电机转速的T法测量

电子技术综合训练

设计报告

题目：电机转速的T法测量

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日期：2013年

摘要

本设计为电机转速的T法测量，在设计中，用555构成的多谐振荡器产生时基脉冲，用74LS160构成十进制模100计数器对光电码盘送入的脉冲进行加计数，利用D触发器和与门作为计数电路的控制，用两个单稳态触发器控制锁存和清零，利用HEF4511BP驱动数码显示器，动态显示时基脉冲数，最后根据脉冲数计算电机转速。

关键词：555，计数，显示

Abstract

The design for the motor speed measurement method of T, in the design, multivibrator composed by 555 generation time-base pulse, pulse decimal mode 100 counter on the photoelectric encoder to count 74LS160, use D flip-flop and gate control as the counting circuit, two monostable trigger control latch and clear using the HEF4511BP driver, digital display, a time-base pulse number of dynamic

display, according to the calculation of the motor speed pulse.

Keywords: 555, counting, display

目录

1 设计任务和要求…………………………………………………………?

1.1设计任务……………………………………………………………?

1.2设计要求…………………………………………………………….?

2 系统设计…………………………………………………………………?

2.1系统要求…………………………………………………………….?

2.2方案设计……………………………………………………………?

2.3系统工作原理……………………………………………………….?

3 单元电路设计……………………………………………………………?

3.1 555振荡电路………………………………………………………?

3.1.1电路结构及工作原理……………………………………………?

3.1.2电路仿真…………………………………………………………?

3.1.3元器件的选择及参数确定……………………………………………?

3.2 计数电路和显示电路的设计……………………………………?

3.2.1电路结构及工作原理…………………………………………?

3.2.2电路仿真…………………………………………………………?

3.2.3元器件的选择及参数确定…………………………………………….?

3.3 整流电路与控制…………………………………………………………

4 系统仿真……………………………………………………………………?.

5 电路安装、调试与测试……………………………………………………?

5.1电路安装………………………………………………………………?

5.2电路调试………………………………………………………………?

5.3系统功能及性能测试…………………………………………………?

5.3.1测试方法设计………………………………………………………?

5.3.2测试结果及分析……………………………………………………?

6 结论…………………………………………………………………………?

7 参考文献……………………………………………………………………?

8 总结、体会和建议

附录

1设计任务和要求

1.1设计任务

根据已学过的知识，设计用T法测量电机转速的电路图，并显示电机的正反转，给出测量结果与转速的数量关系。

1.2设计要求

1）设计电路能够显示光电码盘的脉冲数的和，并显示电机的正反转；

2）给出有关器件的选型和参数计算过程；

3）给出测量的结果与转速的数量关系；

4）手绘电路原理图；

5）设计电路通过计算机仿真后制作电路板，完成调试。

2 系统设计

2.1 系统要求

1）设计电路能够可靠的工作；

2）电路满足要求的精度，显示各变量；

3）尽量简化电路，使制作电路板是的连线方式简单容易焊接；

4）做到电路板的经济最小化。

2.2方案设计

在本电路的设计过程中，用555和外加的门电路构成定时和控制的主电路，作为计数器的的计数和控制信号，用74LS160构成十进制模100计数器，对光电码盘送入的脉冲进行加计数。利用触发器和与门，作为电路的控制，在外部电源接通的情况下，控制计数器的工作状态，使计数器进行计数、保持计数、清零。为此，我们可以利用振荡电路的输出在触发器的配合下，利用上升沿启动计数器，下降沿清零的过程。为了使我们准确的知道计数的结果，将计数过程动态的显示出来，利用数码管驱动和七段码显示构成显示部分，准确的显示计数的结果。并且数码管的数据保持、清零状态与计数器的状态一致，利用同一个脉冲进行控制，在数码管显示的数据清零前显示的数字就是在这段时间里对电机光电码盘输出的脉冲数的和统计，最后根据脉冲数与电机转速的确定关系计算出电机的转速。为了使测得的转速比较精确，可以进行多次测量，最后求出平均值，这样就可以满足对精度的要求。因此，可将555构成多谐振荡，能够周期的工作。最后通过光电码盘输出信号的特点，利用触发器的输出电平的不同来为发光二级管供电，根据二级管是否发光来确定电机的正反转。

在本电路中，各器件对电源的要求较高，为了电路的可靠工作和器件的安全，在电路中加入了稳压电源，利用变压、整流的过程，直接将220V的工频电变为5V的直流电，保证电路的安全。

经过充分的考虑和广泛的查阅资料，以及我们目前所掌握的专业知识，这个方案中的各部分都能比较容易的实现。详细的掌握各部分的工作特点，可以将各部分较为准确的组合在一起，成为一个完整的整体。能够实现要求的功能，满足设计的要求。能够实现要求的功能，满足设计的要求。

２．3系统工作原理

电机在转动的过程带动光电码盘转动，在转动的过程中会有脉冲输出，如图1，电机的转速不能通过较为简单的装置进行测量，但码盘输出的脉冲可以通过电路比较容易的计算出。所以，为了电路的简单，可将电机的转速通过码盘