接的时候由于不熟悉焊接方法导致一些元器件烧坏了，例如数码管，然后我就找实验室的同学要了一个数码管灯继续焊接。
刚开始我直接把芯片焊在板子上面，由于温度过高，导致板子被烧坏，后来才知道电烙铁点焊锡丝的时候动作要快，不能在引脚停留过久，还好做的比较早，就重新买了一个芯片。因为芯片烧坏了所以第一次焊接出来，完全没有现象，寻找原因花了很长的时间，后来用万用表一级一级测试最后发现是芯片坏了，后来我又小心翼翼的用新的芯片焊接上去，成功解决问题。因为自己的不熟练导致在焊接过程中经常被电烙铁焊锡丝烫到，经常烫出水泡。之后焊接的过程又发现芯片焊接反了，虽然也可以用，但是会导致后期的连线非常麻烦，需要用飞线绕过芯片连接。另外在焊接的过程中。我发现买了器件的管脚和书上的并不相同。如果完全按照书上的进行连接的话，会出现很大的问题。比如说74HC373N，书上一共有18个引脚，而且D0~D7、Q0~Q7是顺序排列，但是在买来的器件中，并不是这样的。买来的器件中的D、Q引脚是交叉出现的。这给实物的制作产生了很大的困难。我必须按照买来的器件的管脚图和书上的图进行比对，然后再连接。除此之外，我焊接的板子密度非常高。元器件与元器件中的间距并不高。所以将元器件与元器件连起来的这个过程非常困难。一开始我打算用锡线直接连接。但是在后来的实验过程中，我发现这样是不可能成功的。所以我只能改变了方法和策略。采用导线将两个芯片的引脚连接在一起。还有就是我一开始准备焊接一个滑动变阻器上去。但是由于后来万用板实在没有了空间。所以我只能退而求其次连接两个电阻上去代替滑动变阻器。这样可以正常工作，但是可能无法完成一些预想的设计。
在本次设计中，我发现了很多问题，比如说在设计怎么去焊接这个板子的时候除了你要注意你所用的器件之外，你还要注意怎么样去分配布局，把有限的空间好好利用起来。哪些地方应该焊锡线，哪些地方应该搭飞线，这些都应该提前计划好。我之所以制作失败的一个重要原因，就是没有提前将这些东西计划好。如果我下一次还会做这个实验的话，我会提前先把这个焊接的电路图画出来。现在电路图上分配好布局布线，然后再进行实物焊接。这样一来会节省时间，二来也不容易出错。同时还会减小焊接的难度。在本次实物制作的过程中，我的焊接技术也有了很大幅度的提升。从一开始焊接考核的时候，我几乎
不怎么会焊接，第一次还失败了。然后到第一次制作实物的时候，我已经能够焊接的差不多了，虽然中间焊接出了问题，导致有些地方有些元器件被我烧坏了，不能用。但是第一次焊接对我来说是一次非常宝贵的经验。等到第二次制作实物的时候，我的焊接技术基本上可以使用了。但是我缺少了一个提前布局布线的一个准备。所以导致了第二次制作实物，虽然制作出来了，但是非常的粗糙，而且也无法调试出来我想要的结果。这也是一个非常遗憾的事情，我下一次在做课程设计的时候，我将会牢记这些东西，然后，在焊接的过程中更加的完善。
总结
主要设计为数字转速表，技术指标达到设计要求有：设计三位数字显示、测速范围为000-999转/分、每五秒完成一次转速测量并更新显示，没到到要求的有转速表探头采用霍尔传感器。
主要完成工作：
（1）系统硬件设计包括计数锁存电路、数码管显示电路、分频电路。
（2）本次设计利用Multisim 14.0软件通过
（3）完成系统调试
（4）本次设计尚有几处地方需要完善：无法实现霍尔传感器探头功能。
本次课程设计对我来讲是非常困难的。特别是在刚开始的过程中，我拿到题目，感觉到一筹莫展，不知道从哪里入手，直到我们的老师给我们讲解破题，我才知道怎样入手去解决这个问题。我的题目是数字转速表，我感觉到课堂上学习的知识并不一定能完全应用到实际应用中，很多东西不一定你知道就一定用好。我感觉到实践才是学习的最好方法。在解决这个题目的过程中。我问了很多我的同学，然后他们也为我解决了很多的问题。我也有了很多的收获，特别是在学习知识上。我觉得这样的课程设计应该再多一点。因为这样对我们的能力的锻炼特别强，而不是只局限于书本上，等到进入社会以后发现完全没有用武之地。提前让我们多进行实践锻炼有利于我们发挥所学所用，并且为以后进入社会工作做好充足的准备。
同时在课程设计当中，除了考验你的课堂知识之外，还考验你动手解决问题的能力，比如说在焊接完成之后的调试过程中，你会发现有一些问题，然后你要考虑怎么去找出这个问题了，然后你还要考虑怎么去解决这个问题，在这个过程中，第一是考验你的专业知识够不够硬，第二是考验你的知识发挥够不够充分，第三是考验你的动手能力够不够丰富。Multisin仿真的制作过程当中非常考验我们的专业知识。其中关于芯片的问题还要查阅图书才能知道。每个芯片的每个引脚的作用都需要查阅图书，有的芯片书上和实物并不相同。在查阅书上的同时还要借助网络工具。将各方面的资料拿来对照。本次课程设计考察了我们学生的综合应用能力。加深了我们对课堂上知识的理解，同时也丰富了我们的大学生活。
参考文献
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[5]发动机转速信号采集[J]. 张弛,毛宁,常博博,刘骁,梁欣颖,马振华. 自动化应用. 201404
[6]非接触式数字转速测量装置的开发与应用[J]. 范则阳. 中国水运(下半月). 201305
[7]高精度转速表设计[J]. 陈敏. 仪表技术与传感器. 200112
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[9]简易型数字转速表[J]. 张静,赵国强,李继生. 东北煤炭技术. 199702
[10]L. Koval, J. Vaňu?,P. Bilík. Distance Measuring by Ultrasonic Sensor[J]. IFAC PapersOnLine,
2016, 4.9
附录
附录1、元器件清单
附表1 元器件清单
元器件型号数量
共阴数码管3片
74HC160N 3片
74HC373N 2片
4017BD 3片
40千欧滑动变阻器1个
100nF电容2个
20千欧电阻1个
LM555CM 1片
万用板1块
74HC00N 1片附录2、系统照片
汽车时速表与转速表区别
