数字转速表开题报告
姓名：韩才
学号：
指导老师：施国梁
学院：城市轨道交通学院
专业：通信信号
一、课题的研究意义：
在大学期间通信工程专业开设了数字电路，模拟电路，高频电路，传感器原理，单片机原理与运用，c语言等与电子电路相关的课程。

本课题在实际制作的基础上充分巩固深化了学生在大学期间所学的各门课程。

有助于学生讲理论与实际制作相结合，充分锻炼学生的动手能力。

为即将开始的职业生活打下基础，另外随着我国工业的迅速发展，智能化的仪器仪表越来越受到亲睐。

数字转速表作为一种汽车电子，机械制造等方面必不可少的仪表在工业化生产中发挥着重要作用。

所以本课题的研究紧扣工业化发展的核心，有助于学生对智能化数字化的理解。

同时让学生理解一种产品的开发流程，从确定思路到得到成品的各个环节。

从而加深对所学课程的理解，充分锻炼学生的动手能力。

二、课程设计内容及基本要求：
总体要求：运用51单片机，红外传感器，液晶显示器等原件制作出一个能精确测量电动机转速的数字转速表。

具体要求：
1．熟悉单片机最小系统及应用；
2．熟悉传感器的原理与运用，能制作出红外光电传感器；
3．结合任务要求，完成系统设计和调试，鼓励功能扩展和创新；
4．根据设计的电路，用Altuim Designer等工具，画出完整的硬件电路图；
5．熟悉C51语言，用C51完成系统的软件编程；
三、课题的主要研究方案：
1）电源供电模块
为使模块稳定工作，须有可靠电源。

我考虑了两种电源方案
方案一：采用独立的稳压电源。

此方案的优点是稳定可靠，且有各种成熟电路可供选用；缺点是各模块都采用独立电源，会使系统复杂，且可能影响电路电平。

方案二：采用单片机控制模块提供电源。

改方案的优点是系统简明扼要，节约成本；缺点是输出功率不高。

综上所述，我们选择第二种方案。

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2）信号采集模块
该模块分为两个部分：光电传感器部分和光脉冲信号整形部分。

光电传感器部分：
方案一：选用单光束反射式红外光电传感器,其特点是：采用高发
射功率红外光电二极管和高灵敏度光电晶体管组成；其检测距离为
4--13mm。

封装实物图有发光二极管和光敏三极管。

它具有很好的开关
特性，使用于耦合电路，控制电路，及信号传递电路。

方案二：选用光敏电阻作为光电传感器。

其特点是：采用硅光材料感光技术，光敏电阻的阻值与其光强具有很好的线性关系；其检测距离为：3mm--20mm；其电阻值随光强的增加而减小。

光敏电阻广泛用于光源的检测，光照大小检测。

比较上述两种方案，利用光电对管ST188的开关特性，检测转盘转速比较容易实现，因此选择方案一。

光脉冲信号整形部分：
方案一：经电压比较器LM311，对光脉冲信号进行整形，得到一个较好的脉冲信号，在经过施密特触发器进行二次整形，以便于单片机识别信号。

另外，加一个电容进行滤波。

方案二：经电压比较器LM393，对光脉冲信号进行整形，再由两个与非门74LS00构成的RS触发器对信号进行滤波及二次整形。

对比两种方案，方案一较为经济，且实现方便，因此选择方案一。

该部分总体有上部图展示
3）按键控制模块
按键是输入设备，是人为控制的关键因素。

方案一：利用矩阵按键，有多按键，输入方便，控制简单。

但矩阵按键
浪费CPU时间，影响工作效率。

方案二：普通单排按键，CPU扫描简便，效率较高，且易于控制。

效率较矩阵按键有明显提高。

方案三：只用一个按键，利用其复用，可实现一个按键控制多个功能。

效率高实现方便。

使用一个按键方便用户控制，且节约成本。

因此选择方案二。

4）信息输出显示模块
显示模块是输出设备，是人机交互的重要环节。

方案一：选用开发板上的串行LED显示转速及里程，四位数码管显示的数据制约性比较大，无法实现显示多个信息。

方案二：选用LCD1602显示信息，LCD1602可显示2*16个字符。

极大地满足了多信息输出的需要。

综合上述两种方案，因此选择方案二的LCD1602进行信息输出。

综合以上，论证的各个模块方案。

进行系统电路的搭建，及程序的编写和实现！
四、论文的完成计划，时间安排：
本设计的重点在于实物的制作，所以我将花大部分的时间在作品的制作上，包括制作之前的软件学习，包括keil，Altium Designer ，和中期的电路焊接以及最后的整体调试与数据记录。

