实验室人数统计课程研发设计 甄苗军.docVIP

课 程 设 计 大 纲 学 院 名 称 电气工程及自动化学院 课 程 名 称 传感器原理 开课系（或教研室） 测控技术与仪器 执 笔 人 甄苗军 审 定 人 修（制）订日期 山 东 轻 工 业 学 院 课 程 设 计 任 务 书 学院 电气工程及自动化学院 专业 测控技术与仪器 姓名 甄苗军 班级 10—2 学号 201002051050 题目 电子体温计的设计 主要内容、基本要求、主要参考资料等： 一、设计说明 设计一个利用光线的通断来统计实验室人数的电路。 设计两路光控电路，一路放置在门外，另一路设置在门里，当有人通过门口时（无论是进入或是走出房间），都会先触发一个光控电路，再触发另一个光控电路。要求根据光控电路产生触发的先后顺序，判断人员是进入还是离开实验室，当有人进入时令计数器进行加计数，当有人离开实验室时进行减计数。其电路原理框图如图1所示。它由光电控制电路，脉冲整形电路，控制逻辑电路，计数器电路，译码显示电路等组成。 图1 实验室人数统计电路原理框图 二、技术指标 计数器的最大计数容量为99，并用数码管显示。 三、设计要求 1．在选择器件时，应考虑成本。2．有手动复位（清零）功能。3．要求计数器每计一个数，发光二极管指示灯闪烁一次（或蜂鸣器响一次）。4．可选元件：(1)红外发光二极管和光电三极管(对管); (2)集成译码显示电路74LS47或其它；(3)可逆计数器74LS190或者74LS192；(4)LED数码管；(5)555定时器；(6)发光二极管等。 四、实验要求 1．根据技术指标制定实验方案；验证所设计的电路。 2．进行实验数据处理和分析 五、推荐参考资料 1.谢自美. 电子线路设计·实验·测试. [M]武汉：华中理工大学出版社，2000年 2.阎石. 数字电子技术基础. [M]北京：高等教育出版社，2006年 3. 付家才. 电子实验与实践. [M]北京：高等教育出版社，2004年 完成期限：自 年 月 日至 年 月 日 指导教师： 系（或教研室）主任： 一、概述 二、方案论证 图1 实验室人数统计电路原理框图一 方案二： 图2 实验室人数统计电路原理框图二 本设计采用的是方案一三、电路设计 1. 图3 开关模拟光电感应的电路图 由于在仿真环境下无法实现光线遮蔽现象，所以感应电路部分用两个开关J1、J2来模拟。J1开关放置在门外，J2开关放置在门外，J1、J2都处于低电平状态。当有人进入时，J1、J2依次转换为高电平，人通过后J1、J2又依次恢复低电平；当有人离开时，J2、J1依次转换为高电平，人离开后J2、J1又依次恢复低电平。根据J1、J2接高电平的顺序，从而实现了判断人员是进入还是离开实验室。 4013的引脚排列图如图4所示。 图4 4013BP_5V引脚排列图 4013是一双D触发器,由两个相同的、相互独立的数据型触发器构成。每个触发器有独立的数据、置位、复位、时钟输入和Q及Q输出，此器件可用作移位寄存器，且通过将Q输出连接到数据输入，可用作计算器和触发器。在时钟上升沿触发时，加在D输入端的逻辑电平传送到Q输出端。置位和复位与时钟无关，而分别由置位或复位线上的高电平完成。 4013的一个D有6个端子：2个输出，4个控制。4个控制分别是R、S、CP、D。R和S不能同时为高电平。当R为1、S为0时，输出Q一定为0，因此R可称为复位端。 当S为1、R为0时，输出Q一定为1。当R、S均为0时，Q在CP端有脉冲上升沿到来时动作，具体是Q=D，即若D为1则Q也为1，若D为0则Q也为0。CD4013的Q1输出接74LS192中U4的UP，Q2输出接74LS192中U5的DOWN。 接线时，Q1、Q2分别接两个二极管，接U2的UP端，接U2的DOWN端。 当有人进入室内时，由于4013的选择作用，Q1输出一个正脉冲，Q2输出低电平，实现加计数。当有人从室内离开时，由于4013的选择作用，Q2输出一个正脉冲，Q1输出低电平，实现减计数。下图为判断人员进出的时序逻辑图。图（a）为进人时的时序逻辑图，图（b）为出人时的时序逻辑图。 （a））2.计数译码显示部分电路 电路如图所示。74LS192是十进制可预置同步可逆BCD码计数器 ，它具有双时钟输入，并具有清除和置功能，其引脚排列如所示： 图7 74LS192引脚排列图 DOWN为减计数脉冲输入，当作减计数操作时接高电平。增计数脉冲输入，当作加计数操作时接高电平。BO借位输出信号，在减计数时出现，低电平有效。CO进位输出信号，加计数时出现，低点平有效