在汽车上时速表与转速表有啥不同？ （1）里程表 仪表板中最显眼的是车速里程表，它表示汽车的时速，单位是km/h。车速里程表实际上由两个表组成,一个是车速表，另一个是里程表。电子式里程表累积的里程数字存储在非易失性存储器内，在无电状态下数据也能保存。 (2)转速表 在国产汽车中，以前一般是不设置转速表的，但近十几年来各类型汽车安装转速表，有些厂商还将它作为汽车档次的配置内容。转速表单位是1/min1000,即显示发动机每分钟转多少千转。转速表能够直观地显示发动机在各个工况下的转速，驾驶员可以随时知道发动机的运转情况，配合变速器档位和油门位置，使之保持最佳的工作状态，对减少油耗，延长发动机寿命有好处。 至于什么时候转挡,就应该在2000~3000左右吧. 看转速表换挡好点 这个问题在网上也是一个颇有争议的话题。按照大众公司所提供的使用说明书的要求是当发动机转速达到2000转时（每分钟，以下同）就可以升挡。但也有很多网友说要在3000转以上。根据本人的驾驶习惯及经验在2200～2500转之间是最平顺的挂挡时机。低于这个数值挂挡发动机由于输出扭矩不够容易产生脱挡，长期如此会加快发动机的损耗。高于这个数值时虽然扭矩充沛提速加快，但是随之而来的是油耗增加。所以选择适当的升挡时机即可以保证发动机有良好的动力输出也有利于经济驾驶。所以驾驶者可以根据自己的实际情况予以对待。城市道路驾驶路况好的时候升挡转速可以略底，遇到路况较差时可以适当提高升挡转速，但总的范围应该控制在2000～3000转之间（这里均不考虑暴走行驶）。平顺的转速及速度的提升对增长车辆发动机的首次故障率里程是非常有益的 如果你想看时速表来转挡的话就照这样做吧，如果你的车是小汽车的话： 一、按照发动机转速换档时机为：2500转时换档。 二、如果按照车速度换档，那么：20换二档，40换三档，60换四档，80换五档。 三、减档也是这样，减到二的速度时才换档，这样不挫车。比如：你正
简单51单片机数字时钟设计
题目：简单51单片机数字时钟设计 院系: 物理与电气工程学院 专业：自动化专业 班级：10级自动化 姓名：苏吉振 学号：2 老师：李艾华
引言 20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。 时间对人们来说总是那么宝贵，工作的忙碌性和繁杂性容易使人忘记当前的时间。忘记了要做的事情，当事情不是很重要的时候，这种遗忘无伤大雅。但是，一旦重要事情，一时的耽误可能酿成大祸。 目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展趋势将是进一步向着CMOS 化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发展。下面是单片机的主要发展趋势。 单片机应用的重要意义还在于，它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能用单片机通过软件方法来实现了。这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术，是传统控制技术的一次革命。 单片机模块中最常见的是数字钟，数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。 数字钟是采用数字电路实现对时,分,秒数字显示的计时装置,广泛用于个 人家庭,车站, 码头办公室等公共场所,成为人们日常生活中不可少的必需品,由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用,使得数字钟的精度,远远超过老式钟表, 钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。
数字式转速表的应用设置
数字式转速表的应用设置 应用时各种数据的调整和设置都是通过支架上的三个按键来完成的，如左上图所示，支架上左边的倒三角形符号是“DOWN”按键，中间的是“SET”按键，右边的三角形符号是“UP”按键。通过连续按动“SET”按键，转速表的功能按“时钟---转速---设定警告---设定缸数---发动机累计工作时间”五种状态循环，下面具体说明每一种状态： 1、时钟状态 该状态下弧形LED光柱动态显示转速，四位数码管按24小时制显示时间，7:00--19:00期间显示亮度加倍，以适应白天的环境亮度，其他时间（夜间）则保持柔和的亮度。 按“DOWN”按键调整分钟，按“UP”按键调整小时。 2、转速状态 该状态下弧形LED光柱动态显示转速，四位数码管动态精确显示转速，数码管显示每0.5秒刷新一次。 3、设定警告状态 该状态下四位数码管无显示，弧形LED光柱中有一个单元熄灭，其他的全亮，熄灭的单元表示当前设定的警告转速。 通过按“DOWN”按键向下调整警告转速，按“UP”按键向上调整警告转速，运行中当发动机转速高于设定的警告转速时，警告灯点亮，否则熄灭。这个功能可以灵活运用，如将警告转速设定于低中速区，用于换档提示，也可设定于高速区，表示超速警告。 是该状态下的效果图，表示当前的警告转速是4600RPM，右下角的红灯为警告灯。 4、设定缸数状态 尽管该功能是为了适应多缸车的应用而开发，但是严格意义上来说，它是输入信号的倍率设定，因此不能简单的理解为几缸车就设定为几，正确理解这个功能是保证转速表正常运行的关键。 数码管显示的是“11”，数字“11”就是我们要说的信号倍率，这个转速表的倍率设置分两段，“0”字头字段包含“01－09”共9种倍率设置，用于汽车信号；“1”字头字段包含“11－18”共8种倍率设置，用于摩托车信号。 “0”字头字段：用于汽车，“01”表示发动机每转一圈送一个信号的情况，当然没有单缸的汽车，那么“01”有什麽意义呢？因为汽车版转速表的标准配
基于光电传感器的直流电机转速测量系统设计-课设报告
北京信息科技大学 测控综合实践 课程设计报告 题目：基于光电传感器的直流电机转速测量系统设计学院：仪器科学与光电工程学院 专业：测控技术与仪器 学生姓名：
