摩托车电子速度表电路设计Word下载.docx

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社会的发展,尤其是摩托车行业发展的需求,对于产品的品质和性能有了更高的要求｡如何有效地测试､控制摩托车的速度成为进一步提升摩托车的品质和性能的关键｡在日常生活中我们可以发现摩托车已经成为人们必不可少的工具，所以摩托车速度表的设计可以给人们带来更多的方便和安全。

2相关芯片及硬件电路设计

2.1CD4511芯片

2.1.1CD4511功能特性

CD4511是七段译码十六进制锁存译码驱动芯片。

译码、驱动芯片由译码器和输出缓冲器构成，输出电流最大值可达25mA。

它能将四位二进制数编码转换为七段LED显示器的字段码，同时具有所存和驱动能力。

2.1.2CD4511的各引脚介绍

CD4511引脚图和功能如下：

CD4511引脚图

CD4511真值表

各引脚的名称：

其中7、1、2、6分别表示A、B、C、D；

5、4、3分别表示LE、BI、LT；

13、12、11、10、9、15、14分别表示 

a、b、c、d、e、f、g。

左边的引脚表示输入，右边表示输出，还有两个引脚8、16分别表示的是VDD、VSS。

各引脚功能：

BI：

4脚是消隐输入控制端，当BI=0时，不管其它输入端状态是怎么样的，七段数码管都会处于消隐也就是不显示的状态。

LE：

锁定控制端，当LE=0时，允许译码输出。

LE=1时译码器是锁定保持状态，译码器输出被保持在LE=0时的数值。

LT：

3脚是测试信号的输入端，当BI=1，LT=0时，译码输出全为1，不管输入DCBA状态如何，七段均发亮全部显示。

它主要用来检测数7段码管是否有物理损坏。

A1、A2、A3、A4、为8421BCD码输入端。

a、b、c、d、e、f、g：

为译码输出端，输出为高电平1有效。

CD4511的里面有上拉电阻，可直接或者接一个电阻与七段数码管，其真值表如下：

2.1.3CD4511芯片应用

CD4511应用电路

用CD4511实现LED与单片机的并行接口方法如下图：

用CD4511实现LED与单片机的并行接口

2.2CD4553芯片

2.2.1CD4553功能特性

集成电路CD4553是三位二—十进制（BCD）码计数器，它只有一组BCD码输出端Q0—Q3，但是通过分时控制，可形成三位十进制数字显示，不仅节省了译码器，也是电路结构简化。

它的工作频率高达7MHz,而且具有所存功能，适合于多为计数器使用。

只有1个输出端，要完成3位输出，采用扫描输出方式，通过它的选通脉冲信号，依次控制3位十进制的输出，从而实现扫描显示方式。

2.2.2CD4553各引脚介绍

CD4553的引脚图和功能如下：

CD4553引脚图

其内部框图和功能表如下

CD4553内部框图

CD4553功能表如下

CD4553功能表

CD4553 

引脚功能：

CLOCK：

计数脉冲输入端，下降沿有效。

CIA、CIB：

内部振荡器的外界电容端子。

MR：

计数器清零（只清计数器部分），高电平有效。

LE：

锁定允许。

当该端为低电平时，3组计数器的内容分别进入3组锁存器，当该端为高电平时，锁存器锁定，计数器的值不能进入。

DIS：

该端接地时，计数脉冲才能进行计数。

DS1、DS2、DS3：

位选通扫描信号的输出，这3端能循环地输出低电平，供显示器作为位通控制。

Q0、Q1、Q2、Q3：

BCD码输出端，它能分时轮流输出3组锁存器的BCD码。

CD4553内部虽然有3组BCD码计数器（计数最大值为999），但BCD的输出端却只有一组Q0～Q3通过内部的多路转换开关能分时输出个、十、百位的BCD码，相应地，也输出3位位选通信号。

例如：

当Q0～Q3输出个位的BCD码时，DS1端输出低电平；

当Q0～Q3输出十位的BCD码时，DS2端输出低电平；

当Q0～Q3输出百位的BCD码时，DS3端输出低电平时，周而复始、循环不止。

2.2.3CD4553的相关应用

6位数字显示电路

2.3CD40106芯片

2.3.1CD40106的功能特性

CD40106由六个施器电路组成。

每个电路均为在两输入端具有斯密特触发器功能的反相器。

触发器在信号的上升和下降沿的不同点开、关。

上升电压（VT+）和下降电压（VT-）之差定义为滞后电压。

2.3.2CD40106的各引脚介绍

CD40106的引脚图和功能如下：

CD40106引脚图

CD40106的引脚功能：

24681012 

数据输出端

13591113 

数据输入端

14电源正

7接地

其内部图如下

CD40106内部框图

2.4速度检测电路

速度检测电路采用红外光电传感器，它由一对红外发射管及接受管组成，红外发射管及接受管分别固定在摩托车前轮两侧，当车轮转动时，车轮上的辐条因当光而使红外接受管可以在车轮旋转一周内产生多个脉冲，脉冲数的多少取决于辐条的数量。

