北工大自行车里程表 - 图文

北京工业大学数字电路实验报告

电控 自动化

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设计题目：自行车里程表

一、实验要求

（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：

（三）设计要求

1、显示数字为3位，精度为0.1公里，即（00.0——99.9公里）。 2、数码管要有小数点显示，即个位与十位间的小数点要亮起来。

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3、要标明你所设计的条件（轮周长、辐条数等），给出根据条件不同进行调整的方法。

4、结构简单、所用芯片尽量少、成本低、易于制作。

5、所用芯片与元件尽量在参考元器件范围内选择（实验室没有的需自行解决） 6、要制作一个模拟的（或真实的）测试模型，以便进行实际的测试。尽量做到结构合理、可靠，结构设计要作为考核的重要部分。

（四）发挥部分

从实用角度考虑，尝试加上你认为可以完善、改进的功能（如节电功能、

显示清零等）。

（五）参考元器件和芯片

CD40106；CD4518(或CD4017,74LS161等)；74LS21,74LS08,CD4011(或74LS00)；CD4553,CD4543；共阴（共阳）数码管；NPN(PNP)开关管；红外光电传感器等；电阻，电容若干

二、设计方案

此实验分为4个部分：光控电路设计及脉冲整形、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）。

首先将红外传感器接收到的轮辐脉冲整形成规则的方波，然后接入轮辐计数器中。脉冲整形电路选用CD40106。

在考虑轮辐计数分频器的时候，想到了CD4518和161两种芯片。由于CD4518是十进制的计数器，比161的二进制计数器更加方便。因此决定选用CD4518作为轮辐计数分频器。

所以我们打算以CD40106为脉冲整形，若干CD4518作为轮辐计数分频器，CD4553作为三数字BCD译码器的数位显示部分，CD4543作为7段共阴数码管驱动芯片。

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（一）元件清单

74LS21（1） 74LS00（1）； 40106（1）； CD4553（1）； CD4518（2）； CD4543（1）；

三位共阴八位数码管（1）； 1K欧姆电阻（14） 10uf电容（1）

（二）光控电路及脉冲整形部分

1．当轮辐扫过红外传感器后，接收到的信号通过施密特触发器进行脉冲整形，得到标准的方波信号，然后将信号输入轮辐计数器中。

施密特触发器输入脉冲由红外对管（光偶）来提供，通过光偶将信号记录下来然后将信号输入到CD40106中进行整形得到规则的信号。 2．光控电路及脉冲整形芯片

CD40106芯片资料 CD40106引脚图

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引脚功能：

2 4 6 8 10 12 数据输出端 1 3 5 9 11 13 数据输入端 14 电源正 7 接地

CD40106由六个斯密特触发器电路组成。每个电路均为在两输入端具有斯密 特触发器功能的反相器。触发器在信号的上升和下降沿的不同点开、关。上升电压(V T+)和下降电压(V T-)之差定义为滞后电压。

（三）轮辐计数电路

1．此部分设计要求：当电路接收到方波信号后开始计数，当计数达到车轮走过 0.1公里所需的轮辐数时，此计数电路进位输出一并自动清零，开始进入下一个 计数周期。最初设定车轮（风扇代替）直径为7.7cm则传感器处每通过3820个 轮辐，车轮走过0.1公里，由此确定此计数器应为3820进制 根据所给元件，可以用2片CD4518组成3820进制计数器， 2．轮辐计数器电路芯片简介： CD4518引脚图

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