常州大学增量式编码器方向判别和计数电路设计显示电路

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1、常州大学增量式编码器方向判别和计数电路设计显示电路学号：13481120常州大学《机电一体化系统》课程设计题目增量编码器方向判别和计数电路设计学生王春来学院机械工程学院专业班级机电131校内指导教师俞竹青专业技术职务教授校外指导老师专业技术职务二O—-匕年一月常州大学本科课程设计任务书1.设计题目增量编码器方向判别和计数电路设计2.设计内容设计内容主要包扌舌：查资料、总体设计、原理图、元器件选型、PCB、课程设计说明书六个部分。课程设计的最后要求是写出课程设计说明书,把总体设计、原理图、元器件选型、PCB过程进行全血的说明，上升到一定高度。具

2、体设计步骤如下：2.1总体方案设计根据技术指标的功能要求，确定电路的总体构成，一般为信号拾取电路、信号处理电路、显示电路等。2.2关键元器件选型根据技术耍求和设计总体方案选择合适的元器件，以实现电路的功能。2.3电路原理图根据设计总体方案和关键元器件的型号参数设计电路原理图。2.4PCB图根据电路原理图和元器件封装形式设计PCB图。2.5编写设计说明书把设计过程的总体设计方案、参数计算、元器件选型依据、实现的波形等内容编写成设计说明书。I常州大学本科课程设计增量式编码器方向判别和计数电路设计摘要：本设计电路分为电源电路、方向判别电路和计数电路

3、。电源电路通过变压器降压和全桥整流，将交流电压转化成单脉冲电压。然后使用电容滤波和稳圧器稳压，将电压控制在各芯片的电源电压5V。方向判别电路由芯片AT288a芯片根据A、B两信号顺序，将增量式编码器的两相脉冲信号转化为正向和反向的脉冲信号，来作为计数电路的输入方向信号。计数电路是将两片74LS192组合实现8位电路计数的功能。因为止转时A相超过B相90。,反转时A相落后B相。，而且脉冲的个数与位移量成比例的关系，当对象发生变化时，对脉冲个数的计算（有方向地累加和减少）得到相应的位移，可以更好地实现闭环有效的控制。最后将计数电路所得到的二进制转

4、数利用74LS283和74LS46的芯片转化成BCD码在LED数码管上显示。关键词：增量式编码器；电源电路；判别电路；计数电路；显示电路II常州大学本科课程设计冃录-II1绪11.2桥式整流电路简13七段数码管简□1.1增量式编码器简介介32总体方案的设计2.1电路工作流2.2总体方案设63电源电路设计3.1变压器选择83.2整流桥选择83.3稳压器AMS1117简介93.4电源电路原理图设计114方向判别电路设计124.1芯片ST288A简介124.2反相器74LS04简介144.3方向判别电路设计155计数电路设计175.1芯片74LS1

5、92简介175.2增量式光电编码器计数电路设计196显示电路设计216.1译码器74LS48简介216.2显示电路设计237设计总结24参考文献25附录A电路原理图及PCB图26附录B元器件购买信息27III常州大学本科课程设计1•绪论1.1增量式编码器简介增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号，再把这个电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移的人小。1）工作原理图1.1.1编码器工作原理在一个码盘的边缘上开有相等角度的缝隙（分为透明和不透明部分），在开缝码盘两边分别安装光源及光敏元件。当码盘随工作轴一起转动时，每转过一个缝隙就产生一次光

6、线的明暗变化，再经整形放人，可以得到一定幅值和功率的电脉冲输出信号，脉冲数就等于转过的缝隙数。将该脉冲信号送到计数器中去进行计数，从测得的数码数就能知道码盘转过的角度。2）正反转输出脉冲信号在光电码盘上配置A、B双路发光二极管等电子元件组成的检测装置，检测双路VA、VB脉冲信号，相位相差90。o当A相B相超前90°时，是止转；A相滞后B相90。时，是反转。如下图所示常州大学本科课程设计图1丄2增量式编码器输出正反转波形3)编码器的精度增量式编码器的测量精度是由光栅盘的栅数决定的。一般的，光栅盘的栅数增加到300,500,1000,则将一周分为

7、300份，500份，1000份,光电编码器的测角精度就会分成不同的精度等级。光电编码器的测量准确度与码盘圆周上的狭缝条纹数n有关，能分辨的角度Q为：••360n1n(1-2)(1-1)分辨率？例如：码盘边缘的透光槽数为1024个，则能分辨的最小角度：••4)光电编码器的应用360?0.352?1024—角度测量。例如：汽车驾驶模拟器，对方向盘旋转角度的测量选用光电编码器作为传感器；重力测量仪，采用光电编码器，把他的转轴与重力测量仪中补偿旋钮轴相连。—长度测量。例如：计米器，利用滚轮周长来测量物体的长度和距离;拉线位移传感器，利用收卷轮周长计量

8、物体长度距离。—速度测量。例如：线速度，通过跟仪表连接，测量生产线的线速度;角速度，通过编码器测量电机、转轴等的速度测量。一位置测量。例如：在机床方面，记忆机床各个