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1、西安工程大学本科毕业设计（论文）西安工程大学本科毕业设计（论文）1第一章 绪 论随着科学技术的发展，形形色色的转速测试器不断出现。它们的结构不同，性能各异。至今没有系统的分类方法，在这里只按测量原理和主要元件性质进行分类说明。按照测量原理主要分为测频法、测周期法两种基本的方法，以此提高测量精度。由于电子计数器所特有的1 个数的误差的存在，应根据转速脉冲频率的大小恰当选择测量方法。所谓测频法就是测量转速脉冲频率的方法，它用基准时间信号发生电路的脉冲来控制计数门的开闭，在单位时间内对来自转速传感器的脉冲进行计数；所谓测周期法就是测量转速脉冲周期的方法。它用传感器的脉冲来控制计数门的开闭，在转速脉冲
2、周期内对基准时间信号发生电路的脉冲进行计数，然后按 f=1/T 公式换算成转速脉冲的频率。目前按现有产品的主要构成元件分类，可分为晶体管式、集成电路式和单片机式。晶体管式所采用的元件主要是晶体管，有的晶体管式转速测试器设有记忆电路，其数码管不产生闪烁现象，显示效果较好，而且测量速度较高。顾名思义集成电路式转速测试器，所采用的元件是集成电路元件。由于集成电路具有重量轻、体积小、功耗小等优点，而且集成电路元件内设有显示电路，这使得转速测试器实现小型化。单片机的出现使得这种仪表的设计变得更加灵活。西安工程大学本科毕业设计（论文）西安工程大学本科毕业设计（论文）2第二章 硬件设计2.1 设计中主要的硬
3、件简介本设计中包括有 7805 组成的稳压电路、555 组成的施密特触发器、LCD 显示电路、以及以单片机部分的按键电路、复位电路、晶振电路等。在接下来的内容中我会具体详述以上所介绍过的各个硬件部分。2.2 7805 组成的稳压电路2.2.1 什么是 7805107805 三端稳压集成电路，电子产品中，常见的三端稳压集成电路有正电压输出的 78XX 系列和负电压输出的 79XX 系列。顾名思义，三端 IC 是指这种稳压用的集成电路，只有三条引脚输出，分别是输入端、接地端和输出端。它的样子像是普通的三极管，TO-220 的标准封装，也有 9013 样子的 TO-92 封装。用 78/79 系列三
4、端稳压 IC 来组成稳压电源所需的外围元件极少，电路内部还有过流、过热及调整管的保护电路，使用起来可靠、方便，而且价格便宜。该系列集成稳压 IC 型号中的 78 或 79 后面的数字代表该三端集成稳压电路的输出电压，如 7806 表示输出电压为正 6V，7909 表示输出电压为负 9V。因为三端固定集成稳压电路的使用方便，电子制作中经常采用。在实际应用中，应在三端集成稳压电路上安装足够大的散热器（当然小功率的条件下不用） 。当稳压管温度过高时，稳压性能将变差，甚至损坏。当制作中需要一个能输出 1.5A 以上电流的稳压电源，通常采用几块三端稳压电路并联起来，使其最大输出电流为 N 个 1.5A，
5、但应用时需注意：并联使用的集成稳压电路应采用同一厂家、同一批号的产品，以保证参数的一致。另外在输出西安工程大学本科毕业设计（论文）西安工程大学本科毕业设计（论文）3电流上留有一定的余量，以避免个别集成稳压电路失效时导致其他电路的连锁烧毁。图 2-1 7805 实物 图 2-2 7805 TO-220 封装管脚图2.2.2 本设计中的稳压电路本设计采用 78XX 系列中的 7805 集成稳压器的电路如图 2-3 所示，这是一个输出正 5V 直流电压的稳压电源电路。IC 采用集成稳压器 7805，C4、C6 和C5、C7 分别对应为输入端与输出端的滤高频和滤低频滤波电容。当输出电流较大时，7805
6、 应配上散热板。图 2-3 本设计中的稳压电路2.3 555 组成的施密特触发器4在数字电路或系统中，常常需要各种脉冲波形，例如时钟脉冲、控制过程的定时信号等。这些脉冲波形的获取，通常采用两种方法：一种是利用脉冲信西安工程大学本科毕业设计（论文）西安工程大学本科毕业设计（论文）4号产生器直接产生；另一种则是通过对已有信号进行变换，使之满足系统的要求。本本设计中由光电传感器采集到的信号便需要 555 定时器构成的施密特触发器来进行整形成方波。2.3.1 为什么使用施密特触发器从传感器得到的矩形脉冲经传输后往往发生波形畸变。当传输线上的电容较大时，波形的上升沿将明显变缓；当传输线较长，而且接受端的
7、阻抗与传输线的阻抗不匹配时，在波形的上升沿和下降沿将产生振荡现象；当其他脉冲信号通过导线间的分布电容或公共电源线叠加到矩形脉冲信号时，信号上将出现附加的噪声。无论出现上述的那一种情况，都可以通过用施密特反相触发器整形而得到比较理想的矩形脉冲波形。只要施密特触发器的 Vt+和 Vt-设置得合适，均能收到满意的整形效果。2.3.2 什么是施密特触发器及其作用2.3.2.1 什么是施密特触发器门电路有一个阈值电压，当输入电压从低电平上升到阈值电压或从高电平下降到阈值电压时电路的状态将发生变化。施密特触发器是一种特殊的门电路，与普通的门电路不同，施密特触发器有两个阈值电压，分别称为正向阈值电压和负向阈
8、值电压。在输入信号从低电平上升到高电平的过程中使电路状态发生变化的输入电压称为正向阈值电压，在输入信号从高电平下降到低电平的过程中使电路状态发生变化的输入电压称为负向阈值电压。正向阈值电压与负向阈值电压之差称为回差电压。施密特触发器是一种阈值开关电路，具有突变输入输出特性的门电路。这种电路被设计成阻止输入电压出现微小变化（低于某一阈值）而引起的输出电压的改变。利用施密特触发器状态转换过程中的正反馈作用，可以把边沿变化缓慢的周期性信号变换为边沿很陡的矩形脉冲信号。3输入的信号只要幅度西安工程大学本科毕业设计（论文）西安工程大学本科毕业设计（论文）5大于 Vt+，即可在施密特触发器的输出端得到同等