摘要 摘要 基于单片机的转速测量方法较多，本次设计主要针对于光电传感器测量直流电机转速的原理进行简单介绍，并说明它是如何对电机转速进行测量的。通过实验得到结果并进行了数据分析。 本次设计应用了STC89C52RC单片机，采用光电传感器测量电机转速的方法，其中硬件系统包括脉冲信号的产生模块、脉冲信号的处理模块和转速的显示模块三个模块，采用C语言编程，结果表明该方法具有简单、精度高、稳定性好的优点。 关键词：直流电机；单片机；PWM调节；光电传感器
Abstract
目录 摘要................................................................................................I 第一章概述 (1) 1.1 课设目标 (1) 1.2 内容 (1) 第二章系统设计原理 (2) 2.1 STC89C52单片机介绍 (2) 2.2 STC89C52定时计数器 (4) 2.3 STC89C52中断控制 (6) 2.4 光电传感器 (6) 2.5 数码管介绍 (7) 第三章硬件系统设计 (10) 3.1测速信号采集及其处理 (10) 3.2 单片机处理电路设计 (11) 3.3 显示电路 (12) 3.4 PWM驱动电路 (13) 第四章软件设计 (14) 4.1语言选用 (14) 4.2程序设计流程图 (14) 4.3原程序代码 (15) 第五章数据分析 (19) 总结 (20) 附件 (21) 参考文献 (23)
基于单片机的数字钟设计-(1)
基于单片机的数字时钟摘要 20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。 单片机模块中最常见的是数字钟，数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。 本课题主要研究的是基于单片机的数字钟设计，采用AT89C51单片机作为系统的主控芯片,外接LED显示电路,按键电路，晶振电路，复位电路模块构成一个简单的数字钟。通过按键电路能对时、分、秒分别进行设置和实时调整，并将结果显示在数码管上。 关键词：数字钟，单片机，数码管
Abstract Author：cheng dong Tutor：wang xin Electronic technology has been developed rapidly in the 20 century,with its modern electronic products, pushed by almost permeated every area of society has vigorously promoted social productive forces development and improvement of social informatization level, also make modern electronic product performance further improved, and the rhythm of upgrade its products is becoming more and more quickly. The most common SCM module is a digital clock, a digital clock is a kind of digital circuit technology implementation, minutes and seconds, the timing device with mechanical clock compared with higher accuracy and intuitive and no mechanical device, has more longer service life, so it has been widely used. This topic research is the digital clock design based on SCM, AT89C51 SCM as the main control chip system, external LED display circuit, key circuits, crystals circuit, reset circuit module constitute a simple digital clock. Through the key circuits can respectively the diffculties, minutes and seconds setting and real-time adjustment, and the result showed that in the digital tube. Key words:digital clock SCM ; digital
基于单片机的电机转速测量系统
兰州交通大学 毕业设计文献综述 题目：基于单片机的电机转速测量系统Title:Motor speed measuring system based on single chip microcomputer 姓名：韦宝芸
学号：3 班级：机设1202班 摘要 本文首先叙述了单片机测量转速的系统构成及转速测量的几种常用方法，分析了相应方法在测量上的特点、误差和计算。其次，针对特定的应用环境，设计出一种基于 80C51单片机的全数字式测速系统，详细阐述了系统的工作原理，指出产生误差的可能原因，并给出了具体解决的方法；根据系统要求编制了源程序，分析其工作流程。最后，对构建的系统利用仿真机进行调试，对测量指标进行了分析、比较并提出改进方案。 关键词：单片机、转速、测量精度 Abstract
