課程設(shè)計(jì)（論文）_數(shù)字測(cè)速系統(tǒng)

1、摘 要轉(zhuǎn)速測(cè)量是伺服控制系統(tǒng)重要組成部分。迄今為止，測(cè)速可分為兩大類：模擬電路測(cè)速和數(shù)字電路測(cè)速。微電子技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字測(cè)速技術(shù)的進(jìn)步，數(shù)字測(cè)速性能的提高，使數(shù)字測(cè)速受到人們的重視。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展、計(jì)算機(jī)技術(shù)的成熟，出現(xiàn)了以數(shù)字電子器件為核心的數(shù)字測(cè)速裝置。這樣的速度測(cè)量裝置測(cè)量范圍寬、工作方式靈活多變、適應(yīng)面廣，具有普通數(shù)字測(cè)速裝置不可比擬的優(yōu)越性。本文應(yīng)用光電傳感效應(yīng)的原理，通過(guò)在轉(zhuǎn)盤上鉆洞形成轉(zhuǎn)盤,兩旁分別用一個(gè)光發(fā)射管和光接受器，實(shí)現(xiàn)光電信號(hào)的轉(zhuǎn)換以及高低電平的變化，并且利用運(yùn)放和施密特整形電路形成編碼脈沖。利用變壓器的減壓，和鎮(zhèn)流器的鎮(zhèn)流，穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓，使220伏的家用交流電變

2、成5伏的直流電，以適合芯片的電壓。用74LS90實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)器對(duì)編碼脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，再用74LS175實(shí)現(xiàn)寄存器，接著通過(guò)CD4511對(duì)寄存器的數(shù)據(jù)進(jìn)行譯碼，最后通過(guò)數(shù)碼管演示出來(lái)，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速測(cè)量。此數(shù)字測(cè)速系統(tǒng)還實(shí)現(xiàn)了低數(shù)報(bào)警的功能，利用可重復(fù)單穩(wěn)態(tài)的原理，當(dāng)轉(zhuǎn)機(jī)慢到一定值時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生失落脈沖，并啟動(dòng)報(bào)警器，當(dāng)轉(zhuǎn)數(shù)達(dá)到一定數(shù)時(shí)報(bào)警器會(huì)自動(dòng)關(guān)閉。還利用RS觸發(fā)器和單穩(wěn)態(tài)的原理對(duì)寄存器進(jìn)行清零和保存。除此之外，利用D觸發(fā)器的原理，用兩個(gè)光電效應(yīng)管，一個(gè)作為D觸發(fā)器的脈沖，一個(gè)作為數(shù)據(jù)處于，用一個(gè)發(fā)光二極管對(duì)輸出端進(jìn)行判斷其高低電平，從而判斷轉(zhuǎn)機(jī)的正反轉(zhuǎn)。關(guān)鍵詞： 碼盤 轉(zhuǎn)速測(cè)量 測(cè)量時(shí)間 編碼脈沖

3、失落脈沖目 錄1 設(shè)計(jì)任務(wù)42 方案選擇22.1 方案選擇一32.1 方案選擇二43 數(shù)字測(cè)速系統(tǒng)電路的設(shè)計(jì)63.1 電路的總方案圖73.2 電路實(shí)現(xiàn)測(cè)速的原理83.3 單元電路解說(shuō)93.3.1 電源電路103.3.2 放大電路以及施密特整形電路113.3.3 控制電路123.3.4 報(bào)警電路133.3.5 波形產(chǎn)生電路143.3.6 計(jì)數(shù)以及寄存電路153.3.7 譯碼以及顯示電路163.3.8 擴(kuò)展電路174 電路的仿真、焊接、調(diào)試184.1 電路的仿真194.2 電路的焊接204.2.1 元件的布局214.2.2 電路走線安排224.3 電路的調(diào)試235 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以及誤差分析245.1

