數(shù)碼光電式計(jì)數(shù)器

湘潭職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目： 數(shù)碼光電式計(jì)數(shù)器專業(yè)： 應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)班級(jí)：電子0301學(xué)號(hào)： 1003設(shè)計(jì)者： 蘭志強(qiáng)指導(dǎo)教師： 龍小波2005年 12 月 27 日目錄開題報(bào)告第一部份：前言 ---------------------------3第二部份：設(shè)計(jì)思路 ---------------------4第三部份：工作原理 ---------------------5第四部份：PCB版的制作--------------7第五部份：元件資料 ---------------------9第六部份：總結(jié) --------------------------11第七部份：參考文獻(xiàn) --------------------12第八部份：附件 --------------------------13第一部份 前言此刻是信息高速進(jìn)展的時(shí)期，隨著大規(guī)模、自動(dòng)化的生產(chǎn)不斷進(jìn)展，很多企業(yè)在生產(chǎn)的進(jìn)程中，大量利用各類智能化的產(chǎn)品，提高生產(chǎn)治理水平。本人畢業(yè)設(shè)計(jì)選擇制作一個(gè)最經(jīng)常使用的光電式計(jì)數(shù)器，適用于各種環(huán)境對(duì)產(chǎn)品的成品或是半成品進(jìn)行計(jì)數(shù)，以知足現(xiàn)代生產(chǎn)的適時(shí)治理和需要。光電式計(jì)數(shù)器涉及到模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、光電傳感技術(shù)等電子類專業(yè)知識(shí)，而以上專業(yè)知識(shí)均是咱們?cè)谌甑拇髮W(xué)專業(yè)學(xué)習(xí)中，在不同時(shí)期所學(xué)習(xí)的內(nèi)容。本畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)自己所學(xué)知識(shí)的一個(gè)綜合運(yùn)用和查驗(yàn)。同時(shí)也是自己走向社會(huì)前對(duì)產(chǎn)品的制作工藝和產(chǎn)品生產(chǎn)流程的了解。由于本人水平有限，時(shí)刻倉促，本畢業(yè)設(shè)計(jì)有很多欠完善的地方，比如，外部結(jié)構(gòu)采納是一個(gè)臨時(shí)紙箱；計(jì)數(shù)器偶然還存在計(jì)數(shù)誤差的情形，望列位教師多多指教。第二部份 設(shè)計(jì)思路設(shè)計(jì)簡介本計(jì)數(shù)器可將機(jī)械或人工計(jì)數(shù)方式變成電子計(jì)數(shù) ,從價(jià)錢，制作難度，性價(jià)比多方面考慮，而且采納LED數(shù)碼顯示簡單。