This paper first discussed some ways for rotary speed measure. It analyzed characters and errors of these ways. Second, it designed full digital measure system based on a Single-Chip Microprocessor(80C51) responding to special application, stated the working theory of the system and the methods to solve the errors, writed the working programmes by A51 assemble language. Finally, this system implementation was confirmed by using of Keil-51 simulator. The characters on the error margin and accuracy was summarized. Keywords : Single-Chip Microprocessor、rotary speed 、measureprecision Keil-51
数字转速表设计
数字转数表的电路如图所示。它主要由装有永久磁铁的磁盘、霍尔集成传感器、选通门电路、时基信号电路、电源计数及数码显示电路等组成。计数及数码显示电路采用CMOS-LED数码显示组件CLlO2，它可以计数并显示数码。 转盘的输入轴与被测旋转轴相连，当被测轴旋转时，便带动转盘随之转动。当转盘上的小永久磁铁经过霍尔集成传感器IC1时，IC1便会将磁信号转换为转速电信号。该信号经与非门l反相输人至与非门3的输入端，而与非门3的另一输大端接来自时基电路IC2的方波脉冲信号。这个时基信号是用来控制与非门3的开与刁，形成选通门，以此来控制转速信号能否从与非门3输出。 当接通电源后，转速信号立即被送往与非门3的输入端，如果此时时基信号为低电平，则选通门关闭，转速信号元法通过选通门。当第一个时基信号到来时，选通门才被打开，并同时使CMOS-LED数码显示组件IC4、IC5、IC6的LE端呈寄存状态。时基信号的上升沿也同时触发由与非门4、5组成的反相器及由R4、R5、R7、C3、VD2及VD3组成的微分复位电路，复位脉冲由VD3输出后加至IC4、IC5、IC6的R端，使址数器复位清零。在完成上述功能后，时基信号在一个单位时间(例如lmin)内保持高电平。在这段时间内，选通门与非门3一直处于开启状态，转速信号则通过选通门送至LED数码显示组件，实现了在单位时间内的计数。在单位时间结束时，时基信号又回到低电平，此时选通门关闭并自动置计数电路的LE端为选通状态。此时，计数器的计数内容送至寄存器并同时显示其内容。当第二个时基信号到来时，又把计数器的内容清零，并重复上述过程。但此时的寄存器及显示器的内容不变，只有当第二次采样结束后，才会更新而显示新的测试结果。 上一篇:LM35DZ摄氏温度传感受器温度计应用电路 - 相关文章返回分类首页 [传感器电路图] 基于磁传感器设 本文来自: https://www.wendangku.net/doc/7110879242.html, 原文网址：https://www.wendangku.net/doc/7110879242.html,/sch/sen/0073040.html 本文来 自: https://www.wendangku.net/doc/7110879242.html, 原文网址：https://www.wendangku.net/doc/7110879242.html,/sch/sen/0073040.html
基于51单片机的转速表系统设计
目录 1.前言 (1) 2 智能转速表的系统设计 (1) 2.1 系统硬件设计 (1) 2.1.1方案选择 (1) 2.1.2仪器各部分组成 (2) 2.2 系统软件设计 (3) 3 设计原理 (5) 3.1转速计算及误差分析 (5) 3.2转速测量 (6) 3.2.1门控方式计数 (6) 3.2.2中断方式计数 (7) 3.3串行显示接口 (7) 4 软件程序的设计 (8) 4.1 1s定时 (8) 4.2 T1计数程序 (8) 4.3 频率数据采集 (9) 4.4 进制转换 (10) 4.5 数码显示 (13) 5 软件设计总体程序 (15) 6 总程序调试 (21) 7 心得体会 (21) 参考文献 (22)
1.前言 单片微型计算机简称单片机，又称为微控制器（MCU）是20世纪70年代中期发展起来的一种面向控制的大规模集成电路模块，具有功能强、体积小、可靠性高、价格低廉等特点，在工业控制、数据采集、智能仪表、机电一体化、家用电器等领域得到了广泛的应用，极大的提高了这些领域的技术水平和自动化程度。单片机在我国大规模的应用已有十余年历史，单片机技术的研究和推广正方兴未艾。 MSC-51系列单片机是国内目前应用最广泛的一种8位单片机之一。经过20多年的推广与发展，51系列单片机形成了一个规模庞大、功能齐全、资源丰富的产品群。随着嵌入式系统、片上系统等概念的提出和普遍应用，MCS-51系列单片机的发展又进入了一个新的阶段。 我们使用的89C51单片机是目前各大高校及市场上应用最广泛的单片机型.其内部包含: 一个8位的CPU;4K的程序存储空间ROM;128字节的RAM数据存储器;两个16位的定时/计数器;可寻址64KB外部数据存储器和64KB外部程序存储器空间的控制电路;32条可编程的I/O线;具有两个优先级嵌套的中断结构的5个中断源。 本次课程设计便是设计一个基于89C51单片机转速表系统。要求进行电路硬件设计和系统软件编程，硬件电路要求动手制作并能够完成系统硬件和软件调试。 2 智能转速表的系统设计 2.1 系统硬件设计 2.1.1方案选择 由于单片机所具有的特性，它特别适用于各种智能仪器仪表，家电等领域中，可以减少硬件以减轻仪表的重量，便于携带和使用，同时也可能低存本，提高性能价格之比。 该转速表选用MCS-51系列单片机的8031芯片，外部扩展4KB EPROM和8155作为显示器的接口。该系统的整体结构框图见下图2.1所示：
毕业设计---数字转速计的设计
毕业设计（论文） 标题：数字转速计的设计 学生姓名： 系部：汽车电子系 专业：应用电子技术 班级： 指导教师：
