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1、. . . . .目 录摘要1ABSTRACT1第1章 概述11.1 引 言11.2 方案论证2第2章硬件介绍32.1 计数器74LS16332.2 显示译码器74LS24852.3 LED显示器92.4 传感器112.5 电动机13第3章 设计详情153.1 计数单元的设计153.2 包装单元的设计183.3 运输过程的设计18第4章 系统调试21结论22参考文献23致谢24附录25摘要本论文主要是对自动化生产线产品计数单元及包装电路模块的详细设计，也包含了生产过程的设计。文中电子学主要运用了数字电路思想，辅以电力学及光电学传感器技术理论知识。本论文设计简化了计数及包装电路，便于对系统的维护
2、，同时也令人了解到了自动化生产线计数及包装的过程。关键词：计数器；译码器；显示器；传感器；包装ABSTRACT This thesis is the automatic production line of products and packaging unit count the detailed design of the circuit module also includes the design of the production process. Paper, the main electronics ideas using a digital circuit, combined
3、with the Optical and Electrical Power Science and sensor technology theory. The paper and packaging design simplifies the counting circuit, the convenience of system maintenance, but also very aware of the automated counting and packaging line processKey words: counter; decoder; display; sensor; pac
4、kaging 第1章 概述1.1引言随着经济的发展，产品供应的增多，人们在生产效益上也越来越苛刻，故很多人都在研究怎样尽最大的缩短生产时间，最终出现了自动化生产线模式，这相对于以前可节约大量的时间。生产线（product line）是产品生产过程所经过的路线，即从原料进入生产现场开始，经过加工、运送、装配、检验等一系列生产活动所构成的路线。狭义的生产线是按对象原则组织起来的，完成产品工艺过程的一种生产组织形式，即按产品专业化原则，配备生产某种产品（零、部件）所需要的各种设备和各工种的工人，负责完成某种产品（零、部件）的全部制造工作，对相同的劳动对象进行不同工艺的加工。自动化生产线就是生产线中各
5、个过程进行自动化处理。有些半自动化生产线是在其中间过程有人协助达到生产的流畅。而全自动化生产线是不需要人工来协助，人员只须做好对机械流程的监控，以确保生产正常化。本设计则是针对自动化生产线的其中一部分。由于某些原因，要使之全自动化则有一定难度，故本论文以半自动化为基础进行展开。自动化生产线产品计数及包装电路主要原理方框图如下。产品传送机光电检测元 件100计数器装箱打包记录指示箱数启动箱子现对本论文作一简单介绍。该论文“第2章硬件介绍”是对自动化生产线产品计数及包装电路的主要硬件设施进行一详细的介绍，其中包括硬件的功能、构成原理等，这也用到了数电、光电、机电等理论知识。“第3章设计详情”是对自
6、动化生产线产品计数及包装电路最终功能的模块设计及产品运输过程的设计。“第4章系统调试”是对前面设计的一个测试，检验其正确性或存在的弊端，从而进行优化设计。“结论”部分是对整个设计中一些理论的确定及作者自己的一些看法。最后，写本论文所体现的意义是有助于作者自己对所学知识的复习及运用，有助于作者思维能力的锻炼，也有助于一些读者对自动化生产线的简单了解。1.2方案论证方案一：用单片机实现计数模块功能用AT89C51单片机来实现计数显示功能。首先要写入相关程序，再设计外围电路。方案二：用逻辑器件实现计数模块功能用计数器74LS163及译码器74LS248等逻辑器件来实现计数显示功能。方案选择：本论文选
7、择方案二因为方案一虽然计数精度高，但设计比较麻烦，而外围元器件又较多，故维护工作量大。而方案二虽然接线较多，但都是以逻辑器件组成，也无外围元器件，设计也就简明了。第2章硬件介绍2.1 计数器74LS16374LS163是一个中规模集成电路。它的主体电路是同步二进制计数器，加入了多个控制端可以实现任何起始状态下全清零，也可在任何起始状态下实现二进制加法，还可以实现预置某个数、保持某组数等多种功能。通常称为可编程同步二进制计数器。74LS163的外部引脚图如图2.1所示，其功能表见表2.1。图2.1 74LS163的外部引脚图表2.1 74LS163功能表序号输入输出清零CR使能CTP CTT置数
