数字式里程表电路的设计

课程设计成果说明书

题目：数字式里程表电路设计学生姓名：

学号：

学院：班级：

指导教师：

浙江海洋学院教务处

年月日

I

浙江海洋学院课程设计成绩评定表2013—2014学年第 2 学期

数字式里程表电路设计

（东海科学技术学院机电系浙江舟山316000）

摘要

传统的车速表是机械式的，典型的机械式里程表连接一根软轴，软轴内有一根钢丝缆，软轴另一端连接到变速器某一个齿轮上，齿轮旋转带动钢丝缆旋转，钢丝缆带动里程表罩圈内一块磁铁旋转，罩圈与指针联接并通过游丝将指针置于零位，磁铁旋转速度的快慢引起磁力线大小的变化，平衡被打破指针因此被带动。这种车速里程表简单实用，被广泛用于大小型汽车上。

绝大数多轿车使用没有软轴的电子传感器的车速表，常见的一种是从变速器上的速度传感器获取信号，通过脉冲频率的变化使指针偏转或者显示数字表示汽车的时速。汽车里程表还包括由连接同一信号源的两个液晶数字显示窗，分别累计本次里程和总里程。

本次里程通常有四位数，供短期计数，这是可以清零的；总里程则有六位数，不能清零。电子式里程表累积的里程数字存储在非易失性存储器内，在无电状下态数据也能保存。我们现在做的是数字式里程表，随着数字技术的不断发展，数字集成电路在各个领域运用也越来越广泛。本文介绍用数字电路设计的里程表。

关键字：蜂鸣器；施密特触发器；计数器；其他电路；

目录

前言 (2)

1．工作原理................................................................................. 错误！未定义书签。2．主要单元电路设计 (2)

2.1施密特触发器 (2)

2.2 计数器 (2)

2．3方波信号 (3)

2.4超速报警 (4)

2.5里程和圈数 (4)

[参考文献] (6)

前言

随着数字技术的不断发展，数字集成电路在各个领域的应用越来越广泛。本文介绍一种用数字集成电路里程表。该里程表具有电路结构简单、计量精度高、工作稳定可靠、改变设计量程方便、成本低等特点。本来打算用传感器，但是仿真软件无法使用，就打算用方波输出信号到计数器，192和555还有蜂鸣器来做。

1.工作原理

里程表的工作原理框图如图1所示。输入方波信号计数器记录方波，将车轮转动信号转换为电信号。此信号幅值较小，经过比较器使其变成幅值较大的脉冲信号。由施密特触发器整形后送给计数器计数。计数器输出的8421BCD码经译码器译码后驱动LED显示器显示出计量结果。根据该框图设计的里程表电路如图1所示。

方波信号→计数器→放大器→逻辑电路

↓

显示器←译码器←计数器←施密特触发器

图1

2 主要单元电路的设计

2．1施密特触发器

运算放大器IC2以及R2～R6构成反相输出的施密特触发器。它对比较器输出的脉冲信号进行整形。IC2工作在开关状态，具有十分短的前后沿时间。阈电平主要由R3和R4决定。R5上的电压降提供小量的正反馈以便产生所需要的滞后，并防止电路振荡。

2．2计数器

十二级二进制计数器CD4040以及四输入端二与非门CD4012构成任意进制计数器。因为车轮的周长不是10的整数倍，所以用十进制计数器计数，最后显示的只能是车轮转动的圈数，而不是具体的公里数，设计任意进制计数器就是为了解决这一问题。

2．3方波信号

就是指电路系统中信号的质量，如果在要求的时间内，信号能不失真地从源端传送到接收端，我们就称该信号是方波信号。

信号具有良好的方波信号是指当在需要的时候，具有所必需达到的电压电平数值。差的方波信号不是由某一单一因素导致的，而是板级设计中多种因素共同引起的。主要的方波信号问题包括反射、振荡、地弹、串扰等。用信号发生器输出方波信号，一个周期计数为一圈。计数器一圈，显示屏显示为里程数3。

计数器用4输入，显示屏用7输入。计数器选用74LS160制作，传成一个集成计数器。

2.4超速报警

当输出为80或者超出时，XX第一位为8且第二位大于等于0时，输出为一，蜂鸣器报警。

2.5里程与圈数

假定一圈，里程数为3，则1-3,2-6，3-9,4-12,5-15。即输出为3，显示为9设计出输出和显示管之间的组合逻辑电路，当为3是0011，让0011变为1001

1．Protues仿真图

主要叙述Protues图的绘制包括

1．系统Protues图

2．绘制Protues图中遇到的问题及其解决过程

仿真出现错误，一开始的思路是使用传感器来做输出信号，但是仿真软件中没有，就拿方波当做是输出信号。

[参考文献]数字电子技术基础胡晓光主编

数字电子技术试验指导书

Q1施密特触发器在电路中的作用

A1它对比较器输出的脉冲信号进行整形，并防止电路振荡

Q2计数器在电路中的作用

A2所以用十进制计数器计数，最后显示的只能是车轮转动的圈数，而不是具体的公里数，设计任意进制计数器就是为了解决这一问题

Q3如何处理超速报警问题

A3在频率环节设定，既当频率大于一定值（假定为40时报警，即第一位大于等于4时报警）的时候输出低电平蜂鸣器报警

电子与信息工程专业课程设计

8