目录 第1章序言 (1) 第2章工作原理和设计思路及方案 (2) 2.1 基本原理 (2) 2.2 设计思路 (2) 2.3 设计方案 (2) 第3章硬件电路设计 (4) 3.1 按键设计电路图 (4) 3.2 显示电路设计图 (4) 3.3脉冲产生电路设计图 (5) 第4章软件设计 (5) 4.1主程序流程及说明 (6) 4. 2中断服务子程序 (6) 4.3键盘扫描程序 (7) 第5章系统调试及软件仿真 (8) 5.1 程序调试 (8) 5.2 硬件电路调试 (9) 第6章总结 (10) 参考文献 (11) 附录 (12) 系统原理图： (12) 程序清单： (13)
第1章序言 随着科学技术特别是微型计算机技术的高速发展，单片微机技术也获得了飞速发展。目前，单片机已经在日常生活和控制领域等方面得到广泛的应用，它正为我国经济的快速发展发挥着举足轻重的作用。作为自动化专业的一名工科学生应该牢牢掌握这一重要技术。而课程设计这一环节是我们提高单片机应用能力的很好机会，也是我们学好这一课程的必经环节。通过课程设计可以进一步巩固我们前面所学理论知识，使我们对单片机理论知识有一个深刻的认识和全面的掌握。另外通过这一真正意义上的实践活动，我们可以从中发现自己不足之处并能够在自己的深思下和老师的指导下得到及时的解决。再次，它能使我们的应用能力和科技创新能力得到较大的提高。 本课程设计是单片机系统在测速方面的简单应用。目前单片机技术已经在电机转速等为控制对象的控制系统中得到了广泛的应用，而在这一控制过程中必须通过单片机来测量转速。本课程设计利用89C51单片机及外围电路来设计一个数字转速表。通过测量转速所对应的方波脉冲来测量转速，，同时其具体数值也可以在LED上显示出来。 单片机作为嵌入式微控制器在工业测控系统，智能仪器和家用电气中得到广泛应用。虽然单片机的品种很多，但MCS-51系列单片机仍不失为单片机中的主流机型。本课程以MCS-51系列与其特点是由浅入深，注重接口技术和应用。机电一体化是当今制造技术和产品发展的主要倾向，也是我国机电工业发展的必由之路。可以认为，它是用系统工程学的观点和方法，研究在机电系统和产品中如何将机械、计算机、信息处理和自动控制技术综合应用，以求机电系统和产品达到最佳的组合。机电一体化产品所需要的是嵌入式微机，而单片机具有体积小、集成度高、功能强等特点，适于嵌入式应用。智能仪器、家用电器、数控机床、工业控制等机电设备和产品中竟相使用单片机。
课程设计报告直流电机调速系统(单片机)
专业课程设计 题目三 直流电动机测速系统设计 院系： 专业班级： 小组成员： 指导教师： 日期：
前言 1.题目要求 设计题目：直流电动机测速系统设计 描述：利用单片机设计直流电机测速系统 具体要求：8051单片机作为主控制器、利用红外光传感器设计转速测量、检测直流电机速度，并显示。 元件：STC89C52、晶振（12MHz ）、小按键、ST151、数码管以及电阻电容等 2.组内分工 （1）负责软件及仿真调试：主要由完成 （2）负责电路焊接： 主要由完成 （3）撰写报告：主要由完成 3.总体设计方案 总体设计方案的硬件部分详细框图如图一所示: 单片机 PWM 电机驱动 数码管显示 按键控制
一、转速测量方法 转速是指作圆周运动的物体在单位时间内所转过的圈数,其大小及变化往往意味着机器设备运转的正常与否,因此,转速测量一直是工业领域的一个重要问题。按照不同的理论方法,先后产生过模拟测速法(如离心式转速表) 、同步测速法(如机械式或闪光式频闪测速仪) 以及计数测速法。计数测速法又可分为机械式定时计数法和电子式定时计数法。本文介绍的采用单片机和光电传感器组成的高精度转速测量系统,其转速测量方法采用的就是电子式定时计数法。 对转速的测量实际上是对转子旋转引起的周期脉冲信号的频率进行测量。在频率的工程测量中,电子式定时计数测量频率的方法一般有三种： ①测频率法:在一定时间间隔t 内,计数被测信号的重复变化次数N ,则被测信号的频率fx 可表示为 f x =Nt(1) ②测周期法:在被测信号的一个周期内,计数时钟脉冲数m0 ,则被测信号频率fx = fc/ m0 ,其中, fc 为时钟脉冲信号频率。 ③多周期测频法:在被测信号m1 个周期内, 计数时钟脉冲数m2 ,从而得到被测信号频率fx ,则fx 可以表示为fx =m1 fcm2, m1 由测量准确度确定。 电子式定时计数法测量频率时, 其测量准确度主要由两项误差来决定: 一项是时基误差; 另一项是量化±1 误差。当时基误差小于量化±1 误差一个或两个数量级时,这时测量准确度主要由量化±1 误差来确定。对于测频率法,测量相对误差为： Er1 =测量误差值实际测量值×100 % =1N×100 % (2) 由此可见,被测信号频率越高, N 越大, Er1 就越小,所以测频率法适用于高频信号( 高转速信号) 的测量。对于测周期法,测量相对误差为： Er2 =测量误差值实际测量值×100 % =1m0×100 % (3) 对于给定的时钟脉冲fc , 当被测信号频率越低时,m0 越大, Er2 就越小,所以测周期法适用于低频信号( 低转速信号) 的测量。对于多周期测频法,测量相对误差为： Er3 =测量误差值实际测量值100%=1m2×100 % (4) 从上式可知,被测脉冲信号周期数m1 越大, m2 就越大,则测量精度就越高。
基于单片机的数字钟设计毕业设计
基于单片机的数字钟设计毕业设计 目录 1. 引言 (1) 2. 关于单片机 (3) 2.1单片机的发展 (3) 2.2 单片机的开发背景 (5) 2.2 单片机的开发背景 (6) 2.3 AT89S52单片机 (7) 2.3.1 AT89S52单片机引脚功能 (8) 2.3.2 AT89S52单片机硬件结构的特点 (9) 2.3.3 AT89S52单片机的硬件原理 (11) 3. 方案设计与论证 (13) 4. 系统总体结构框图 (14) 5. 系统的硬件设计 (14) 5.1 显示部分电路的设计 (14) 5.1.1 LED数码显示管的基本原理 (14) 5.1.2 数码管显示模块分析 (15) 5.1.3 LED显示电路 (16) 5.2 控制部分电路的设计 (16) 5.2.1 时钟模块 (16) 5.2.2 温度模块 (16) 5.2.3 音乐模块 (17) 5.2.4 复位模块 (17) 5.2.5 光识模块 (18) 6. 系统的软件设计 (19) .参考资料.
