《红外计数器》由会员分享，可在线阅读，更多相关《红外计数器（13页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1红外计数器设计报告学院：机械与电子工程学院班级：10 应电 1 班小组成员：指导老师：关键字：红外发射与接收 555 定时器 可逆计数器 数码管2目目录录一一、系系统统设设计计 31、总总体体设设计计思思路路 32、主主要要电电路路原原理理分分析析 4（1）电源模块 4（2）光电输入电路的设计 4（3）计数器 5（4）显示电路 5（5）稳定模块 (防止抖动和调节灵敏度 ) 6二二、系系统统测测试试 10三三、结结论论 11四四、心心得得体体会会五五、附附录录 123一一、系系统统设设计计1、总总体体设设计计思思路路红外计数器电路的工作原理是：该电路由光电输入电路，脉冲形成电路和计数与显示电路
2、等组成，利用被检测物对光束反射，从而检测物体的有无。物体不限于金属，所有能反射光线的物体均可被检测。红外对射管将输入电流在发射器上转换为光信号射出，接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。每当物件通过红外对射管中间一次，红外光被遮挡一次，光电接收管的输出电压发生一次变化，这个变化的电压信号通过放大和处理后，形成计数脉冲，去触发一个十进制计数器，便可实现对物件的计数统计。根据题目的要求，结合考虑过确定了此系统的设计方案，图 B-2-1 所示即为此系统原理框图稳压电源译码器LED光检测脉冲发生器计数器它包括脉冲发生器、计数器、显示电路等几个模块组成。计数器完成 99 次4计时功能，
3、译码显示当前的计数值。 2、主主要要电电路路原原理理分分析析（1）电电源源模模块块。5V稳定直流电，作为光电输入电路、脉冲形成电路(比较器)和计数电路与显示电路的工作电源.（2）光电输入电路的设计。1 ：红外对射管的工作原理利用红外线的物理性质来进行测量的传感器。红外线又称红外光，它具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性质。任何物质，只要它本身具有一定的温度（高于绝对零度），都能辐射红外线。红外线传感器测量时不与被测物体直接接触，因而不存在摩擦，并且有灵敏度高，响应快等优点。 红外线传感器包括光学系统、检测元件和转换电路。光学系统按结构不同可分为透射式和反射式两类。检测元件按工作原理可分为热敏检
4、测元件和光电检测元件。热敏元件应用最多的是热敏电阻。热敏电阻受到红外线辐射时温度升高，电阻发生变化，通过转换电路变成电信号输出。光电检测元件常用的是光敏元件，通常由硫化铅、硒化铅、砷化铟、砷化锑、碲镉汞三元合金、锗及硅掺杂等材料制成。2：光电输入电路红外对射管将输入电流在发射器上转换为光信号射出，接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。每当物件通过红外对射管中间一次，红外光被遮挡一次，光电接收管的输出电压发生一次变化.3：光电输入电路原理图5（3）波波形形变变换换（1）NE555 介介绍绍1 地 GND 2 触发 3 输出 4 复位 5 控制电压 6 门限(阈值） 7 放电 8
5、 电源电压 Vcc6555 引引脚脚图图 （2）施施密密特特触触发发器器（脉脉冲冲整整形形电电路路）施施密密特特触触发发器器是是数数字字系系统统中中最最常常见见的的的的电电路路之之一一，它它可可以以将将缓缓慢慢变变化化的的脉脉冲冲波波形形变变换换成成数数字字电电路路中中所所需需要要的的矩矩形形脉脉冲冲，他他的的触触发发方方式式是是电电平平触触发发。 施施密密特特触触发发器器构构成成的的整整形形（3）计计数数器器774LS192 是同步十进制计数器，具有进位和借位输出端。当需要进行多级扩展连接时，只要将前级的端接到下一级的 CP+端，端接到下一级的 CP-端即可。74LS192 功能表：此系统计
6、数器由两片 74LS192 制可逆计数器构成。秒脉冲接在个位计数器的减脉冲输入端，利用个位的减借位位与十位计数器相连，实现计数器之间的级联。利用预置数端实现异步置数，利用清零端 MR 实现直接清零。LD计数器电路连接图如图 B-2-4 所示（3）显显示示电电路路显示电路由译码器 74LS48 与 7 段共阴数码管组成。74LS48 输入信号为 BCD 码，输出端为 a、b、c、d、e、f、g 共 7 线，另有 3 条控制线。端为测试端，当时，无论输入端 A、B、C、D 为何值，ag 输出全为高电平，使 7 段显LT0LT示器件显示“8”字型，此功能用于测试器件。端为灭零输入端。在，条件下，当输
