1目錄摘要.2引言.3第一章工作分析1.1節(jié)設計要求41.2節(jié)電路設計分析41.3節(jié)工作流程圖.4第二章原理分析2.1節(jié)工作原理52.2節(jié)元器件的介紹8第三章電路板的生成3.1節(jié)電路板的布局圖.153.2節(jié)電路版的焊接.16第四章電路版的檢測4.1節(jié)電路版的調試.174.2節(jié)檢測電路版注意事項.17第五章總結17參考文獻.18附表.182摘要紅外發(fā)射接收計數(shù)器設計電路由兩部分組成：光電計數(shù)部分和計數(shù)顯示部分。光電計數(shù)部分主要采用的是紅外發(fā)光二極管與光敏三極管，后接電壓比較器，光電耦合技術，將光信號轉化為脈沖信號。計數(shù)顯示部分采用的是CD4518對脈沖信號同步二進制計數(shù)，經數(shù)碼管顯示出來。數(shù)碼管LED技術，將實際生產中機械或者人工計數(shù)方式轉變?yōu)樽詣踊碾娮佑嫈?shù)，利用LED顯示出來，計數(shù)器對某物件進行自動計數(shù)，在實際生產生活中具有廣泛的應用，對通過的物體進行計數(shù)，實現(xiàn)統(tǒng)計數(shù)據(jù)的搜集，如在生產流水線包裝數(shù)量控制等領域的應用，能節(jié)省勞動力有能高效地完成任務。光電計數(shù)器采用光電傳感器構成的廣電門實現(xiàn)對通過光電門的物體進行計數(shù)，是一種非接觸式計數(shù)，在部分場合有著其無比的優(yōu)越性，從而使其廣泛應用于工業(yè)生產、實時監(jiān)測、自動化控制等領域。本作品為實現(xiàn)光電計數(shù)器的功能，采用的數(shù)字電路，以紅外對射光電傳感器為傳感器件。電路主要分為信號采集電路、兩位十進制計數(shù)電路、數(shù)碼顯示電路、報警電路四個模塊，分別實現(xiàn)對通過光電門的物體感應，計數(shù)，顯示。計數(shù)范圍為099作品電路主要采用常用分立元件和小規(guī)模集成電路，結構簡單可靠，簡單直觀，電路裝置省去了能耗大、笨重、極易產生熱量的電源變壓器，具有結構簡單、自耗電輕微、性能穩(wěn)定、靈敏度高、通用性強的特點。關鍵字：紅外-發(fā)射電壓比較器光電耦合器計數(shù)器譯碼器數(shù)碼管3前言自動化的計數(shù)提高了工業(yè)生產上的效率以及準確性，計數(shù)的自動化和智能化最終能加速實現(xiàn)現(xiàn)代化的工業(yè)。隨著生產自動化、設備數(shù)字化和機電一體化的發(fā)展,對光電計數(shù)器的需求日益增多。光電計數(shù)器設計一方面是為了鞏固課本所學知識，完成知識遷移，另一方面加強動手能力，識圖能力及設計能力。光電計數(shù)器在實際生產中已經得到了廣泛的應用。在應用中，光電傳感器部分主要有光電斷路器和光電開關，但在工業(yè)生產中主要使用的是光電開關，計數(shù)電路有CD4518芯片組成的，實際功能差別不大?；驹O計要求：本次設計光電計數(shù)器，要求使用紅外發(fā)光二極管、紅外接收二極管，實現(xiàn)計數(shù)功能，能實現(xiàn)兩位數(shù)的計數(shù)，計數(shù)范圍099。光電計數(shù)器在本論文設計中主要是由LM393電壓比較器，4N35光電耦合器，CD4518計數(shù)器，CD4543譯碼器，電源部分，發(fā)射部分，接受部分，數(shù)碼顯示部分構成。光電斷路數(shù)碼管LED等構成的計數(shù)器電路時為了脈沖信號進行計數(shù)。因此，也可以說該電路是由這兩部分電路組成。本設計計數(shù)器可將機械或人工計數(shù)方式變?yōu)殡娮佑嫈?shù)形式，并且采用LED數(shù)碼管來計數(shù)顯示，簡單直觀明了，可使用于諸多行業(yè)，從而以滿足現(xiàn)代生產、生活等方面的日益需求。有工件經過時，擋住發(fā)射器發(fā)出的紅外光信號無法發(fā)射到接收器上，接收器接收到發(fā)射來的紅外線信號便輸出一個脈沖信號到器進行計數(shù)。在實際的啤酒，機械或者人工計數(shù)等灌裝生產線上，當瓶子從光源和光接收器之間通過時，通過光電轉換將光的變化轉換成輸出電壓的變化，經過后續(xù)處理實現(xiàn)自動計數(shù)。