课程设计报告书--仿流水线自动计数器设计

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1、赣南师院物理与电子信息学院课程设计报告书姓名：张锋班级：电子科学与技术08级学号：080803027时间：2010/06/03设计题目仿流水线自动计数器设计26设计要求　设计一红外自动计数器，实现以下功能：1、接入电源，电源指示灯（绿灯）亮；2、手动清0，显示“00”；3、模拟易拉罐传动形成计数脉冲，计数脉冲指示灯（黄灯）闪亮；4、随着模拟易拉罐（卡片的插入与抽出）穿过红外收、发系统的次数渐增，计数器计数渐增，显示器依次显示01、02、03、……10、11、……20，一旦计数达到20，计数脉冲形成电路便停止工作5、此后在没有计数脉冲输出时，计数脉冲指示灯不再闪亮，显示器停止在“20”，无

2、论红外系统内有无物体穿过，始终显示在“20”不变，表示此时计满一箱；要继续计数，必须清零，显示“00”，方可开始新一轮计数，直至显示“20”26设计过程一、系统方案选择和论证1、红外自动计数器系统方案选择和论证设计的总体组成框图如图1所示：红外自动计数器系统由电源部分、发射电路部分、接收电路及其高通滤波电路部分、过零比较电路部分、可连续触发的Q触发器电路部分、数码管显示及其复位清零电路组成。该系统的工作框架图是：初步设计出两种方案，如下：方案一：26原理：如图1所示，当光敏三极管VT1接收到红外发光二级管发射出来的红外光线时，VT1导通，比较器IC2-B的反相输入端6脚位低电平，7脚输出

3、高电平，加到比较器IC2-A的反相输入端，使1脚输出低电平，则光电耦合器4N35内的发光管点亮，对应的光敏管导通，三极管VT2也导通，VT2集电极输出低电平，当有物体通过红外发光二极管VD1和接收管VT1之间，红外线被挡住，VT1截止，IC2-A的1脚输出高电平，4N35截止，VT2截止，VT2集电极输出高电平，故当有物体通过VT1时，使在VT2集电极上输出计数脉冲信号，该信号送到十进制计数器，再送到译码显示电路，显示出相应的数据。其缺点：输出电源需要220V，电压需求过大导致连接不好就容易烧坏元器件。方案二：原理：该电路有光电输入电路（VD,3DU12）,脉冲形成电路（IC1A26,I

4、C1B组成电压比较器；光电耦合器；晶体管开关电路）和计数与显示电路等组成。当光敏三极管VD接收到红外发光二极管发射出来的红外光线时，3DU12中的VT1导通，比较器IC1-A的反相输入端为低电平，输出高电平，加到比较器IC1-B的反相输入端，使输出低电平，则光电耦合器4N35内的发光管点亮，对应的光敏管导通，三极管也导通，集电极输出低电平。当有物体通过红外发光二极管VD和接收管VT之间，红外线被挡住，VT截止，IC1-B的1号脚输出高电平，4N35截止，VT截止，VT集电信号送到十进制计数器，再送到译码显示电路，显示出相应的数据。缺点：电路的计数脉冲形成部分比较复杂，焊接起来连线也比较复

5、杂。本电路设计的总体组成框图（如图3）由:电源部分、发射电路部分、接收电路及其高通滤波电路部分、过零比较电路部分、可连续触发的Q触发器电路部分、数码管显示及其复位清零电路组成。图3、红外自动计数器系统组成框2、单元电路设计2.1电源部分为使模块稳定工作，须有可靠电源。考虑了两种电源方案26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2．2发射电路部分发射部分由LM555CJ

6、时基集成电路及外围元件构成。555及R3,R4,C3构成多谐振荡器，振荡频率约为5KHz。这个振荡信号由555的3脚输出，经R1加到Q1放大。随着Q1的导通与截止，红外发射管发出频率为5KHz的断续红外信号。R2为限流电阻。实用新型是一种红外线接收器，适用于报警、计数和遥控。该红外线收发器有一个发射机和一个接收机。发射机是由发射组件及其相应的电路组成，接收机是由接收组件及相应的电路组成。发射组件是一个其焦点上放置一个红外线发射管的抛物面的反罩。接收组件是一个在焦点上放置一个发光二极管抛物面的反罩并用一个橡胶圈将所说的发射罩固定在线路板上2.3接收电路及其高通滤波电路部分电路如下：接收电路

7、中红外接收管Q2接收红外信号，再经C4耦合后加到U3B的5脚，由运放U3B放大后从7脚输出。R6,R7决定U3B的5脚直流电平，R8,R9为这一级的负反馈电阻，同时又和C5构成高通滤波器，以有效滤除杂散光干扰。这一级主要起电流放大作用。U3B的7脚输出5KHz间歇信号经过由C6,D5,D6构成的二倍压整流电路倍压整流，在C7两端得到双倍于信号峰值的电压。这个电压使U3A同相端3脚电压超过2脚，U3A的1脚输出高电平，加在四位BCD计