具体的安排如下：
2月1日——2月15日：学习keil软件；
2月16日——2月28日：学习Altium Designer；
3月1日——3月15日：设计红外传感器，并焊接出各个需要的模块；3月16日——3月29日：对设计出的作品进行调试并记录数据；
4月1日——4月15日：对设计产生的不足进行改进，并最终确定作
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品；
4月16日以后：撰写论文与准备毕业答辩。

五、参考文献：
1.《常用电子元器件识别检测选用一读通》(赵广林)
本书分12章，详细介绍了常用电子元器件的识别、检测及选用知识，并给出许多新型、常用元器件的相关技术资料，这样不但可以使读者在阅读本书后能够掌握常用电子元器件的相关知识，还可以让读者在阅读本书后能够应用这些元器件来设计各种实用的电子电路。

2. 《MCS-51 96系列单片机原理及应用》(孙涵芳)
本书详细介绍MCS－51系列单片微型计算机的硬件结构、组成原理和指令系统。

结合应用实例简述系统的扩展和组成方法，并有较完整的应用系统例子供读者参考。

书中的实用程序可为读者在研制软件时提供捷径。

本书还以相当的篇幅介绍具有串行通信接口的增强型单片机RUPI－44 和MCS－96系列16位单片机，使读者能及时掌握新的发展方向。

本书的特点是深入浅出，阐述清晰，有较丰富的应用实例。

本书适宜从事微机应用，特别是测试、控制和智能仪器等领域的工程技术人员阅读，也可作为大专院校有关专业本科生和研究的教学参考书。

3.《新编MCS-51单片机应用设计》(作者: 张毅刚.彭喜元,姜守达,乔立岩)
本书在《新编MCS-51单片机应用设计》第二版的基础上，从应用的角度，详细地介绍了MCS-51单片机的硬件结构、指令系统、各种硬件接口设计、各种常用的数据运算和处理程序、接口驱动程序以及MCS-51单片机应用系统的设计，并对MCS-51单片机应用系统设计中的抗干扰技术以及各种新器件也作了详细的介绍。

本书突出了选取内容的实用性、典型性。

书中的应用实例，大多来自科研工作及教学实践，且经过检验。

内容丰富、详实。

本书可作为工科院校的本科生、研究生、专科生单片机课程的教材以及毕业设计的参考资料，也可供从事自动控制、智能、仪器、仪表、电力、电子、机电一体化以及各类MCS-5l单片机应用的工程技术人员参考。

4.《Altium Designer6.9 PCB设计教程(郭天祥)》
这个视频教程讲解的很详细，不但有电路设计的基础，思路，还有原理图的绘制，生成，到PCB的设计入门到进阶，都讲解的很不错。

有平时在电路设计中遇到的问题和解决办法，还有平时在设计的一些技巧。

5. 《51单片机应用系统开发典型实例》(戴佳)
本书针对目前最通用流行的单片机51系列，介绍了单片机开发的基本知识，工作中的常用功能模块和大量的实际应用案例。

分为10章，前3章讲述了51单片机开发的基本知识、常用功能模块以及KEIL 8051 C 编译器；第4章到第10章，重点介绍了7个实际的应用案例，内容涉及红外数据通信系统开发、光纤延迟线系统开发、车
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俩行驶状态记录仪开发、SDH光端机支路单元盘开发、用单片机实现简单的Web服务器、基于Keil RTX51Tiny的远程监控采集系统开发、Shell调试系统开发等。

本书语言简洁，层次清晰，以大型实例介绍为主线，遵照51单片机应用系统开发的基本步骤和思路，进行详细讲解，并穿插介绍了经验、技巧与注意事项，有很强的工程性、实用性和指导性。

光盘中附有丰富的实例硬件原图文件和程序源代码，读者稍加修改，便可应用于自己的工作和课题设计中去。

本书适合于初中级读者使用，特别适合于高校计算机、自动化、电子及硬件等相关专业的学生进行学习，以及从事51单片机开发的科研设计人员使用。