4、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集255.2 誤差分析265.2.1 產(chǎn)生誤差原因275.2.2 減少誤差的措施286 課程設(shè)計(jì)的收獲、體會(huì)和建議29致謝30參考文獻(xiàn)34附錄31元件清單32電路總圖331 設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)并制作測(cè)量電機(jī)轉(zhuǎn)速的數(shù)字測(cè)速系統(tǒng)。設(shè)計(jì)指標(biāo)：測(cè)量轉(zhuǎn)速可達(dá)0到40rad/s；轉(zhuǎn)速測(cè)量精度不得低于900/s；輸出計(jì)數(shù)值由數(shù)碼管顯示；低速報(bào)警；（速度低于設(shè)定值時(shí)，啟動(dòng)蜂鳴器報(bào)警，速度升高至設(shè)定值以上時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉蜂鳴器）。擴(kuò)展部分（可測(cè)定電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，發(fā)光二極管顯示。）2 方案選擇2.1 方案選擇一擴(kuò)展電路的方案選擇:方案一：利用555定時(shí)器構(gòu)成的可重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)電路的時(shí)延性以測(cè)定轉(zhuǎn)盤的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)，其電

5、路圖如圖1所示。圖1 555定時(shí)器構(gòu)成的可重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器方案二：利用74LS175寄存器以測(cè)定轉(zhuǎn)盤的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)，其電路圖如圖2所示圖2 74LS175寄存器測(cè)定轉(zhuǎn)盤的正反向由于方案一的電路比較復(fù)雜，對(duì)于555構(gòu)成的可重復(fù)單穩(wěn)態(tài)電路的延時(shí)時(shí)間的確定比較困難，而且在仿真的時(shí)候發(fā)現(xiàn)電路的實(shí)現(xiàn)不穩(wěn)定；而方案二的電路簡(jiǎn)單，在理論上有較強(qiáng)可行性，所以經(jīng)比較方法二較簡(jiǎn)單可行，所以取方案二。2.2 方案選擇二報(bào)警電路方案選擇：方案一：由555定時(shí)器和三極管構(gòu)成的報(bào)警電路如圖3所示。其中555定時(shí)器構(gòu)成多諧振蕩器，振蕩頻率f0143（R12R2）C，其輸出信號(hào)經(jīng)三極管推動(dòng)揚(yáng)聲器。PR為控制信號(hào)，當(dāng)PR為高

6、電平時(shí)，多諧振蕩器工作，反之，電路停振。圖3 由555定時(shí)器和三極管構(gòu)成的報(bào)警電路方案二：這是由555構(gòu)成的可重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)電路，如圖4所示：圖4 555定時(shí)器構(gòu)成可重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的報(bào)警器我們選用的是方案二的報(bào)警電路。方案一是一個(gè)多諧振蕩電路，當(dāng)?shù)谒亩擞须娫摧斎?，即輸入為高電平時(shí)，電路就會(huì)對(duì)三極管下面的電容進(jìn)行充放電，就會(huì)產(chǎn)生高低電平，就能驅(qū)動(dòng)喇叭嗡鳴。當(dāng)輸入為低電平時(shí)喇叭就不會(huì)嗡鳴。利用這個(gè)特點(diǎn)，把輸入端接到由數(shù)碼管的下端。可以根據(jù)所需在適合的數(shù)碼管下端接邏輯門來(lái)實(shí)現(xiàn)。這個(gè)電路的優(yōu)點(diǎn)是可以設(shè)置低速和高速報(bào)警。但這個(gè)電路有一個(gè)弊端就是一旦確定低于或高于那個(gè)速度，所設(shè)定的速度值就固定了，不