8、LD时钟CP并行输入D0D1D2D3Q0Q1Q2Q31234501111 1 10 00111d0 d1 d2 d30000d0d1d2d3计数保持保持从功能表可知，该计数器的输入信号有清零信号CR，使能信号CTP、CTT，置数信号LD，时钟输入信号CP，数据输入D0D3。输出信号有数据输出Q0Q3，进位输出CO。该计数器是具有清零、置数、计数和保持4种功能的加法同步4位二进制计数器，通过正确级联还可以构成8位以上二进制计数器。现将各控制端的作用简述如下。（1） 清零：CR是具有最高优先级别的同步清零端。当CR=0且有CP上升沿时，不管其他控制信号如何，计数器清零。（2） 置数：当CR=1时，
9、具有次优先权的为LD。当LD0时，输入一个CP上升沿，则不管其他控制端如何，计数器置数，即为D0D1D2D3。（3） 计数：当CR=LD=1，且优先级别最低的使能端CTP=CTT=1时，在CP上升沿触发，计数器进行计数。（4） 保持：当CR=LD=1，且CTP和CTT中至少有一个为0时，CP将不起作用，计数器保持原状态不变。（5） 构成二进制计数器：进位输出CO=Q3Q2Q1Q0*CTT，即当计数到Q3Q2Q1Q0=1111，且使能信号CTT=1时，产生一个高电平，作为向高4位级联的进位信号，以构成8位以上二进制的计数器。该计数器的清零属于依靠CP驱动的同步清零方式，CR=0一出现就清零。如果
10、给计数器先预置了某一个数据然后再计数，那么计数将从被预置的状态开始，直至计满到1111再从某预置数开始。如果让计数器从0000开始计数，可用两种方法实现：一种是先清零后计数；一种是先预置0000然后计数。2.2 显示译码器74LS2484 线七段译码器/驱动器（BCD 输入，有上拉电阻）简要说明： 74LS248 为有内部上拉电阻的 BCD七段译码器/驱动器。其主要电特性的典型值如下(不同厂家具体值有差别): 表2.2 74LS248电特性值表型号IOLVO(OFF)PD74LS2486mA5.5V125mW输出端(ag)为低电平有效，可直接驱动指示灯或共阴极 LED。 当要求输入 015 时
11、，消隐输入(/BI)应为高电平或开路，对于输出 0 时还要求 脉冲消隐输入(/RBI)为高电平或开路。 当 BI 为低电电平，不管其它输入端状态如何，ag 均为低电平。 当/RBI 和地址端(AD)均为低电平，并且灯测试(/LT)为高电平时，ag 均为低电 平，脉冲消隐输出(/RBO)为低电平。 当 BI 为高电平开路时，/L T 的低电平可使 ag 为高电平。 引出段符号： A,B,C,D 译码地址输入端 /BI，/RBO 消隐输入（低电平有效） 脉冲消隐输出（低电平有效） /LT 灯测试输入端（低电平有效） /RBI 脉冲消隐输入端（低电平有效） ag 段输出（低电平有效） 外引线排列:
12、图2.2 74LS248引脚说明图逻辑图: 图2.3 74LS248逻辑电路图74LS248极限值: 电源电压 7V 输入电压7V 截止态时流入输出端电流 1mA 存储温度 -65150 功能表： 表2.3 74LS248功能表推荐工作条件： 表2.4 74LS248工作条件表74LS248单位最小额定最大电源电压 Vcc4.7555.25V输入高电平电压ViH2V输入低电平电压 ViL0.8V输出高电平电流IOHag-100uA/BI(/RBO)-50输出低电平电流 IOLag6mABI/R BO3.2 动态特性(TA=25) 表2.5 74LS248动态特性表参 数【2】测 试 条 件74
13、LS248单位最大tPLHAD 到任一 agVcc =5V CL=15pFRL=1K (LS248 为 4K)100nstPHL100nstPLH/RBI 到任一 agRL=1K (LS248 为 5K)100nstPHL100ns【2】 tPLH输出由低到高传输延迟时间 tPHL输出由高到低传输延迟时间 静态特性（TA 为工作环境温度范围） 表2.6 74LS248静态特性表参 数测 试 条 件【1】LS248单位最小最大V IK输入嵌位电压Vcc=最小Iik=-12mAVIik=-18mA-1.5VOH输出高电平电压Vcc最小，VIL最大， VIH=2V，IOH最大2.4Io输出电流agVcc=最小，VIL最大， VIH=2V,Vo=0.58V-1.3uAVOL输出低电平电压Vcc=最小，VIL最 大，VIH=2V,IOL=最大0