6.1 各模块的程序设计 (19) 6.1.1 计时程序 (19) 6.1.2 定时闹钟程序 (19) 6.1.3 温度程序 (19) 6.2 系统程序设计的总体框图 (20) 7. 系统电路的制作与调试 (21) 7.1 电路硬件焊接制作 (21) 7.2 调试的主要方法 (21) 7.3 系统调试 (21) 7.3.1 硬件调试 (21) 7.3.2 软件调试 (21) 7.3.3 联机调试 (22) 7.3.4调试中遇到的问题及解决方法 (22) 结论 (24) 参考文献 (25) 附录1 数字钟电路图 (27) 附录2 程序清单 (27) 附录3 英文资料 (65) 附录4 英文资料翻译 (76) 致谢 (84) .参考资料.
基于51单片机的数字电流表设计
湖南科技大学 单片机课程设计 题目基干单片机的数字电流耒设 辻 姓名 学院 专业 学号 指导教师
成绩 二0—一年五月二十六日
单片机课程设计任务书 一、设计题目: 基于单片机的数字电流表设计 二、设计要求: 1、数字电流表在平常工作环境中能良好工作 2、能测0——1000mA 电流,至少能达1%的精度 3、要求掌握1/V信号转换,A/D转换器的使用与数据采集系统的设计 4、电流表能数字显示,且由单片机处理采集数据并驱动LED 显示
摘要 本设计就是通过采样电阻及信号放大电路将待测的电流信号I 转换成0—1V 电压信号, 由A/D 转换器采集电压信号,并将电压转换的数字信号传输给单片机,由单片机完成对采样信号的处理、分析,最后输出信号驱动LED 显示器,显示被测的电压值。
目录 一、功能要 求 (1) 二、原理及方案论证...、、 (2) 三、系统硬件电路的设计 (3) 四、系统程序的设计 (4) 五、调试及设计结 果…………………………………………………………… 、 5 参考文献…………………………………………………………………… 、、、6
、功能要求 1、数字电流表在平常工作环境中能良好工作 2、能测0―― 1000mA电流，至少能达1%的精度 3、要求掌握I/V信号转换,A/D转换器的使用与数据采集系统的设 计 4、电流表能数字显示，且由单片机处理采集数据并驱动LED显示 二、原理及方案论证 1、数字电流表工作原理 1、1采样电阻网络 原理如下图所示，输入被测电流通过量程转换开关S1―― S4,流经采样电阻R1――R4,由欧姆定律可知：U=I*R,因而转换输出电压为0V ------ 0、1V的电压，输出电压可再经后续放大电路放大处理。 1、2高共模抑制比放大电路 如下图，由双运放组成的同相输入高共模抑制比放大电路，其闭环输出可表示为：
数字转速表的设计方案
数字转速表的设计方案 第1章前言 单片机作为嵌入式微控制器在工业测控系统，智能仪器和家用电气中得到广泛应用。虽然单片机的品种很多，但MCS-51系列单片机仍不失为单片机中的主流机型。本课程一MCS-51系列以及派生系列单片机芯片为主介绍单片机的原理与应用，与其特点是由浅入深，注重接口技术和应用。 近年来，微型计算机的发展速度足以让世人惊叹，以计算机为主导的信息技术作为一种崭新的生产力，正在向社会的各个领域渗透，也使机电一体化的进程大大加快。 机电一体化是当今制造技术和产品发展的主要倾向，也是我国机电工业发展的必由之路。可以认为，它是用系统工程学的观点和方法，研究在机电系统和产品中如何将机械、计算机、信息处理和自动控制技术综合应用，以求机电系统和产品达到最佳的组合。机电一体化产品所需要的是嵌入式微机，而单片机具有体积小、集成度高、功能强等特点，适于嵌入式应用。智能仪器、家用电器、数控机床、工业控制等机电设备和产品中竟相使用单片机。 就目前而言，单片机的发展势头依然不减，各种型号和功能更强的单片机和超级接口芯片不断出现，进一步向高层次发展的重要标志就是构成多机系统和分布式网络。世界上单片机芯片的产量以每年27%的速度递增，到本世纪初已达30亿片，而我国的年需求量也超过了亿片的数量，这表明单片机有着广阔的应用前景。本课程设计主要针对目前我国早期应用比较广泛的“MCS-51”单片机进行系统的讲解和分析。为使用和开发各类机电一体化设备和仪表建立基础。 第2章基本原理 利用AT89C51作为主控器组成一个转速表。电机转速采用光电脉冲传感器来测量，设置定时器/计数器T0和T1，利用其部定时器T1设置为定时方式，且定时时间为1s。计数器T0设置为外部脉冲计数工作方式，设在1s测量的脉冲个数为n，又由于脉冲频率为60个脉冲/转，故测到转速n就是脉冲频率。定时1s，在1s允许中断，每中断一次，软件计数器加1，1s后，关闭中断，则软件计数器即为1s的脉冲数，通过计数一
自动检测课程——转速检测试验报告
实验一霍尔测速和光电测速实验 一、实验目的： 了解霍尔组件的应用——测量转速。 二、实验仪器： 光电传感器、霍尔传感器、+5V、+4、±6、±8、±10V直流电源、转动源、频率/转速表。 三、实验原理； 如图1，霍尔传感器和光电传感器已安装于传感器支架上，且霍尔组件正对着转盘上的磁钢。光电传感器正对着测速圆盘的通孔。 a霍尔测速 b 光电测速 图1 霍尔测速原理：利用霍尔效应表达式：U H＝K H IB，当被测圆盘上装上N只磁性体时，转盘每转一周磁场变化N次，每转一周霍尔电势就同频率相应变化，输出电势通过放大、整形和计数电路就可以测出被测旋转物的转速。 光电测速原理：光电式转速传感器有反射型和透射型二种，本实验装置是透射型的，传感器端部有发光管和光电池，发光管发出的光源通过转盘上的孔透射到光电管上，并转换成电信号，由于转盘上有等间距的6个透射孔，转动时将获得与转速及透射孔数有关的脉冲，将电脉计数处理即可得到转速值。转盘每转一周输出N个脉冲信号，计数器可以测出脉冲信号的频率（Hz），可按n=f*60/N计算转速。 四、实验内容与步骤 霍尔测速步骤 1．将+5V电源接到三源板上“霍尔”输出的电源端，“霍尔”输出接到直流电压表。用手转动测速圆盘，观测输出电压与霍尔传感器相对测速圆盘位置的关系。 2．将“霍尔”输出接到频率/转速表（切换到测转速位置）。 3．打开实验台电源，选择不同电源+4V、+6V、+8V、+10V、12V（±6）、16V（±8）、20V（±10）、24V驱动转动源，可以观察到转动源转速的变化，待转速稳定后记录相应驱动电压下得到的转速值和频率值 4用示波器观测霍尔元件输出的脉冲波形，记录其频率，根据测速圆盘的结构，换算转速；将示波器测得的转速作为实际转速与转速表测得的转速对比，计算误差。
