电控学院自动化系自行车速度表设计详解

自行车速度表是一种用于监测自行车行驶速度的电子装置，旨在帮助骑手准确了解实时骑行速度，尤其适合需要精确控制速度的竞赛或训练场景。设计的核心原理是通过测量自行车车轮转动时通过红外光电传感器的轮辐数，进而推算出车轮的移动距离。这一过程涉及以下几个关键步骤： 1. 设计原理： - 使用光电传感器检测每秒通过的轮辐数，将这个数值转换成车轮移动的距离，再换算成公里/小时的速率。例如，假设车轮每秒通过27.8根辐条，而每个轮周长等于轮周长除以辐条数，这样就能计算出车轮每秒转过的圈数，从而得出速度。 2. 调整功能： - 该速度表设计允许用户根据不同的车型进行调整，主要是通过调整门控脉冲振荡器的频率，比如输入1kHz信号，并通过电位器和固定电阻改变振荡周期，确保显示的精确度为0.1公里/小时。 3. 显示要求： - 要求设计出一个3位数码显示，精确到小数点后一位，能够清楚地显示00.0至99.9公里/小时的速度范围。同时，需要保证数码管的小数点正常亮起，以便于读取数据。 4. 元器件选择： - 设计使用了CD40106、NE555、CD4553、CD4543、74LS00等常用数字集成电路，以及三极管、电位器、电阻和电容等基本电子元件。这些元器件的选择注重了成本效益和结构简化。 5. 发挥部分： - 在实用性的考虑下，设计者可能还添加了节能功能，比如通过优化电路设计减少无谓的功耗，或者利用休眠模式在不活动时节省电力。 6. 设计过程： - 在项目开始阶段，设计者进行了系统分析和资料收集，选择了适合的方案，并且认识到课程设计中可能没有现成的速度显示模块，需要自己构建。 总结来说，这个自行车速度表的设计重点在于通过非标准方式实现精确的速度测量，并提供方便的调整功能，以适应不同车型的需求。通过电路设计和元器件的选择，兼顾了性能、成本和用户体验。此外，设计者还考虑了实际应用中的节能优化，提升了整个系统的实用性。