光电计数器的设计与制作(完整版).doc

毕业设计(论文) 标 题：光电计数器的设计与制作 学生姓名：向英杰 刘瑜亮 杨建强 系 部：电子信息系 专 业：电气自动化 班 级：高电气1101班 指导教师：陈小祝 湖南汽车工程职业学院教务年制 目 录 摘 要 I 第一章 概述 1 1.1 光电计数器简介 1 1.2 方案论证 1 1.3 方案选定及其系统框图 2 第二章 单元电路的设计 4 2.1 发射与接收电路 4 2.2 555触发电路 5 2.3 计数与显示电路 6 第三章 组装与调试 8 3.1 系统总电路图 8 3.2 元器件清单 9 3.3 系统组装图 10 3.4 系统调试结果及分析 11 结 论 13 参考文献 14 致 谢 15  摘 要 本设计的光电计数器发光器和光接收器之间的距离大于1m，计数范围0~999，物件速度频率1HZ~100HZ，LED数码管显示计数，具有复位和抗干扰等功能。采用了CD40110译码集成块，7段共阴极数码管显示，555触发电路，光电耦合器等实现了以上的功能。 关键词 ： 光电计数器 555计时器 数码显示 第一章 概述 设计光电计数器，实现无接触计数，主要用于工厂生产线工件计数。可采用遮光式光电传感器或者反射式光电传感器，要求使用红外发光二极管、光电管检测，要求光电发射管和接收管有30mm以上的间距，在制作实物可用导线引出长度，用LED数码显示器来显示0-999的范围计数，当数字超出999时，能够发出报警，并且能在报警后延时3秒钟自动关闭报警并自动重新计数同时可以手动清除报警，能够实现无接触计数，独立设计光电计数器电路原理图（包含电源部分），画出完整的电路原理图（包含电源部分）和PCB板图,可以使用万用板制作实物。 1.1 光电计数器简介 数字式电子计数器有直观和计数精确的有优点，目前已在各种行业中普遍使用。数字式电子计数器有多种计数触发方式，它是由实际使用条件和环境决定的。有采用机械方式的接触式触发的，有采用电子传感器的非接触式触发的，光电式传感器是其中之一，它是一种非接触式电子传感器。这种计数器在工厂的生产流水线上作产品统计，有着其他计数器不可取代的优点。通常光电触发式电子计数器只有两位数，但通过级联可以扩展为四位，甚至多位。 1.2 方案论证 方案一 基于单片机的光电计数器，使用STC89c52单片机，电路简单，需要编写程序，可通过编程实现各种各样的算术算法和逻辑控制，而且体积小，硬件实现简单，安装方便，可实现数码显示和键盘设定等多种功能。 采用遮光式光电传感器，将红外发光管与光电接收管相对安放，每当物体通过一次，红外光就被遮挡一次，光电接收管的输出电压就发生一次变化，这个变化的电压信号通过放大和处理后，形成计数脉冲，通过光电隔离耦合并行输入至STC89c52单片机的P1口，通过软件控制和键盘设定计数值并用LED加以显示，便可实现对物体的计数统计。 采用反射式光电传感器，将红外发光管与光电接收管相邻安放，每当物体通过一次，红外光就被反射，光电接收管接收一次，光电接收管的输出电压就发生一次变化，这个变化的电压信号通过放大和处理后，形成计数脉冲，通过光电隔离耦合并行输入至STC89c52单片机的P1口，通过软件控制和键盘设定计数值并用LED加以显示，便可实现对物体的计数统计。 方案二 CD40110------十进制加减计数器/锁存/七段CD40110为十进制可逆计数器/锁存器/译码器/驱动器，具有加减计数，计数器状 态锁存，七段显示译码输出等功能。CD40110有 2个计数时钟输入端CPU和 CPD分别用作加计数时钟输入和减计数时 钟输入。由于电路内部有一个时钟信号预处理逻辑，因此当一个时钟输入端计数工 作时，另一个时钟输入端可以是任意状态。CD40110的进位输出 CO和借位输出 BO一般为高电平，当计数器从0～9时，BO输出负脉冲；从9～0时 CO输出负脉冲。在多片级联时，只需要将CO和 BO 分别接至下级 40110的 CPU和 CPD端，就可组成多位计数器。 1.3 方案选定及其系统框图 采用方案一原因是方案二是控制方式难以实现复杂控制规律，控制方案的修改也较麻烦。而且在其计数显示部分就需要三个芯片，还需采用CD40110驱动LED的配接电路。而方案一的基于STC89c52单片机电路简单，而且与单片机课程悉悉相关，在以前实训中做过最小系统单片机的电路制作，对此也比较熟悉，思路清晰，易于制作，实现功能强，成功率高接线排线有规律、整齐、增强电路板的艺术美感等优点。综上所述，选择方案二，并采用反射式光