7、RBI1RBI入 A、B、C、D=0000 时，输出 ag 全为低电平，可使共阴 LED 显示器熄灭。但当输入A、B、C、D 不全为零时，仍能正常译码输出，使显示器正常显示。RBO 端为消隐输入端。该输入端具有最高级别的控制权，当该端为低电平时，不管其他输入端为何值，输出端 ag 均为低电平，这可使共阴显示器熄灭。另外，该端还有第二功能灭零信号输出端。当该位输入的A、B、C、D=0000 时，此时输出低电平；若该位输入的 A、B、C、D 不等于零，则输出高电平。显示电路原理图如图 B-2-5 所示，三个控制端口全部接高，只用 74LS48 的译码输出功能，74LS484 个输入端连接 74LS
8、192 计数器的输出端，7 个输出端连接 7 段数码管 ag 输入端。CPUCPDLDCR操作1清零00置数110加计数110减计数1110保持8图 B-2-574ls48 功能表输入输出显 示 字 形功 能 或 数 字LT RBIA3A2A1A0RBOBI /a b c d e f g灭 灯 00 0 0 0 0 0 0灭 灯 试 灯0 11 1 1 1 1 1 18动 态 灭 灯10000000 0 0 0 0 0 0灭 灯011000011 1 1 1 1 1 0011000110 1 1 0 0 0 0121001011 1 0 1 1 0 1231001111 1 1 1 0 0 1
9、341010010 1 1 0 0 1 14951010111 0 1 1 0 1 1561011010 0 1 1 1 1 1671011111 1 1 0 0 0 0781100011 1 1 1 1 1 1891100111 1 1 1 0 1 19101101010 0 0 1 1 0 1111101110 0 1 1 0 0 1121110010 1 0 0 0 1 1131110111 0 0 1 0 1 1141111110 0 0 1 1 1 1151111110 0 0 0 0 0 0无 效 输 出数数码码管管该该实实验验电电路路采采用用的的是是共共阴阴数数码码管管，显显示示
10、099 的的数数字字。三三、系系统统测测试试1、观观察察数数码码管管结结果果如如表表 次数结果误差（ S） 1计数不稳定有 2计数不稳定有 3计数不稳定有 4计数稳定，但精度不好， 红外对管的距离很小有注：由于测量设备原因误差在所难免。 2、测测试试结结果果 各电路测试结果如表： 电路结果 脉冲模块输出的脉冲不稳定10计数器模块能实现技术脉冲译码显示模块能实时显示计数在调试中，遇到了以下几个问题：接通电源后，挡住光电开关，但是数字显示管不会计数；电路焊好后，出现的错误是：LED的f段不能亮，而且不能正常计数，输出端不能正常输出脉冲。对应解决方案：检查电路，查看电路是否有引脚接通的现象，即用万用
11、表检查是否有引脚接通，而导致数码管总是多亮一段；光电开关可能正负极接反了，延长释放电流的时间，以保证障碍物有足够时间通过第二个红外计数器；用万用表测试各条接线的电压，发现芯片的接线错误，因此LED的f段不能正常发亮，LED显示器也不能正常计数以及开机清零。三三、结结论论1、能够实现非接触式的计数统计功能；2、电路基本要求内含红外发射和接收装置、计数显示；3、技术指标：a) 计数器能从 0 计数至 99 b）红外对管距离要不能达到 3cm 以上。四四、心心得得体体会会1、了解常用传感器的原理和应用，以及传感器使用的注意事项及各种测试中不同传感器的选择方法。2、 培养具有综合应用相关知识来解决测试问题的基础理论；3、 培养在实践中研究问题，分析问题和解决问题的能力；11我们必须坚持理论联系实际的思想，以实践证实理论，从实践中加深对理论知识的理解和掌握。实验是我们快速认识和掌握理论知识的一条重要途径。只有经过试验，才能发现问题。五五、附附录录1、电电路路原原理理图图 总绘图如图B-5-1 所示12原件清单：电阻：2k,20k,200; 74LS192：2 个红外传感器：1 个 74LS48:2 个七段数码管：2 个 电源 16 脚插槽：5 个 8 脚插槽：1 个 导线若干 电容： 104 一个