该脉冲信号经IC1的触发器6整形后被送入IC2计数。

2.5计数译码及显示电路

计数译码显示器主要由3位计数器IC2组成，它们以同步方式级联，与内部的锁存器和转换器配合，由IC2的四个输出端提供与分时同步输出的控制信号，形成动态扫描方式，驱动显示器工作。

IC2的LE端为锁存控制端，低电平送数，高电平所存。

R端为复位控制端，高电平复位。

IC3为BCD-七段译码/驱动器，它与3位共阴极数码管构成译码显示电路。

2.6时基闸门发生器

时基闸门发生器有两个作用，一是给IC2建立一个合适的清零周期，也就是闸门时间，以便不断获得采样的速度值。

另一个作用是使IC2适时的锁存与送数，以便在IC2复位计数器期间将原来的速度只保存。

电路的时基信号由IC1的触发器1与R3、C1组成的多谐振荡器产生，触发器2为缓冲级，C2、R4构成微分信号，经触发器3整形后作为锁存信号，使IC2将所计数值锁存。

触发器4，5及C3、R5构成复位脉冲，使IC2复位。

时基闸门的频率推导过程如下：

设t时间来了p个脉冲信号。

则走过的距离为PπD/N

即每秒走过的距离为PπD/Nt（米/秒）

折算为速度有V=P（πD/Nt）（h/k）

其中h=3600sk=1000m

当πDh/Ntk=1时，有P=V（即计数值代表速度）

时基闸门频率用f=1/t=Nk/Dπh

注：

D——车轮的直径（m）

N____辐条数

2.7摩托车电子速度表设计

摩托车电子速度表

上图为摩托车电子速度表的电路。

整个电路由速度检测电路、计数译码及显示电路何时基闸门发生器三部分组成。

总结

经过近多日的努力，终于将本次课程设计做完了，但由于水平有限，文中肯定有很多不恰当的地方，请老师指出其中的错误和不当之处，使我能做出改正，我会虚心接受。

在本次课程设计过程中，我增强了自己的动手能力和分析能力。

通过跟老师和同学的交流，也通过自己的努力，我按时完成了这次课程设计。

在此过程中，熟悉了CD4511和CD4553芯片的逻辑功能，了解了摩托车电子速度表的工作原理，学会了如何查找资料也看到了很多自己的不足之处。

在以后的学习生活中，我会努力学习专业知识，完善自我，为将来的发展做好充分的准备。

总之，在这次课程设计中，我受益匪浅，学到了很多书本上所没有的东西，懂得了理论和实际了解的重要性。

在以后的学习中，我不仅要把理论知识掌握牢固，更要提高自己的动手能力和分析能力。

致谢

通过一周的努力，终于将数电课程设计完成了，在完成课程设计的这一周中，李如昌老师给予了我很大的帮助。

他不仅是指导我完成了设计，还教会了我做设计的一般步骤、设计思想和设计方法。

当我对此课程设计无从下手的时候，李老师专心地为我讲解，为我解决了很多实际存在的困难和问题。

他利用课余时间专程赶来为我们梳理流程，讲解原理，使我对此次的课程设计能圆满完成增添了很多信心，真正的从心理和解决实际问题上为我树立了很好的榜样，我为能有这样的好老师而感觉到骄傲，每每对课程设计的撰写产生疑问时，他为我提纲挈领、梳理脉络，使我确立了本文的框架。

在此我衷心的感谢一直不辞辛劳、认真负责为我指明方向的李如昌老师，也要感谢教会我知识的学校为我们提供学习场所和优秀的教职工。

通过这次的课程设计，不仅使我学到了很多专业方面的知识，也让我明白了不畏困难、勇于攀登艰难的重要性，这对我未来的学习和生活产生很大的影响。

在此，再次感谢我的学校和李老师。

参考文献

[1]数字电子技术基础简明教程（第三版）

清华大学电子学教研组编余孟尝主编

高等教育出版社北京

[2]模拟电子技术基础简明教程（第三版）

清华大学电子学教研组编杨树行主编

[3]电子技术基础数字部分（第四版）

华中理工大学电子学教研室编康华光主编

[4]电子技术基础模拟部分（第四版）

华中理工大学电子教研室编康华光主编

[5]数字集成电路应用300例

人民邮电出版社黄继昌主编

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