7、能改動(dòng)。而我們所選用的電路，用一個(gè)可調(diào)電位器可以根據(jù)所需隨時(shí)改變報(bào)警的最高速度，簡(jiǎn)單方便。而且不需要用到邏輯門，節(jié)省費(fèi)用。3 數(shù)字測(cè)速系統(tǒng)電路的設(shè)計(jì)3.1 電路的總方案圖數(shù)字測(cè)速系統(tǒng)總方案圖如圖5所示，其中采集到的信號(hào)通過(guò)運(yùn)算發(fā)達(dá)電路進(jìn)行放大以及施密特電路整形。每次計(jì)數(shù)時(shí)用時(shí)基信號(hào)產(chǎn)生的閘門信號(hào)啟動(dòng)計(jì)數(shù)器對(duì)輸入的脈沖信號(hào)計(jì)數(shù)，閘門信號(hào)結(jié)束即講計(jì)數(shù)結(jié)果送入寄存器同時(shí)也對(duì)計(jì)數(shù)器進(jìn)行清零，最后通過(guò)譯碼電路和顯示器顯示出所測(cè)速度來(lái)。信號(hào)采集放大、整形閘 門閘門控制信號(hào)計(jì)數(shù)器寄存器譯碼器顯示電路報(bào)警電路圖5 數(shù)字測(cè)速系統(tǒng)總方案圖3.2 電路實(shí)現(xiàn)測(cè)速的原理首先，通過(guò)光電管把不同的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成不同的電信號(hào)，

8、由于帶有間隙的轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)，使得發(fā)射管發(fā)射到接收管的光線在不被遮擋與遮擋兩個(gè)狀態(tài)之間交替，從而控制接收管的通斷，再由接收電路產(chǎn)生可區(qū)別的電信號(hào)，即是把信號(hào)區(qū)分為高低電平，并把接收電路接收到的信號(hào)輸入斯密特電路以起到整形作用。電路圖如圖6所示：圖6 信號(hào)采集電路然后，斯密特整形電路輸出的信號(hào)作為時(shí)鐘脈沖輸入到74LS90十進(jìn)制計(jì)數(shù)器之中，同時(shí)74LS90的清零信號(hào)由555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩電路控制，當(dāng)多諧振蕩電路為74LS90提供高電平時(shí)74LS90清零。當(dāng)多諧振蕩電路輸出為低電平時(shí)，由斯密特整形電路輸入到74LS90的脈沖使得74LS90計(jì)數(shù)，并在74LS90的輸出端輸出相應(yīng)的8421編碼的二

9、進(jìn)制數(shù)。由于多諧振蕩電路的每次經(jīng)歷的低電平時(shí)間可以通過(guò)多諧振蕩電路上的可調(diào)電阻調(diào)節(jié)，所以可把低電平的時(shí)間調(diào)為1s，則74LS90在1s內(nèi)所計(jì)的數(shù)就為轉(zhuǎn)盤所轉(zhuǎn)的個(gè)數(shù)，即為轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)的速度。由于轉(zhuǎn)盤上有十個(gè)間隙，所以測(cè)速精度為36°s。計(jì)數(shù)電路如圖7所示：圖7 施密特整形電路接著，74LS90輸出的二進(jìn)制數(shù)輸入到74LS175寄存器里，同時(shí)555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩電路也作為74LS175的時(shí)鐘脈沖而控制二進(jìn)制數(shù)的輸入。當(dāng)多諧振蕩電路為74LS175提供上升沿的時(shí)候，74LS175輸出的數(shù)值為74LS90當(dāng)前輸入到74LS175的二進(jìn)制數(shù)，而與此同時(shí)555定時(shí)器多諧振蕩電路為74LS90提

10、供了高電平，74LS90清零，并等待下一次低電平的到來(lái)再計(jì)數(shù)。而74LS175輸出的數(shù)值將保持到下一個(gè)上升沿的到來(lái)。寄存電路如圖8所示：圖8 計(jì)數(shù)、寄存電路最后，74175輸出的二進(jìn)制數(shù)輸入到CD4511中，CD4511把輸入的8421編碼的二進(jìn)制數(shù)譯成七段輸出a、b、c、d、e、f、g，用以驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管，以顯示轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速。譯碼顯示電路如圖9所示：圖9 譯碼顯示電路3.3 單元電路解說(shuō)3.3.1 電源電路電源電路圖如圖10所示，圖10 電源電路用一個(gè)變壓器把220V的家用交流電壓變?yōu)?V的小電壓。利用二極管單向?qū)ǖ脑恚盟膫€(gè)二極管構(gòu)成一個(gè)橋堆，對(duì)交流電進(jìn)行半波整形，再經(jīng)過(guò)一個(gè)電容對(duì)其整形，變

