光电计数器课程设计.doc

一、设计任务及要求： 设计任务： 设计一个具有数字显示功能的光电计数器。 要 求： 1. 物品的检测用光电传感器计数。 2. 采用2位十进制译码显示，且单独译码。 3. 能有清零，且能够准确计数。 4．具备计数可调功能。 指导教师签名： 2007年 0 7月 日 二、指导教师评语： 指导教师签名： 2007 年07 月 日 三、成绩 验收盖章 2007年 0 7 月 日 光电计数器的设计 1 设计目的 （1）熟悉集成电路的。掌握芯片的逻辑功能及使用方法。了解的组成及工作原理。 （3）设计译码LED显示电路。 3 设计过程 3．1 设计方框图。 其工作原理为：首先，控制电源开关打开。物品从发光二极管与光电三极管之间通过。产生光电流，然后由施密特触发器进行整型后，形成脉冲计数电压。输出给倍率可调电路。通过调节后的电压经过译码电路译码后，然后由译码电路显示。若计数已经达到一定数量时。由控制信号，控制计数停止或驱动传动带进行下一次的计数。(扩展部分） 3. 2电路设计 光电计数器电路如图2所示。 该电路由三大部分构成。脉冲产生电路，倍率可调电路，译码显示电路。 当闭合开关D后，电路处于工作状态。然后，按开关A可以使LED显示器清零，可以开始计数。 当物品通过发光二极管与光电三极管之间时，由于物品挡住了光线使，集电极电阻变小，电路输出低电平。通过以后，集电极电阻恢复，输出高电平。但是由于电平不稳定需要有555构成施密特触发器进行波形整形。然后再输出。物品通过一个就产生一个方波脉冲。 方波脉冲用CD4017（十进制计数器）计数。通过两片CD4017的级联，与开关C的调节可以控制调节倍率。分别为X10，X100倍。译码驱动电路由两片74LS192驱动。把经过扩大的脉冲输入芯片up端进行加计数。而down端则接高电平。保证芯片正常工作。其中清零端通过开关接高电平。然后，用4输入LED显示数目即可。 4系统调试与结果 （1）仿真调试光电计数器电路。由于光电耦合器件不适合仿真，可以预置一个1kM的脉冲电压替代光电计数器，来进行仿真。仿真图如下。 调试仿真结果图 （2）调试脉冲产生电路。该电路可以通过控制电源开关的闭合与打开，同时看X2是否亮灯。仿真时符合要求。 （3）安装时要求发光管与接收管正对，同时为避免自然光线干扰引起误计数，应在接收管上套一段黑色圆管作遮光筒。 （4）本计数器可实现０～９９的计数显示，若要增加计数位数，可直接对计数显示部分进行扩展。 5主要仪器与设备 仿真软件 MULTISIM9.0 集成电路 74LS192—2片，NE555—1片，CD4017-2片 电 阻 20K-1只，150K-1只 电 容 0.14F—1只，10 pF—1只。 其 它 发光二极管—1只，光电三极管—1只，共阴极显示器—2只。 6设计体会与建议 6.1设计体会 通过本次光电计数器的设计与仿真，使我知道了设计电路的一般程序，也让我了解了关于光电计数器的基本原理与设计理念。 在此次设计中，我们将课本理论知识与实际应用联系起来，按照书本上的知识和老师讲授的方法，首先分析研究此次电路设计任务和要求，然后按照分析的结果进行实际连接操作，检测和校正，再进一步完善电路。在其中遇到一些不解和疑惑的位置，还有一些出现的未知问题，我们都认真分析讨论，然后对讨论出的结果进行实际检测校正，对一些疑难问题我们也认真向老师询问请教，和老师一起探讨解决。 通过此次电路设计，我们加深了对课本知识的认识理解，对电路设计方法和 实际电路连接也有了一定的初步认识。也意识到网络也是我们学习的资源，我们应该好好利用。 要设计一个电路总要先用仿真仿真成功之后才实际接线的。但是最后的成品却不一定与仿真时完全一样，因为，再实际接线中有着各种各样的条件制约着。而且，在仿真中无法成功的电路接法，在实际中因为芯片本身的特性而能够成功。所以，在设计时应考虑两者的差异，从中找出最适合的设计方法。 6.2对设计的建议 我希望老师在我们动手制作之前应先告诉我们一些关于所做电路的资料、原理，以及如何检测电路的方法，还有关于检测芯片的方法。这样会有助于我们进一步的进入状态，完成设计