摩托车电子速度表剖析.doc

课 程 设 计姓名： 李大伟 班级： 12 电气 5 学号： 201224390522 指导教师： 张怡 信息科学与技术部2015 年 1 月 4 日电路工作原理电路工作原理 CD4511 芯片 CD4511 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 CD4511 的各引脚介绍 CD4511 引脚图和功能如下：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：CD4511 芯片应用图如下: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 CD4553 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。

CD4553 的引脚图和功能如下：其内部框图和功能表如下:CD4553 功能表如下: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。

CD4553 的相关应用CD40106 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(V T+) 和下降电压(V T-)之差定义为滞后电压 CD40106 的各引脚介绍 CD40106 的引脚图和功能如下：CD40106 的引脚功能： 2 4 6 8 10 12 数据输出端 1 3 5 9 11 13 数据输 入端 14 电源正 7 接地 其内部图如下速度检测电路 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 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=3600s k=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 摩托车电子速度表设计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器件清单器件清单器件名称规格或型号数量单位备注二极管1个发光二级管1个电阻100Ω1个电阻10k2个电阻680k1个电阻100k1个电阻270Ω7个电阻1k3个电容1μ1个电容1000p2个电容5100p1个三极管90123个三极管90141个CD45111个CD45531个数码管3个可行性分析可行性分析总结及体会总结及体会 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，懂得了理论和实际联系的重要性。

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成绩评定：成绩评定：指导教师签字：指导教师签字： 年年 月月 日日。