11、成供這個(gè)近似直流的電壓，但由于還有許多紋波，再用一個(gè)W7805穩(wěn)壓管變成5V的直流電壓，供此電路使用。3.3.2 放大電路以及施密特整形電路放大電路以及施密特整形電路如圖11所示，圖11 放大電路以及施密特整形電路由一個(gè)功放和兩個(gè)電阻組成的同相比例放大電路，放大系數(shù)為1R2/R1。調(diào)節(jié)R1可調(diào)節(jié)它的放大系數(shù)。由于那光電二極管產(chǎn)生電流需一定時(shí)間，所以出現(xiàn)的波形并不是標(biāo)準(zhǔn)的矩形波，須經(jīng)過(guò)一個(gè)施密特電路進(jìn)行整形。利用555定時(shí)器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器電路對(duì)電容的充放電和三極管的導(dǎo)通與截至使輸出為高低電平，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)波形的整形。如圖12所示為施密特電路的傳輸特性，圖13為555定時(shí)器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器的波

12、形圖。 圖12 施密特電路的傳輸特性 圖13 555定時(shí)器構(gòu)成施密特觸發(fā)器波形圖3.3.3 控制電路控制電路如圖14所示，圖14 控制電路此報(bào)警電路由一個(gè)RS觸發(fā)器和555定時(shí)器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器組成。其中RS觸發(fā)器的輸出端Q通過(guò)一個(gè)與門與上寄存器的脈沖信號(hào)形成按鍵封鎖電路來(lái)控制寄存器的脈沖。也就是說(shuō)當(dāng)一開(kāi)始的時(shí)候開(kāi)關(guān)打在R端，此時(shí)Q輸出低電平“0”，封鎖寄存器的脈沖輸入；而當(dāng)開(kāi)關(guān)打下S端的時(shí)候脈沖即可通過(guò)，讓寄存器正常工作。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的原理圖以及工作波形圖分別如下圖的圖15、圖16所示，圖15 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器原理圖 圖16 其工作波形當(dāng)開(kāi)關(guān)由R端打向S端的瞬間，由555定時(shí)器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)

13、器就會(huì)輸出脈寬為tW的脈沖，實(shí)現(xiàn)對(duì)寄存器的清零。3.3.4 報(bào)警電路報(bào)警電路圖如圖17所示，圖17 報(bào)警電路圖這是由555定時(shí)器構(gòu)成的可重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)電路，當(dāng)輸入負(fù)脈沖后，電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)，同時(shí)BJT導(dǎo)通，電容C放電。輸入脈沖撤除后，電容C充電，再VC未充到2/3VCC之前，電路處于暫穩(wěn)態(tài)。如果再此期間，又加入新的觸發(fā)脈沖，BJT又導(dǎo)通，電容C再次放電，輸出仍然維持在暫穩(wěn)態(tài)。只有在觸發(fā)脈沖撤除后且在輸出脈寬T時(shí)間間隔內(nèi)沒(méi)有新的脈沖觸發(fā)脈沖，電路才回到穩(wěn)定狀態(tài)。此輸入脈沖由經(jīng)過(guò)施密特整形后的脈沖提供，當(dāng)脈寬寬度超過(guò)tw即轉(zhuǎn)盤低于某個(gè)值時(shí)就會(huì)啟動(dòng)喇叭報(bào)警，當(dāng)脈寬寬度小于tw即轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速高于一定值時(shí)會(huì)自