最后決定采納集成電路制作及外觀可能的做得、小巧、漂亮。，針對(duì)市場的需求，本人做一個(gè)光電式計(jì)數(shù)器，該計(jì)數(shù)器是運(yùn)用到模電 ,數(shù)電,及光電轉(zhuǎn)換技術(shù),第一利用紅外發(fā)光二極管發(fā)出的光來操縱電路輸出高低電平,再用計(jì)數(shù)器進(jìn)行記數(shù),再用譯碼器譯碼,用數(shù)碼管來顯示數(shù)字,該計(jì)數(shù)器應(yīng)用范圍廣，作用大，能夠節(jié)約許多人力，財(cái)力，例如，工廠里產(chǎn)品技術(shù)，自動(dòng)化操縱等，目前，市場上各類各樣的計(jì)數(shù)器技術(shù)層出不盡，如 溫度計(jì)數(shù)器，觸摸計(jì)數(shù)器等，其電路復(fù)雜 ，元件昂貴，體積大，且外觀不行看，計(jì)數(shù)成效不行，不能在各類不同的環(huán)境中工作，因此本人就以上市場上各計(jì)數(shù)器產(chǎn)品的缺點(diǎn)，做了改良，它能在高 低溫下長期工作，且受外界干擾小，利用方便，性能穩(wěn)固，價(jià)錢優(yōu)惠的特點(diǎn)。設(shè)計(jì)原理框圖信號(hào)放大 計(jì)數(shù)譯碼 數(shù)碼顯示電路電 源第三部份 工作原理電路包括電源、光電計(jì)數(shù)和計(jì)數(shù)顯示三大部份。電源部份 220V交流市電經(jīng)變壓器 T降壓、橋式整流、電容濾波、 7809穩(wěn)壓后為整個(gè)電路提供+9V穩(wěn)固工作電壓。光電計(jì)數(shù)部份當(dāng)光電三極管VT1接收到紅外發(fā)光二極管 VD1射來的紅外光紅時(shí)，其亮電流增大，內(nèi)阻減小，集電極輸出低電平。此低電平加到電壓比較器1C2-B的反相輸入端⑥腳，同時(shí)因 IC2-B的同向輸入端⑤腳經(jīng) R3，R4電阻分壓后。電壓為，因此⑥腳電壓小于⑤ 腳電壓，IC2-B的⑦腳輸出高電平。此高電平又加到比較器 IC2-A的反相輸入端②腳、使②腳電壓高于同相輸入端 ③腳、使②腳電壓高于同相輸入端③腳電壓，比較器IC2-A的①腳輸出為低電平，該低電平使光電耦合器內(nèi)藏發(fā)光管點(diǎn)亮，對(duì)應(yīng)的光敏管導(dǎo)通，三極管VT2也導(dǎo)通，VT2集電極輸出低電平。當(dāng)物體通過紅外發(fā)光二極管 VD1和接收管VT1之間時(shí)，紅外線被擋⑥腳電壓大于⑤腳電壓、比較器的⑦腳輸出低電平。一樣比較器 IC2-A的②腳電壓小于③腳電壓，使①腳電壓輸出為高電平，光電耦合器截至。三機(jī)管VT2也截至。VT2集電極輸出高電平。綜上所述，當(dāng)有物體通過 VT1時(shí)，便在VT2集電極上輸出計(jì)數(shù)脈沖信號(hào)。計(jì)數(shù)顯示部份采納CD4518組成8421碼同步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，對(duì) VT2集電極輸出的脈沖信號(hào)下降沿進(jìn)行計(jì)數(shù)。為知足下降沿技術(shù)的要求，須將

