数字测速系统课程设计.doc

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摘        要
　　　转速测量是伺服控制系统重要组成部分。迄今为止，测速可分为两大类：模拟电路测速和数字电路测速。微电子技术的发展，数字测速技术的进步，数字测速性能的提高，使数字测速受到人们的重视。随着微电子技术的发展、计算机技术的成熟，出现了以数字电子器件为核心的数字测速装置。这样的速度测量装置测量范围宽、工作方式灵活多变、适应面广，具有普通数字测速装置不可比拟的优越性。
　　　本文应用光电传感效应的原理，通过在转盘上钻洞形成转盘,两旁分别用一个光发射管和光接受器，实现光电信号的转换以及高低电平的变化，并且利用运放和施密特整形电路形成编码脉冲。利用变压器的减压，和镇流器的镇流，稳压管的稳压，使220伏的家用交流电变成5伏的直流电，以适合芯片的电压。用74LS90实现计数器对编码脉冲进行计数，再用74LS175实现寄存器，接着通过CD4511对寄存器的数据进行译码，最后通过数码管演示出来，从而实现转速测量。
　　　此数字测速系统还实现了低数报警的功能，利用可重复单稳态的原理，当转机慢到一定值时，就会产生失落脉冲，并启动报警器，当转数达到一定数时报警器会自动关闭。还利用RS触发器和单稳态的原理对寄存器进行清零和保存。
除此之外，利用D触发器的原理，用两个光电效应管，一个作为D触发器的脉冲，一个作为数据处于，用一个发光二极管对输出端进行判断其高低电平，从而判断转机的正反转。
关键词： 码盘    转速测量    测量时间    编码脉冲    失落脉冲

目        录
1  设计任务……………………………………………………………………………………4
2  方案选择……………………………………………………………………………………2
　　2.1  方案选择一…………………………………………………………………………3
　　2.1  方案选择二…………………………………………………………………………4
3  数字测速系统电路的设计…………………………………………………………………6
　　3.1  电路的总方案图……………………………………………………………………7
　　3.2  电路实现测速的原理………………………………………………………………8
　　3.3  单元电路解说………………………………………………………………………9
　　　　　3.3.1  电源电路……………………………………………………………………10
　　　　　3.3.2  放大电路以及施密特整形电路……………………………………………11
　　　　　3.3.3  控制电路……………………………………………………………………12
　　　　　3.3.4  报警电路……………………………………………………………………13
　　　　　3.3.5  波形产生电路………………………………………………………………14
　　　　　3.3.6  计数以及寄存电路…………………………………………………………15
　　　　　3.3.7  译码以及显示电路…………………………………………………………16
　　　　　3.3.8  扩展电路……………………………………………………………………17
4  电路的仿真、焊接、调试…………………………………………………………………18
　　4.1  电路的仿真…………………………………………………………………………19
　　4.2  电路的焊接…………………………………………………………………………20
　　　　　4.2.1  元件的布局…………………………………………………………………21
　　　　　4.2.2  电路走线安排………………………………………………………………22
　　4.3  电路的调试…………………………………………………………………………23
5  实验数据以及误差分析…………………………………………………………………24
　　5.1  实验数据采集………………………………………………………………………25
　　5.2  误差分析……………………………………………………………………………26
　　　　　5.2.1  产生误差原因………………………………………………………………27
　　　　　5.2.2  减少误差的措施……………………………………………………………28
6  课程设计的收获、体会和建议……………………………………………………………29
致谢……………………………………………………………………………………………30
参考文献………………………………………………………………………………………34
附录……………………………………………………………………………………………31
　　　元件清单…………………………………………………………………………………32