14、動(dòng)關(guān)閉喇叭。twRCln3=1.1RC,可通過(guò)調(diào)節(jié)電位器R調(diào)節(jié)tw ，進(jìn)而調(diào)節(jié)報(bào)警的最低轉(zhuǎn)速。3.3.5 波形產(chǎn)生電路波形產(chǎn)生電路如圖18所示，圖18 波形產(chǎn)生電路這是由555構(gòu)成的多諧振蕩電路，利用D1,D2單向?qū)ㄌ匦詫㈦娙軨充電、放電回路分開(kāi)，再加上可調(diào)電位器調(diào)節(jié)，構(gòu)成了占空比可調(diào)節(jié)的多諧振蕩器。圖中VCC通過(guò)Ra、D1向電容C充電，充電時(shí)間為t1=0.7RAC電容器C通過(guò)D2、RB及555中的BJT放電，放電時(shí)間為t2=0.7RBC這脈沖是接到74LS90和74LS175的脈沖輸入，74LS90為下升沿觸發(fā)，74LS175為上降沿觸發(fā)，當(dāng)下降沿到來(lái)時(shí)74LS90開(kāi)始計(jì)數(shù)，經(jīng)過(guò)一個(gè)低電平

15、到達(dá)一個(gè)上升沿觸發(fā)寄存器74LS175把計(jì)數(shù)器的數(shù)傳到寄存器，再經(jīng)過(guò)下面的譯碼器和數(shù)碼管把數(shù)據(jù)顯示出來(lái)。即低電平為計(jì)數(shù)的時(shí)間即調(diào)好t2=1s。從而實(shí)現(xiàn)1秒的計(jì)數(shù)。波形圖如圖19所示，圖19 波形產(chǎn)生電路的波形圖3.3.6 計(jì)數(shù)以及寄存電路計(jì)數(shù)、寄存電路如圖20所示，圖20 計(jì)數(shù)、寄存電路本測(cè)速系統(tǒng)的計(jì)數(shù)、寄存電路是由三個(gè)74LS90計(jì)數(shù)器和三個(gè)74LS175寄存器組合而成的。4LS90是一個(gè)二五十計(jì)數(shù)器，現(xiàn)把QA與CPB脈沖接在一起便構(gòu)成了十進(jìn)制譯碼器。QA、QB、QC、QD是按8421BCD碼輸出的，把它們連接到74LS175那里，當(dāng)計(jì)數(shù)器來(lái)一個(gè)時(shí)鐘脈沖的時(shí)候就計(jì)數(shù)一次。而寄存器74LS17

16、5是由四個(gè)D觸發(fā)器組成的，當(dāng)有一個(gè)上升沿到來(lái)時(shí)就把計(jì)數(shù)器輸出的數(shù)傳到寄存器那里寄存，直到下一個(gè)上升沿到來(lái)。只要調(diào)節(jié)好脈沖的周期就可以測(cè)出一秒鐘的轉(zhuǎn)速。3.3.7 譯碼以及顯示電路譯碼、顯示電路如圖21所示，圖21 譯碼、顯示電路此電路是由寄存器CD4511組成的，對(duì)74LS175輸出的二進(jìn)制進(jìn)行譯碼。CD4511為BCD碼七段譯碼器，經(jīng)過(guò)數(shù)碼管顯示我們?nèi)菀鬃x出的十進(jìn)制數(shù)。由于這是一個(gè)精確到小數(shù)點(diǎn)后1位的，整數(shù)部分顯示兩位數(shù)，所以要用到三組計(jì)數(shù)，寄存，譯碼，顯示。3.3.8 擴(kuò)展電路可識(shí)別電機(jī)正傳、反轉(zhuǎn)4 電路的仿真、焊接、調(diào)試4.1 電路的仿真對(duì)電路的仿真尤為重要，只有仿真成功的電路我們才能認(rèn)

17、為是正確的電路我們用到的仿真軟件有EWB和Multisim2001。猶如軟件的缺欠，因?yàn)橛行╇娐酚肊WB是仿真不了的，而用另一軟件Multisim20001就可以，因此兩個(gè)仿真軟件結(jié)合來(lái)用，互補(bǔ)其不足。而兩個(gè)軟件又各有其特色的，EWB是嚴(yán)格按照元件接腳圖來(lái)連接電路的，因此此軟件接出來(lái)的圖可以用來(lái)打印，作為原理說(shuō)明圖；Multisim20001仿真軟件就不同，比如其中的芯片，它的元件管腳是按照接圖簡(jiǎn)易原則來(lái)分布的，因此這種軟件易于接圖仿真。我們仿真的原則是“小塊仿真，結(jié)合現(xiàn)實(shí)”。一個(gè)大型的電路圖在一個(gè)軟件是仿真運(yùn)行不了的，因此我們就分開(kāi)仿真，對(duì)每個(gè)單元電路進(jìn)行單獨(dú)的仿真，這樣就避免了仿真軟件所帶