CD4518的

CP端節(jié)地。計(jì)數(shù)脈沖信號(hào)接

EN輸入端。因

CD4518內(nèi)含兩個(gè)相同的計(jì)數(shù)器。可將第一級(jí)的

Q4接第二級(jí)的

EN端，組成兩級(jí)串行計(jì)數(shù)，實(shí)現(xiàn)

0-99

的計(jì)數(shù)，CD4518的第7、15腳為清零的端 CR，通過電阻R12接地為零電平，與電容C4一路實(shí)現(xiàn)開機(jī)清零作用，元器件的選擇，譯碼電路采納兩塊CD4543別離組成BCD7段譯碼器，驅(qū)動(dòng)LED數(shù)碼顯示器，電阻R13到R26為限流電阻。穩(wěn)壓塊選用7809，能夠三端穩(wěn)壓，元器件選擇VD1為紅外發(fā)光二極管SE303；vt1為3DU12光電三極管為低功耗，低失掉的LM393；光電耦合器采納4N35或TIL117；VT2三極管為2SC218；IC3為CD4518；IC4，IC5為CD4543；數(shù)碼顯示器采納共陰極WD506C，電阻全數(shù)采納 1/4W金屬模電阻。調(diào)試安裝安裝時(shí)要求發(fā)光管與同意管正對(duì)，同時(shí)幸免自然光線的干擾，引發(fā)的誤記數(shù)，應(yīng)在同意管上套一段黑色避光桶， 本計(jì)數(shù)器可實(shí)現(xiàn) 0-99的計(jì)數(shù)顯示，假設(shè)要增加計(jì)數(shù)位數(shù)，可直接對(duì)計(jì)數(shù)顯示部份進(jìn)行擴(kuò)展第四部份 PCB板的制作原理圖在繪畫原理圖是注意相交線的接點(diǎn)設(shè)置問題，是不是設(shè)置為自動(dòng)放置接點(diǎn)。在元件封裝中應(yīng)注意在元件封裝庫中更改二極管的引腳。咱們還必需依照元件的實(shí)際外行及引腳距離來設(shè)計(jì)和繪畫它的封裝。正確配對(duì)的封裝在咱們插放元件時(shí)，元件才能對(duì)位。如：可調(diào)電容在原理圖中只畫出了2個(gè)引腳，但它的實(shí)物引腳卻是 3個(gè)，如此咱們?cè)谠韴D中給它標(biāo)注封裝時(shí)，必需依照它的引腳尺寸畫出它的封裝。要注意的還有，開關(guān)、集成塊、電源插座、射頻發(fā)射/接收模塊及電解電容。板中設(shè)計(jì)關(guān)于電子產(chǎn)品來講，電路板設(shè)計(jì)是從電路原理圖變成一個(gè)具體產(chǎn)品的必經(jīng)之路，電路板設(shè)計(jì)的合理性與產(chǎn)品的生產(chǎn)及產(chǎn)品的質(zhì)量緊密相關(guān)，要設(shè)計(jì)出一個(gè)有效的產(chǎn)品，還必需遵守以下設(shè)計(jì)原那么和抗干擾設(shè)計(jì)。電路板的選用選用環(huán)氧樹脂板, 環(huán)氧樹脂與銅箔有極好的粘合力 , 銅箔的附著強(qiáng)度與工作溫度高,能夠在260度的焊錫熔中不起泡。也可利用覆銅聚四氟乙烯玻璃布層壓板。不同的材料有不同的特點(diǎn)，由調(diào)試中可能多次改換元件，因此要考慮到銅箔的粘合力。，走線注意的問題線路板的好環(huán)直接阻礙著放大器的性能，不行的線路板，會(huì)使信號(hào)產(chǎn)生歧變，產(chǎn)生本底噪音生尖峰脈沖干擾等，為了盡幸免上述阻礙，線路板在線出盡可能做到：、接照信號(hào)的傳輸途徑由小到大的順序在電路板上合路的布置各元器的位置，盡可能縮短各元器件之間的距離， 以減少外部干擾的引入和沒必要要的干擾。、在供電線路中，大電流通過的途徑應(yīng)盡可能設(shè)計(jì)得實(shí)一些，以降低電源內(nèi)阻，使電流能順利通過 。、在供電線路中，應(yīng)盡可能幸免大電流的印刷電路式導(dǎo)線交布置在小電流通路的中間周圍，以避免造成對(duì)小電流的干擾 。、走線時(shí)，應(yīng)盡可能走大于 90度直角的線以避免產(chǎn)生尖峰脈沖造成干擾。、在設(shè)計(jì)電線時(shí)，盡可能使星型供電方式，而且地的低盡可能離濾波電的地端近。，、大功率元件與小功率元件盡可能分開布線。硬件制作與調(diào)試、制作時(shí)應(yīng)將各電位器的外殼接地。、所有元件都裝好以后，應(yīng)檢查看是不是有虛焊，錯(cuò)焊，開路等。、用萬用表測(cè)量各關(guān)鍵點(diǎn)與地之間的阻值，各引腳的對(duì)應(yīng)點(diǎn)與地之間的阻值應(yīng)相同或超級(jí)接近。、用萬用表測(cè)量電源電壓，看其是不是在平安范圍內(nèi)，正負(fù)電壓誤差不得超過正負(fù)2V。