電路原理示意圖：電源光電發(fā)射-接收電壓比較數(shù)碼管顯示譯碼器計數(shù)器光電耦合器4第一章工作分析1.1節(jié)設計要求（1）可以代替人工計數(shù)或者機械計數(shù)，實現(xiàn)兩位數(shù)范圍099的計數(shù)（2）可以做到隔離紅外光發(fā)射來控制計數(shù)的次數(shù)（3）可以自動循環(huán)計數(shù)（如啤酒機，過帶），通過隔斷紅外光線實現(xiàn)計數(shù)（4）PCB板的上接同一的電源和地（5）焊接時，注意焊頭的的完美，避免出現(xiàn)虛焊、漏焊現(xiàn)象（6）PCB板的要求布局美觀1.2節(jié)電路設計分析基本組成：1）：電源電路：由9V電源提供2）：紅外發(fā)射-接受控制電路：發(fā)光二極管和紅外接受三極管構成3）：電壓比較器電路：由LM393芯片提供反相電壓，進行比較輸出4）：光電耦合器：由4N35芯片提供光電耦合作用5）：放大電路：由VT2三極管對信號進行放大，輸出脈沖信號6）：計數(shù)器：CD4518芯片，提供雙向計數(shù)功能7）：譯碼器：由CD4543芯片提供譯碼功能，對模擬信號進行解碼輸出8）：七段數(shù)碼管：顯示功能1.3節(jié)工作流程圖整個電路的功能是將紅外三極管接收到的光信號,經過電壓比較、耦合、放大、然后通過計數(shù)、解碼，顯示。電源譯碼紅外發(fā)射與接收譯碼計數(shù)光電耦合電壓比較顯示顯示圖1電路流程圖5第二章原理分析2.1節(jié)工作原理數(shù)字式電子計數(shù)器有直觀和計數(shù)精確的優(yōu)點，目前已在各種行業(yè)中普遍使用。數(shù)字式電子計數(shù)器有多種計數(shù)觸發(fā)方式，它是由實際使用條件和環(huán)境決定的。有采用機械方式的接觸式觸發(fā)的，有采用電子傳感器的非接觸式觸發(fā)的，光電發(fā)射接收是其中之一，它是一種非接觸式電子傳感器。采用光電傳感器制作的光電式電子計數(shù)器如圖所示。這種計數(shù)器在工廠的生產流水線上作產品統(tǒng)計，有著其他計數(shù)器不可取代的優(yōu)點。該例光電觸發(fā)式電子計數(shù)器只有兩位數(shù)，但通過級聯(lián)可以擴展為四位，甚至多位。圖2電路原理圖為使模塊穩(wěn)定工作，須有可靠電源。我們考慮了電源方案如下：采用獨立的穩(wěn)壓電源。此方案的優(yōu)點是穩(wěn)定可靠，且有各種成熟電路可供選用；缺點是各模塊都采用獨立電源，會使系統(tǒng)復雜，且可能影響電路電平。電源的電路圖如下圖所示。6圖3電源發(fā)射和接收部分光電耦合器是以光為媒介傳輸電信號的一種電一光一電轉換器件，它由發(fā)光源和受光器兩部分組成。為了能準確地遠距離地感應到有人進入或離開電影院，就必須選擇敏感性高且穩(wěn)定的信號感應器件，而光電耦合器滿足這個條件。光電耦合器是發(fā)光源和受光器件組裝在同一密閉的殼體內，彼此間用透明絕緣體隔離。發(fā)光源的引腳為輸入端，受光器件的引腳為輸出端，常見的發(fā)光源為發(fā)光二極管，受光器為光敏二極管、光敏三級管等，實際電路發(fā)光源選用高亮發(fā)光管和硅光電池。L1和L2為高亮發(fā)電管，BT1和BT2是硅光電池。滯回電壓比較器原理由于運放工作在非線性區(qū)，輸出只有高低電平兩個電壓omU和omU，當omUou時，如圖所示同相輸入端電壓U+的上門限值為:fRRomURfRRRUfRfRRomURRUfRRURUoufRRRTHU22222)(221隨iu增大達到1THU后，ou由omU跳變?yōu)閛mU。7圖4滯回比較器當omUou時，如圖所示同相輸入端電壓U+的下門限值為：fRRomURfRRRUfRfRRomURRUfRRURUoufRRRTHU22222)(222隨iu減小達到2THU后，ou由omU跳變?yōu)閛mU。我們把上門限電壓1THU與下門限電壓2THU之差稱為回差電壓THU:fRRRomUTHUTHUTHU22221回差電壓的存在，大大提高了電路的抗干擾能力。只要干擾信號的峰值小于半個回差電壓，比較器就不會因為干擾而誤動作。數(shù)碼顯示電路該電路是實現(xiàn)將計數(shù)電路的計數(shù)值以直觀的數(shù)字方式顯現(xiàn)出來，只需實現(xiàn)基本要求即可，無特殊要求。計數(shù)電路輸出兩組BCD碼，為了使電路簡