基于单片机的数字钟设计
基于单片机的数字钟设计及时间校准研究﹡ 陈姚节戴泽军 （武汉科技大学计算机学院 430081 ） 摘要用单片机来设计数字钟，软件实现各种功能比较方便。但因软件的执行需要一定的时间，所以就会出现误差。对比实际的时钟，查找出误差的来源，并作出调整误差的方法，使得误差近可能的小，使得系统可以达到实际数字钟的允许误差范围内。 1 , 串 使用。采用一个频率为 11.0592 MHz 的晶振构成时钟电路。系统原理图如图 1 ： 图1 系统原理图 2．软件实现与流程 2.1 主程序
由于系统的主要功能都是有程序中断来完成的，主程序基本上没什么事可做，但因键盘扫描是通过程序查询的方式实现的，所以主程序只循环扫描键盘。主程序流程图如图2所示： 2.2 定时和串口程序 2.3 数据的显示与刷新 更新显示器涉及到两个操作：发数据和改片选信号。但实践发现，代码中无论是先改片选信号还是先发数据信号，都会出现重影（即相邻两位显示差不多）这也是动态扫描引起的。实践先该片选，则前一位的数据会在下一位显示一段时间；先发数据，则后一位的数据会在前一位显示一段时间。因而出现重影。解决这个问题的办法是先进行一个消影操作，然后再发片选，最后发数据。这样就很好地解决了重影问题。这样做的关键在于，在极短
的一段时间内让显示器都不亮，等一切准备工作都做好了以后再发数据，只要显示频率足够快，是看不出显示器有闪烁的（程序用定时中断频率作为显示更新频率，在表 1 中，只当更新率??00 赫兹时，才发现显示器有闪烁）。这段显示程序代码如下： P1=0 x00; // 消影 作为一次还是多次处理，必须有一个标准。程序中我用到了一个标志位，相当于中断系统的中断标志。当用户按下键时，标志清零，松开键时，标志恢复；键按下超过一定时间（靠一扫描计数器判定）后，恢复标志，则经过一定的时间延迟（也靠一扫描计数器判定）可以响应一次按键（即一次按键的多次响应）。而事实上，键盘响应程序就是一个事件触发器，键盘的每一个状态（按下，松开, 点击）都可能引发一段响应程序（如：重新设定键按下 =>
数字转速表课程设计报告
目录 第1章概述 0 2.1 基本原理 (2) 2.2 设计思路 (2) 2.3 设计方案 (2) 第3章硬件电路设计 (4) 3.1按键设计电路图 (4) 3.2 显示电路设计图 (4) 第4章软件设计 (6) 4.1主程序流程及说明 (6) 4. 2中断服务子程序 (7) 4.3键盘扫描程序 (7) 第5章系统调试及软件仿真 (9) 5.1 程序调试 (9) 5.2 硬件电路调试 (10) 第6章总结 (12) 第6章总结 (12) 参考文献 (14) 附录A (15) 系统原理图： (15) 附录B (16) 程序清单： (16) 第1章概述 随着科学技术特别是微型计算机技术的高速发展，单片微机技术也获
得了飞速发展。目前，单片机已经在日常生活和控制领域等方面得到广泛的应用，它正为我国经济的快速发展发挥着举足轻重的作用。作为自动化专业的一名工科学生应该牢牢掌握这一重要技术。而课程设计这一环节是我们提高单片机应用能力的很好机会，也是我们学好这一课程的必经环节。通过课程设计可以进一步巩固我们前面所学理论知识，使我们对单片机理论知识有一个深刻的认识和全面的掌握。另外通过这一真正意义上的实践活动，我们可以从中发现自己不足之处并能够在自己的深思下和老师的指导下得到及时的解决。再次，它能使我们的应用能力和科技创新能力得到较大的提高。 本课程设计是单片机系统在测速方面的简单应用。目前单片机技术已经在电机转速等为控制对象的控制系统中得到了广泛的应用，而在这一控制过程中必须通过单片机来测量转速。基于此本课程设计利用89C51单片机及外围电路来设计一个数字转速表。通过测量转速所对应的方波脉冲来测量转速，其转速可以通过键盘输入给定，同时其具体数值也可以在LED 上显示出来。 单片机作为嵌入式微控制器在工业测控系统，智能仪器和家用电气中得到广泛应用。虽然单片机的品种很多，但MCS-51系列单片机仍不失为单片机中的主流机型。本课程一MCS-51系列以及派生系列单片机芯片为主介绍单片机的原理与应用，与其特点是由浅入深，注重接口技术和应用。 机电一体化是当今制造技术和产品发展的主要倾向，也是我国机电工业发展的必由之路。可以认为，它是用系统工程学的观点和方法，研究在机电系统和产品中如何将机械、计算机、信息处理和自动控制技术综合应用，以求机电系统和产品达到最佳的组合。机电一体化产品所需要的是嵌入式微机，而单片机具有体积小、集成度高、功能强等特点，适于嵌入式应用。智能仪器、家用电器、数控机床、工业控制等机电设备和产品中竟相使用单片机。
车床主轴传动系统课程设计公比1.41转速12级
目录 一、机床总体设计---------------------------------------------------------------------2 1、机床布局--------------------------------------------------------------------------------------------2 2、绘制转速图-----------------------------------------------------------------------------------------4 3、防止各种碰撞和干涉-----------------------------------------------------------------------------5 4、确定带轮直径--------------------------------------------------------------------------------------5 5、验算主轴转速误差--------------------------------------------------------------------------------5 6、绘制传动系统图-----------------------------------------------------------------------------------6 