、電源正常后，看是不是有冒煙，跳火， IC溫升太高等，如無以上現(xiàn)象那么可安心的工作第五部份 元件資料CD4518 從手冊(cè)產(chǎn)品性能介紹中，查出數(shù)字電路的引腳功能。一樣引腳功能分兩大類，其一是輸入與輸出功能；其二是操縱功能（包括被控和對(duì)外操縱）。例如圖23的（a）CD4518，該IC是一種同步加計(jì)數(shù)器，在一個(gè)封裝中含有兩個(gè)可互換二/十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，其功能引腳別離為1～7和9～{15}。該計(jì)數(shù)器是單路系列脈沖輸入（1腳或2腳；9腳或10腳），4路BCD碼信號(hào)輸出（3腳～6腳；{11}腳～{14}腳）。另外還必需把握其操縱功能，不然無法工作。即集成塊的利用條件，CD4518有兩個(gè)時(shí)鐘輸入端CP和EN，假設(shè)歷時(shí)鐘上升沿觸發(fā)，信號(hào)由CP輸入，現(xiàn)在EN端應(yīng)接高電平“1”，假設(shè)歷時(shí)鐘下降沿觸發(fā)，信號(hào)由EN端輸入，現(xiàn)在CP端應(yīng)接低電平“0”，不僅如此，清零（又稱復(fù)位）端Cr也應(yīng)維持低電平“0”，只有知足了這些條件時(shí)，電路才會(huì)處于計(jì)數(shù)狀態(tài)，假設(shè)不知足那么IC不工作。計(jì)數(shù)時(shí)，輸出是二/十進(jìn)制的BCD碼，因此輸入端的記數(shù)脈沖到第十個(gè)時(shí)，電路自動(dòng)復(fù)位0000狀態(tài)。另外，該CD4518無進(jìn)位功能的引腳，電路在第十個(gè)脈沖作用下，會(huì)自動(dòng)復(fù)位，同時(shí)，第6腳或第{14}腳將輸出下降沿的脈沖，利用該脈沖和EN端功能，就可作為計(jì)數(shù)的電路進(jìn)位脈沖和進(jìn)位功能端供多位數(shù)顯用，電路的CD4518中，因設(shè)定CP端為時(shí)鐘（計(jì)數(shù)）輸入，因此EN端10腳接電源正端（高電平）；清零端Cr{15}腳通過R1接地為零電平，電容C1是開機(jī)置Cr“1”電平清零用的。開機(jī)以后，C1再也不起作用，由此可見，該IC的連接均符合表2的要求。只要從9腳輸入計(jì)數(shù)脈沖，CD4518就輸出BCD碼。在CD4543中，LD（鎖存操縱）端1腳接電源正端（高電平），BI（消隱）端7腳、ph（L6CD用）6腳均接地電平，這些條件均符合 CD4543真值表要求。CD4543 是一個(gè)七段譯碼器 ，對(duì)CD4518輸出的數(shù)碼進(jìn)行譯碼 ，他輸出高電平常對(duì)應(yīng)的 數(shù)碼管 發(fā)光，由于數(shù)碼管時(shí)共陰極的，他的功能有許多，BCD-鎖存，7段譯碼器， 驅(qū)動(dòng)器等功能，其功耗小，耐高壓 ，耐高溫，在特殊環(huán)境下也能工作 ，光電耦合器是由發(fā)光元件和光電同意元件歸并利用， 以光作為媒介傳遞信息的器件，他們封裝在一路，其他的元件查看元件選擇。 （第三部份）第六部份 總結(jié)通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我溫習(xí)了前面學(xué)過的知識(shí)，進(jìn)一步在實(shí)踐中運(yùn)用理論知識(shí)，把模電和數(shù)電，光電技術(shù)綜合起來，從而達(dá)到真正的學(xué)以致用，在選擇元件時(shí)，我能夠從元件的不同的角度來考慮是不是選擇，制版時(shí)，碰著許多難點(diǎn)，如跳線，元件排版的工藝，平安，抗干擾等問題，在指導(dǎo)教師的幫忙下，都一一解決，調(diào)試是一個(gè)重要環(huán)節(jié)，常常借用數(shù)電實(shí)驗(yàn)室，和同窗們進(jìn)行硬件仿真，并進(jìn)行交流和探討，收成非淺。這次設(shè)計(jì)， 增強(qiáng)了我的動(dòng)手能力，豐碩了我的理論水平，讓我明白我的不足的地方，由于本人水平有限，存在不足與錯(cuò)誤，望教師多多指點(diǎn)，以后我將加倍盡力，在電子專業(yè)方面不斷地增強(qiáng)，不孤負(fù)教師連年的教育和期望。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)取得了指導(dǎo)教師龍小波兼學(xué)長劉穩(wěn)固及全部電子教研室的教師的大力支持和幫忙，在此一并表示衷心的感激。蘭志強(qiáng)2005 年12月27日第七部份 參 考 文 獻(xiàn)一、《模擬電子