18、來(lái)的缺陷了。同時(shí)，我們又考慮到軟件仿真是一個(gè)理想實(shí)現(xiàn)的過(guò)程，而在實(shí)際焊接出來(lái)的電路上是達(dá)不到這樣的理想狀態(tài)的，因此仿真時(shí)又要接近現(xiàn)實(shí)，要不，到時(shí)候?qū)嶋H上焊接出來(lái)的電路是實(shí)現(xiàn)不出想要的功能的。4.2 電路的焊接4.2.1 元件的布局元器件布局的原則是美觀，我們遵循的布局原則有一下幾點(diǎn)：1. 按電路模塊進(jìn)行布局，實(shí)現(xiàn)同一功能的相關(guān)電路成為一個(gè)模塊，電路模塊中的元件應(yīng)采用就近集中原則，同時(shí)數(shù)字電路和模擬電路分開(kāi)；2. 臥裝電阻、電感（插件）、電解電容等元件的下方避免布過(guò)孔，以免波峰焊后過(guò)孔與元件殼體短路；3. 金屬殼體元器件和金屬件（屏蔽盒等）不能與其它元器件相碰，不能緊貼印制線、焊盤，其間距應(yīng)大于

19、2mm。定位孔、緊固件安裝孔、橢圓孔及板中其它方孔外側(cè)距板邊的尺寸大于3mm；4. 發(fā)熱元件不能緊鄰導(dǎo)線和熱敏元件；高熱器件要均衡分布；5. 其他元器件布置：所有IC元件單邊對(duì)齊，有極性元件極性標(biāo)示明確，同一印制板上極性標(biāo)示不得多于兩個(gè)方向，出現(xiàn)兩個(gè)方向時(shí)，兩個(gè)方向互相垂直；6. 板面布線應(yīng)疏密得當(dāng)，當(dāng)疏密差別太大時(shí)應(yīng)以網(wǎng)狀銅箔填充，網(wǎng)格大于8mil(或0.2mm)；7. 貼片焊盤上不能有通孔，以免焊膏流失造成元件虛焊。重要信號(hào)線不準(zhǔn)從插座腳間穿過(guò)；8. 貼片單片對(duì)齊，字符方向一致，封裝方向一致；9. 有極性的器件在以同一板上的極性標(biāo)示方向盡量保持一致。4.2.2 電路走線安排1. 畫(huà)定布線區(qū)

20、域距PCB板邊1mm的區(qū)域內(nèi)，以及安裝孔周圍1mm內(nèi)，禁止布線；2. 電源線盡可能的寬，不應(yīng)低于18mil；信號(hào)線寬不應(yīng)低于12mil；cpu入出線不應(yīng)低于10mil（或8mil）；線間距不低于10mil；3. 正常過(guò)孔不低于30mil；4. 注意電源線與地線應(yīng)盡可能呈放射狀，以及信號(hào)線不能出現(xiàn)回環(huán)走線。4.3 電路的調(diào)試由于沒(méi)有示波器等調(diào)試電路的工具，我們就利用萬(wàn)能表測(cè)壓發(fā)和發(fā)光二極管觀察發(fā)對(duì)電路進(jìn)行調(diào)試。電路的調(diào)試分為局部調(diào)試和總體調(diào)試。首先是對(duì)電路局部的調(diào)試，我們每焊接完一個(gè)單元電路都要對(duì)電路進(jìn)行功能調(diào)試。調(diào)試的內(nèi)容有：接線的導(dǎo)通情況、個(gè)接點(diǎn)電壓大小、利用二極管對(duì)信號(hào)進(jìn)行觀察、功能實(shí)現(xiàn)情

