电子课程设计-双通道计数器

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1、厦门大学电子课程设计报告课题名称：双通道计数器指导老师：学生姓名：专业：年级：2009级答辩日期：2012年7月15目录一、设计目的与意义3二、设计要求3三、自行设计方案31)光电发射接收电路52)放大电路53)计数/译码电路64)显示电路7四、标准设计方案71）原理方框图72）各单元电路原理介绍9a)光电发射接收电路9b)信号处理电路9c)信号互锁电路10d)计数/译码/显示电路10e)辅助电源电路12五、元器件清单12六、PCB布线图12七、硬件制作与调试14八、结论与心得14九、成果图展示1515一、设计目的与

2、意义1）通过这次设计，经过亲身操作之后，初步熟悉并学会了电路设计软件AltiumDesigner的使用，了解了这一款软件对于电路板设计的重要作用，这对于日后的学习及应用有很大的帮助；2）掌握电路设计的方法和技巧。将学习到的理论知识运用到实际当中去，做到能够活学活用，深入的了解电子元器件的使用方法，了解各种元器件的基本用途和方法，能够灵活敏捷的判断电路中出现的故障，学会独立设计电路，积累更多的设计经验，加强焊接能力和技巧，完成基本的要求；3）本次课程设计的产品——双通道计数器，除了可以应用于流水线上产品数量的测量，还可

3、以广泛应用于测量停车场、宾馆、饭店、商场、超市、博物馆、展览观、车站、码头、银行等场所的人员或物品的数量及流通数量.二、设计要求设计并制作用于识别、计算通过管道的物品数目的光电识别计数器。1）识别物品通过管道的方向：进、出；2）对进出管道的物品进行计件，物品进入管道，识别器计数总数目增加，物品离开管道，识别器计数总数目减少；3）至少一位数码管显示。三、自行设计方案如图1所示，电路包括入口和出口的光电发射接收电路、信号放大电路和两位计数/译码/显示电路。应用到了电阻、发光二极管、光敏电阻、运算放大器、十进制加减计数器C

4、D40110及数码管等元器件。15图1自行设计方案电路原理图151)光电发射接收电路如图2所示，LED正向压降1.66V，工作电流5mA，所以选择阻值为665Ω的电阻R1、R2为保护电阻。图2光电发射电路如图3所示，利用光敏电阻特性，使电桥电路输出电压变化，产生脉冲。Ra为盖黑胶布的光敏电阻Ф3系列GL3516，亮电阻为10KΩ，暗电阻为600KΩ，提供温度补偿，电阻固定为600KΩ。Rb为600KΩ，Rc为10KΩ。Rd为光敏电阻Ф3系列GL3516，亮电阻为10KΩ，暗电阻为600KΩ。图3光电接收电路2)放大电

5、路如图4所示，放大电路利用运算放大器，使脉冲电压放大2倍，使信号更容易被识别。R5为1KΩ，R7为2KΩ，R8为1KΩ。放大倍数为(R7/R5=)2倍。15图4放大电路1)计数/译码电路如图5所示，电路中的计数译码功能由CD40110芯片完成，两个芯片相连可实现进、借位功能。图5计数译码电路CD40110十进制可逆加减计数器/锁存器/译码器/驱动器，是一个功能很强大的芯片，将计数/译码功能都集成到了一起，能很好的实现这些功能。151)显示电路如图6所示，由CD40110芯片译码后，数码管可以将结果显示出来。图6显

6、示电路四、标准设计方案如图7所示，电路包括光电发射接收电路、反相短路、信号互锁电路、计数/译码/显示电路和辅助电源电路五部分。其中Ra、Rb、Rc、Rd、Re为零欧电阻，可当做导线，作用是在焊接电路时替代飞线。1）原理方框图如图8所示，电路各部分工作原理及作用如下。光电发射接收电路(ST168反射式红外光电传感器)信号处理电路(4069反相器)计数译码显示电路(40110及数码管)信号互锁电路(74LS74双D触发器)图8原理方框图15图7标准设计方案电路151）各单元电路原理介绍a)光电发射接收电路如图9所示，

7、该部分电路采用ST168作为核心器件，当有工件经过ST168时，便会产生脉冲。没有物体经过时，ST168内部为通路，输出为高电平。有物体经过时，输出为低电平。ST168外形如图10所示。内部为高发射功率红外光电二极管和高灵敏度光电晶体管，如图11所示。图9光电发射接收电路图10ST168外形图图11底面示图内部原理示意b)信号处理电路如图12所示，因为由4069芯片对信号进行反相，以便有物体经过ST168时，输入到74LS74的是高电平。15如图13所示，4069为6个反相器，引脚功能如图。图12信号处理电路图134

8、069引脚功能图a)信号互锁电路如图14所示，74LS74是上升沿触发，此芯片将由4069芯片反相后输出的后一个信号始终封锁在高电平。如图15所示，74LS74是双D触发器，引脚如图。b)计数/译码/显示电路如图16所示，信号互锁电路输出的信号，经过40110芯片加减计数和译码后，驱动数码管显示。15图14信号互锁电路图1574LS74引脚图图