9、频率的矩形脉冲信号。当输入电压由低向高增加，到达 V+时，输出电压发生突变，而输入电压 Vi 由高变低，到达 V-，输出电压发生突变，因而出现输出电压变化滞后的现象，可以看出对于要求一定延迟启动的电路，它是特别适用的。2.3.2.2 施密特触发器的应用举例1. 用作接口电路将缓慢变化的输入信号，转换成为符合 TTL 系统要求的脉冲波形。2. 用作整形电路把不规则的输入信号整形成为矩形脉冲。1MOS CMOS正弦波1振荡器输入输出VVT+T-图 24 慢输入波形的 TTL 系统接口 图 25 脉冲整形电路的输入输出波形3. 用于脉冲鉴幅将幅值大于 VT+的脉冲选出。00VVIOVIOVV VT+
10、 T-tt1图 26 用施密特触发器鉴别脉冲幅度西安工程大学本科毕业设计（论文）西安工程大学本科毕业设计（论文）62.3.3 什么是“555”2.3.3.1 什么是“555”555 定时器是一种多用途的单片中规模集成电路。该电路使用灵活、方便，只需外接少量的阻容元件就可以构成单稳、多谐的施密特触发器。因而在波形的产生与变换、测量与控制、家用电器和电子玩具等许多领域中都得到了广泛的应用。目前生产的定时器有双极型和 CMOS 两种类型，其型号分别有 NE555（或5G555）和 C7555 等多种。通常，双极型产品型号最后的三位数码都是555，CMOS 产品型号的最后四位数码都是 7555，它们的
11、结构、工作原理以及外部引脚排列基本相同。一般双极型定时器具有较大的驱动能力，而 CMOS 定时电路具有低功耗、输入阻抗高等优点。555 定时器工作的电源电压很宽，并可承受较大的负载电流。双极型定时器电源电压范围为 516V，最大负载电流可达 200mA；CMOS定时器电源电压变化范围为 318V，最大负载电流在 4mA 以下。2.3.3.2 555 定时器的电路结构与工作原理1555 定时器内部结构：（1）由三个阻值为 5k 的电阻组成的分压器；（2）两个电压比较器 C1 和 C2：V+V，Vo=1； V+V，Vo=0。 图 2-7 555 定时器的图形符号（3）基本 RS 触发器；（4）放电
12、三极管 T 及缓冲器 G。2工作原理。当 5 脚悬空时，比较器 C1 和 C2 的比较电压分别为 和 。西安工程大学本科毕业设计（论文）西安工程大学本科毕业设计（论文）7（1）当 VI1 ，VI2 时，比较器 C1 输出低电平，C2 输出高电平，基本RS 触发器被置 0，放电三极管 T 导通，输出端 VO 为低电平。（2）当 VI1 时，比较器 C1 输出高电平，C2 也输出高电平，即基本 RS 触发器 R=1，S=1，触发器状态不变，电路亦保持原状态不变。CCsbit up = P14;sbit down = P15;sbit EN = P32;sbit RS = P30;sbit RW =
13、 P31;unsigned int speed = 0;unsigned int limit = 3000;unsigned char str = “speed:“;unsigned char str1 = “r/min“;unsigned char str2 = “limit:“;unsigned char i,j=0;float s,num = 100.0;void delay(unsigned char a)unsigned char i;西安工程大学本科毕业设计（论文）西安工程大学本科毕业设计（论文）33for(a;a0;a-)for(i=0;i limit) led = 0;else
14、 led = 1;void main()西安工程大学本科毕业设计（论文）西安工程大学本科毕业设计（论文）36LCD_init();timer_init();while(1)wdata(0,0x80);for(i=0;i6;i+) wdata(1,stri);wdata(1,0+speed/10000);wdata(1,0+(speed%10000)/1000);wdata(1,0+(speed%10000%1000)/100);wdata(1,0+(speed%10000%1000%100)/10);wdata(1,0+speed%10);for(i=0;i5;i+) wdata(1,str1
15、i);get_key();wdata(0,0xc0);for(i=0;i6;i+) wdata(1,str2i);wdata(1,0+limit/10000);wdata(1,0+(limit%10000)/1000);wdata(1,0+(limit%10000%1000)/100);wdata(1,0+(limit%10000%1000%100)/10);wdata(1,0+limit%10);西安工程大学本科毕业设计（论文）西安工程大学本科毕业设计（论文）37led_show();void timer0() interrupt 1 using 1TH0=0X3c; TL0=0Xaf;j+;if(j = 20)j = 0;s = (TH1*256 + TL1)/num*60;speed = (unsigned int) s;TH1 = 0x00;TL1 = 0x00;