21、況等。當(dāng)總體電路焊接出來(lái)以后就要進(jìn)行總體調(diào)試了，這就對(duì)電路是否實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)原定的功能進(jìn)行調(diào)試了，這一步是通過(guò)電路顯示數(shù)據(jù)來(lái)分析解決的。5 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以及誤差分析5.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集此數(shù)字測(cè)速系統(tǒng)采用周期性計(jì)數(shù)，即每1秒計(jì)算電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)，因此我們采用函數(shù)信號(hào)發(fā)生器模擬計(jì)數(shù)感應(yīng)管的輸入脈沖，將函數(shù)信號(hào)發(fā)生器設(shè)為輸出方波脈沖，頻率范圍在0HZ700HZ，然后看數(shù)碼管的輸出數(shù)據(jù)跟信號(hào)發(fā)生器的數(shù)據(jù)比較，以校準(zhǔn)電路中由555定時(shí)器組成的多諧振蕩電路的輸出周期。數(shù)據(jù)如下表1所示：多諧振蕩電路的實(shí)際充電電阻值多諧振蕩電路充放電電容值函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的輸入頻率數(shù)碼管顯示的數(shù)據(jù)多諧振蕩電路的低電平輸出周期多諧振蕩電路實(shí)

22、際測(cè)的放電電阻值多諧振蕩電路理論放電電阻值500022F50HZ25.10.5S31.1 KK32.47K500022F100HZ70.20.7S44.5 K45.45 K500022F200HZ16.10.8S51.1 K51.95 K500022F300HZ30.11S65.1 K64.93 K500022F400HZ44.11.1S72.0K71.42 K500022F500HZ60.01.2S78.9 K77.92 K500022F600HZ84.11.4S91.5 K90.91 K500022F700HZ70.01S64.8 K64.93 K表1 數(shù)據(jù)采集5.2 誤差分析5.2.1

23、產(chǎn)生誤差原因由于轉(zhuǎn)盤開(kāi)十個(gè)光隙，即轉(zhuǎn)盤每轉(zhuǎn)一圈，功能電路就會(huì)產(chǎn)生十個(gè)輸入脈沖，所以測(cè)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速的精度為36°s。在這一精度之下，測(cè)量的誤差最大為36°s。同時(shí)產(chǎn)生誤差的另外一個(gè)原因是對(duì)波形產(chǎn)生器精度的調(diào)節(jié)。要測(cè)量轉(zhuǎn)速，就是要測(cè)量每一妙轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)，因此只要在一秒內(nèi)對(duì)采集到的信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)輸出就是所得的速度了。這樣就要求波形產(chǎn)生器產(chǎn)生的波形要精確到一秒鐘所得的速度才是準(zhǔn)確的。還有一個(gè)就是元器件反應(yīng)的靈敏度了，特別是計(jì)數(shù)器清零信號(hào)的脈寬長(zhǎng)度，其脈寬長(zhǎng)度越短，靈敏度就越高，所得的數(shù)據(jù)就越精確。5.2.2 減少誤差的措施在我們的設(shè)計(jì)中，其測(cè)速原理是由555構(gòu)成的多諧振蕩電路為功能電路

24、提供1s的時(shí)間基準(zhǔn)，再由計(jì)數(shù)器測(cè)量在這1s內(nèi)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過(guò)的度數(shù)，以計(jì)量轉(zhuǎn)盤的速度。那么，要準(zhǔn)確測(cè)量轉(zhuǎn)盤的速度，1s的時(shí)間基準(zhǔn)就必須要調(diào)試得很準(zhǔn)確。我們可以通過(guò)調(diào)節(jié)555構(gòu)成的多諧振蕩電路上的電阻以確定1s的時(shí)間基準(zhǔn)。雖然多諧振蕩電路上電阻的阻值可以通過(guò)計(jì)算得到，但是實(shí)際上由于電路本身的元器件，結(jié)構(gòu)，以及外界環(huán)境的影響，而導(dǎo)致實(shí)際所需的電阻阻值與計(jì)算出來(lái)的理論值不同。為了解決由于理論電阻值與實(shí)際所需電阻值的不同而帶來(lái)的誤差，我們可以利用信號(hào)發(fā)生器來(lái)調(diào)節(jié)電阻到所需值，以得到1s的時(shí)間基準(zhǔn)。首先對(duì)功能電路輸入信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的信號(hào)，再觀察信號(hào)發(fā)生器上顯示的頻率并與功能電路顯示的數(shù)值比較，然后調(diào)節(jié)555多諧

