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电子课程设计说明书
设计题目:工件计数器
学 院: 物理与机电工程学院
专 业: 测控技术与仪器
姓 名:
学 号:
指导教师:
时 间: 2010年7月4日
目录
设计目标………………………………………………………
二、 系统方案设计与论证…………………………………………
2.1 系统设计思路………………………………………………
2.2 电路结构分析及系统框图…………………………………
三、硬件电路设计……………………………………………
3.1 光电传感电路设计…………………………………………
3.2 信号整形处理电路设计……………………………………
3.3 显示计数电路设计…………………………………………
3.4系统总体电路原理……………………………………………
3.5 电路仿真及结果分析………………………………………
四、硬件制作与调试…………………………………………………
4.1 电路板布线及焊接……………………………………………
4.2 电路调试过程及问题分析……………………………………
五、结论………………………………………………………………
参考文献
工件计数器
一、设计目标
设计、制作用于工件计数的光电计数器,功能如下:
(1)对流水线上通过的工件进行计数统计
(2)若工件为次品不合格,工件总数目进行相应扣减
(3)一位数码管显示
二、 系统方案设计与论证
2.1 系统设计思路
系统上电复位,计数器复位清零。当无物体遮挡时计数器不被触发计数,使之保持原态,计数器显示数值不会变化。当有遮挡时使计数器可靠触发,计数器被触发翻转计数。当下次到时,计数器将自动加一,直到加至计数值为9。继续加一,使计数器进入下次从09的循环计数。通过以上分析,计数器电路主要由光电变换电路、信号电路两位数电子计数器电路及译码显示电路等组成。系统组成框图如图1所示
图1
硬件电路设计
3.1 光电传感电路设计
(1)如图所示:为光电传感部分的电路原理图(两个通道信号)
图1通道一 图2通道二
闭合开关A或B,红外二极管发光,红外接收管收到红外信号使支路接地导通,2或19点输出高电平。当工件通过时,红外信号被遮挡,红外接收管的接地支路截止,2或19点输出为低电平。工件通过时可产生一个脉冲信号,从2或19端输入至信号整形处理电路。
(2)该电路部分主要的元器件为由发光二极管和光敏三极管组成的光电耦合器。
图1光电耦合器
光电耦合器是以光为媒介传输电信号的一种电一光一电转换器件。它由发光源和受光器两部分组成。把发光源和受光器组装在同一密闭的壳体内,彼此间用透明绝缘体隔离。发光源的引脚为输入端,受光器的引脚为输出端,常见的发光源为发光二极管,受光器为光敏二极管、光敏三极管等等。光电耦合器的种类较多,常见有光电二极管型、光电三极管型、光敏电阻型、光控晶闸管型、光电达林顿型、集成电路型等。工作原理
在光电耦合器输入端加电信号使发光源发光,光的强度取决于激励电流的大小,此光照射到封装在一起的受光器上后,因光电效应而产生了光电流,由受光器输出端引出,这样就实现了电一光一电的转换。
基本工作特性
1、共模抑制比很高
在光电耦合器内部,由于发光管和受光器之间的耦合电容很小(2pF以内)所以共模输入电压通过极间耦合电容对输出电流的影响很小,因而共模抑制比很高。
2、输出特性
光电耦合器的输出特性是指在一定的发光电流IF下,光敏管所加偏置电压VCE与输出电流IC之间的关系,当IF=0时,发光二极管不发光,此时的光敏晶体管集电极输出电流称为暗电流,一般很小。当IF0时,在一定的IF作用下,所对应的IC基本上与VCE无关。IC与IF之间的变化成线性关系,用半导体管特性图示仪测出的光电耦合器的输出特性与普通晶体三极管输出特性相似。3、光电耦合器可作为线性耦合器使用。
在发光二极管上提供一个偏置电流,再把信号电压通过电阻耦合到发光二极管上,这样光电晶体管接收到的是在偏置电流上增、减变化的光信号,其输出电流将随输入的信号电压作线性变化。光电耦合器也可工作于开关状态,传输脉冲信号。在传输脉冲信号时,输入信号和输出信号之间存在一定的延迟时间,不同结构的光电耦合器输入、输出延迟时间相差很大。
图3通道一 图4 通道二
通过光电传感电路电路接收的信号从2和19端分别进入通道一和二的整形电路,模拟信号经由三极管放大和反相器、与非门等转换成数字信号后进入计数显示电路。其中,通道一的输出信号作为计数脉冲,接计数器CLK引脚;而通道
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