課程設(shè)計說明書-光控計數(shù)器

個人收集整理勿做商業(yè)用途個人收集整理勿做商業(yè)用途個人收集整理勿做商業(yè)用途HarbinInstituteofTechnology課程設(shè)計說明書(論文）課程名稱:電子技術(shù)課程設(shè)計設(shè)計題目：光控計數(shù)器院系：自動化測試與控制系班級：設(shè)計者：學(xué)號:指導(dǎo)教師:齊明設(shè)計時間：2010.12.23哈爾濱工業(yè)大學(xué)哈爾濱工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計任務(wù)書姓名：郝冰濤院(系）：電氣學(xué)院自動化測試與控制系專業(yè):光電信息工程班號：0801201（1080120109）任務(wù)起至日期：2010年11月24日至2010年12月25日課程設(shè)計題目：光控計數(shù)器已知技術(shù)參數(shù)和設(shè)計要求：利用光線的通斷來統(tǒng)計進(jìn)入實驗室人數(shù)。要求設(shè)計兩路光控電路，一路放置在門外，另一路設(shè)置在門里，當(dāng)有人通過門口時（無論是進(jìn)入或走出房間），都會先觸發(fā)一個光控電路，再觸發(fā)另一個光控電路,要求根據(jù)光控電路產(chǎn)生觸發(fā)脈沖的先后順序,判斷來人是進(jìn)入還是離開實驗，當(dāng)有人進(jìn)入實驗室時令計數(shù)器進(jìn)行加計數(shù)，當(dāng)有人離開實驗室時進(jìn)行減計數(shù)，并用數(shù)碼管顯示數(shù)字.工作量：利用課余時間，約1個月時間,完成電路設(shè)計、仿真、面包板上搭電路、調(diào)試及驗收。工作計劃安排：11月24日—-12月12日，電路設(shè)計及仿真調(diào)試12月13日——12月19日，搭電路及調(diào)試12月20日——12月23日,電路調(diào)試及驗收同組設(shè)計者及分工：同組人：婁越（1080120123)分工：郝冰濤同學(xué)負(fù)責(zé)電路的設(shè)計及仿真調(diào)試工作.婁越同學(xué)負(fù)責(zé)搭電路和電路調(diào)試.指導(dǎo)教師簽字___________________年月日教研室主任意見：教研室主任簽字___________________年月日＊注：此任務(wù)書由課程設(shè)計指導(dǎo)教師填寫。1、實驗器件：電板1塊發(fā)光二極管2個接收二極管2個74LS741片74LS472片74LS003片74LS1922片555定時器2片數(shù)碼管2個電阻:5.1K歐姆2個370歐姆2個310歐姆14個電容:1μF2個1nF3個設(shè)計原理及思路：整個系統(tǒng)由五個部分組成：光控電路、觸發(fā)脈沖、加減計數(shù)、顯示譯碼和數(shù)碼顯示,其工作原理框圖如下：首先由光控電路將接收的光信號轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)施密特觸發(fā)器整形觸發(fā)脈沖，輸出計數(shù)脈沖信號.再通過計數(shù)器和譯碼器，在LED數(shù)碼顯示管上顯示數(shù)目的增加或減少，實現(xiàn)自動計數(shù)的功能。各部分說明:光電轉(zhuǎn)換電路：光電轉(zhuǎn)換電路用于將光信號轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)所需的電信號.由于需要進(jìn)行數(shù)目的加和減的運算,此部分需要兩個相同的光控電路。每個電路的組成為：一個發(fā)射管，一個接收管，同時還有一個370歐姆和一個5.1K歐姆的電阻。接通電源后，接收管接收到發(fā)射管射來的紅外光線。當(dāng)有人通過兩個二極管間時，內(nèi)阻減小，集電極輸出低電平，送至施密特觸發(fā)器.時鐘脈沖產(chǎn)生電路:對于雙D觸發(fā)器所需要的1000Hz的脈沖，由于在本課題中電路對脈沖的精確度要求不是很高而晶體振蕩需要分頻，所以采用了555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器，使其產(chǎn)生需要的方波作為觸發(fā)器和計數(shù)器的CP脈沖.時序控制電路：時序控制電路在本課題中主要用于判斷計數(shù)的增加或是減少，在此選用了一個D觸發(fā)器、三個74LS00芯片來實現(xiàn).設(shè)計思路如下：設(shè)初始狀態(tài)為0，由光控電路部分產(chǎn)生的兩列脈沖分別為A，B,設(shè)置計數(shù)器為增加狀態(tài)時，如圖如上圖時序邏輯分析圖所示，可得真值表和卡諾圖如下：ABQ（t)Q（t+1)Z0000001000100101100000100011001011011111ABQ0001111001111因此,得Q（t+1)=AB′+AQ=（（AB′）′（AQ））′Z=ABQ（t）同理：設(shè)置計數(shù)器為減少狀態(tài)時，如上圖時序邏輯分析圖所示，可得真值表和卡諾圖如下：ABQ（t）Q（t+1）Z0000001010100001100000100011101010011111ABQ0001111001111得：Q（t+1）=BA′+BQ=（（BA′)′（BQ）)′Z=ABQ（t）計數(shù)和譯碼和顯示部分：計數(shù)和譯碼由兩個計數(shù)器、兩個譯碼器和兩個數(shù)碼管來完成，用于接收計數(shù)脈沖信號并將其轉(zhuǎn)化成單獨的信號輸出并顯示。在本課題中選用了74LS192加減計數(shù)器、74LS47和共陰極LED數(shù)碼顯示管。3、電路連接測試：按照電路圖在計算機(jī)上進(jìn)行仿真以后，開始在面包板上連接線路。為了更有效的檢測電路連接的正確性，采取邊連接邊測試的方法?？偣矞y試了三個部分：時鐘脈沖部分：首先進(jìn)行測試的是時鐘脈沖部分。連接好線路后，連接電源，將555定時器的脈沖輸出接口接入示波器,卻未得到任何波形.經(jīng)檢查,發(fā)現(xiàn)是芯片的位置錯了。重新安置芯片后，示波器得到如下波形：計數(shù)顯示部分：其次測試了計數(shù)顯示部分。同樣的,連接電源,信號發(fā)生源調(diào)至輸出適當(dāng)頻率的脈沖信號，并將其輸出接口觸碰加減計數(shù)器的up/down兩腳，數(shù)碼管穩(wěn)定而有序地進(jìn)行數(shù)的加減.光電轉(zhuǎn)換部分:最后測試了光電轉(zhuǎn)換部分。將數(shù)字萬用表的負(fù)極端接地，正極端接在三極管的集電極,用硬紙片隔斷發(fā)射管和接收管，集電極由原來的高電平變?yōu)榈碗娖?4、心得體會：

1)做課程設(shè)計同時也是對課本知識的鞏固和加強(qiáng)，由于課本上的知識太多，平時課間的學(xué)習(xí)并不能很好的理解和運用各個元件的功能，在這次課程設(shè)計過程中，我們了解了很多元件的功能,并且對于其在電路中的使用有了更多的認(rèn)識。

2)通過動手實踐讓我們對各個元件映象深刻。認(rèn)識來源于實踐，實踐是認(rèn)識的動力和最終目的，實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。

3）我們的工作是一個團(tuán)隊的工作。團(tuán)結(jié)協(xié)作是我們實習(xí)成功的一項非常重要的保證。而這次實習(xí)也正好鍛煉我們這一點。