二、估算传动件参数确定其结构尺寸-------------------------------------------7 1、确定传动见件计算转速--------------------------------------------------------------------------7 2、确定主轴支承轴颈尺寸--------------------------------------------------------------------------7 3、估算传动轴直径-----------------------------------------------------------------------------------7 4、估算传动齿轮模数--------------------------------------------------------------------------------8 5、普通V带的选择和计算-------------------------------------------------------------------------8 三、机构设计--------------------------------------------------------------------------10 1、带轮设计-------------------------------------------------------------------------------------------10 2、齿轮块设计----------------------------------------------------------------------------------------10 3、轴承的选择----------------------------------------------------------------------------------------10 4、主轴主件-------------------------------------------------------------------------------------------10 5、操纵机构-------------------------------------------------------------------------------------------10 6、滑系统设计----------------------------------------------------------------------------------------10 7、封装置设计----------------------------------------------------------------------------------------10 8、主轴箱体设计-------------------------------------------------------------------------------------11 9、主轴换向与制动结构设计----------------------------------------------------------------------11 四、传动件验算-----------------------------------------------------------------------11 1、齿轮的验算----------------------------------------------------------------------------------------11 2、传动轴的验算-------------------------------------------------------------------------------------13 五、设计感想--------------------------------------------------------------------------17 六、参考文献--------------------------------------------------------------------------17
基于51单片机的数字钟设计
20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。 单片机模块中最常见的是数字钟，数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。 本课题主要研究的是基于单片机的数字钟设计，采用AT89C51单片机作为系统的主控芯片,外接LED显示电路,按键电路，晶振电路，复位电路模块构成一个简单的数字钟。通过按键电路能对时、分、秒分别进行设置和实时调整，并将结果显示在数码管上。
1 引言 (3) 2 单片机介绍 (4) 3 数字钟硬件设计 (4) 3.1系统方案的确定 (4) 3.2功能分析 (4) 3.3数字钟设计原理 (5) 3.3.1键盘控制电路 (5) 3.3.2晶振电路 (6) 3.3.3复位电路 (7) 3.3.4数码显示电路 (7) 4.数字钟的软件设计 (8) 4.1程序设计内容 (8) 4.2源程序 (9)
1 引言 在单片机技术日趋成熟的今天，其灵活的硬件电路和软件电路的设计，让单片机得到广泛的应用，几乎是从小的电子产品，到大的工业控制，单片机都起到了举足轻重的作用。单片机小的系统结构几乎是所有具有可编程硬件的一个缩影，可谓是“麻雀虽小，肝胆俱全”，单片机的学习和研究是对微机系统学习和研究的简捷途径。基于单片机的定时和控制装置在许多行业有着广泛的应用，而数字钟是其中最基本的，也是最具有代表性的一个例子[1]，用数字电路实现对时、分、秒数字显示的计时装置。因为机具有体积小、功耗低、功能强、性价比高、易于推广应用的优点，在自动化装置、智能仪器表、过程控制、通信、家用电器等许多领域得到日益广泛的应用[2]，因此具有很大的研究价值。