25、振蕩電路上的電阻，使得信號(hào)發(fā)生器上顯示的頻率與功能電路顯示的數(shù)值相符，當(dāng)這兩個(gè)數(shù)值相符時(shí)，1s的時(shí)間基準(zhǔn)就確定下來(lái)了。而通過(guò)這種方法就可以解決由于理論電阻值與實(shí)際所需電阻值不同所帶來(lái)的誤差。6 課程設(shè)計(jì)的收獲、體會(huì)和建議6.1 實(shí)驗(yàn)收獲:兩周的課程設(shè)計(jì)已經(jīng)結(jié)束了。經(jīng)過(guò)我們小組的努力之后，我們終于完成了一個(gè)可以測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)速的東西。這是我們第一次這么系統(tǒng)這么綜合的做出一個(gè)實(shí)用的東西。把理論知識(shí)和動(dòng)手能力結(jié)合起來(lái)，不僅提高了我們動(dòng)手的能力，思考的精神，解決問(wèn)題的能力，同時(shí)也提高了我們的理論知識(shí)。把知識(shí)系統(tǒng)化，綜合化。也讓我們感覺(jué)到團(tuán)隊(duì)精神的重要性。也為以后在社會(huì)上做事奠定了一定的基礎(chǔ)。本次次數(shù)字測(cè)速系

26、統(tǒng)的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，從電路的構(gòu)思，到電路的焊接，再到電路的調(diào)試，最后使得電路的各個(gè)部分的功能順利實(shí)現(xiàn)是我們大家努力的成果。經(jīng)過(guò)本次數(shù)字測(cè)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，使枯燥難懂的專業(yè)理論知識(shí)在這種樂(lè)趣無(wú)窮的實(shí)踐中變得更容易理解,而得到了具體應(yīng)用?？v然，這是我們首次運(yùn)用我們?cè)谡n堂上學(xué)到的知識(shí)來(lái)設(shè)計(jì)電路，在設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中我們遇到了很多困難和挑戰(zhàn)，但是在這個(gè)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中我們得到很大的收獲。首先，本次實(shí)驗(yàn)是對(duì)我們平時(shí)所學(xué)的知識(shí)的檢驗(yàn)，通過(guò)這次實(shí)驗(yàn)我們要充分的利用所學(xué)的原理，以實(shí)現(xiàn)電路的各部分功能。只有牢靠地掌握電路的知識(shí)，通過(guò)對(duì)知識(shí)的綜合性運(yùn)用才能使電路的功能得以實(shí)現(xiàn)。其次，這是對(duì)我們所學(xué)知識(shí)的一次提升。書(shū)本上的理論在實(shí)際應(yīng)用中有一定的指導(dǎo)作用，但是實(shí)際上的問(wèn)題必需要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)解決。通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)，我們學(xué)到了更多的電路知識(shí)，并且提高了我們解決實(shí)驗(yàn)故障的能力。最后，本次實(shí)驗(yàn)是一次充滿樂(lè)趣的經(jīng)歷，使得我們對(duì)本學(xué)科的興趣大大提高;本次實(shí)驗(yàn)是一次大家分工協(xié)作的過(guò)程，使得我們的組織性的到提高；本次實(shí)驗(yàn)是一次對(duì)能力的訓(xùn)練，使得我們累積了豐富的經(jīng)驗(yàn)。 6.2 實(shí)驗(yàn)心得：通過(guò)這次數(shù)字測(cè)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，我們累