1、本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 目錄 TOC o 1-5 h z 摘要2前言3 HYPERLINK l bookmark0 o Current Document 第一章設(shè)計(jì)方案41.1設(shè)計(jì)目的41.2設(shè)計(jì)要求41.3總原理框圖41.3各單元框圖電路設(shè)計(jì) 4（1）信號(hào)采集電路4. HYPERLINK l bookmark2 o Current Document （2）加減識(shí)別電路 5.（3）計(jì)數(shù)、譯碼、驅(qū)動(dòng)、顯示 7. HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 第二章相關(guān)元器件介紹92.1紅外發(fā)射接收對(duì)管92.2施密特觸發(fā)器1.0.ST188 11芯片 CD401

2、0612CD4013-雙上升沿D觸發(fā)器 12CD4011014. HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 第三章具有加減識(shí)別功能的繞線機(jī)電子計(jì)數(shù)器總電路 163.1總電路圖163.2總電路原理17 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 第四章結(jié)論18 HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 參考文獻(xiàn)19 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 致謝20摘要繞線機(jī)是用來繞制線圈的專用設(shè)備，而計(jì)數(shù)器則起到了計(jì)數(shù)作用。通過計(jì)數(shù)

3、器我們可以了解產(chǎn)品的工作狀態(tài)。繞線機(jī)種類很多，由于各種線圈產(chǎn)品的功能要求不同，目前常見繞線機(jī)的有全自動(dòng)繞線機(jī)、半自動(dòng)繞線機(jī)、環(huán)形繞線機(jī)、伺服精密繞線機(jī)、 變壓器繞線 機(jī)、電感線圈繞線機(jī)等機(jī)種。本課程設(shè)計(jì)主要是通過紅外線傳感器來計(jì)數(shù)繞線機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)， 然后通過計(jì)數(shù)，鎖存，譯碼等步驟最終在數(shù)碼管顯示數(shù)字。關(guān)鍵詞：繞線機(jī)，CD4013 CD40106 CD40110紅外對(duì)管AbstractCoili ng mach ine is used for the special equipme nt of Coili ngaro und the system, and counter does the count

4、 function. Through the counter we can un dersta nd the worki ng state of the products. Coili ng machi ne type many, because all kinds of differe nt requireme nts for the product fun cti on coil, the most com mon of the winding machine fully automatic winding machine, semi-auto coiling machine, annul

5、ar coiling machine, servo precision coiling machine, transformer winding machi ne, in ducta nee coil winding machi ne model. This course is desig ned by infrared sensors to count coiling machine RPM, and then through the count, lock to save, steps in the digital decoder eve ntually pipe display Numb

6、ersKeyword : coiling machine，CD4013，CD40106， CD40110，infrared gem in ate tran sistors.、八、-刖言繞制繞組設(shè)備一般都裝計(jì)數(shù)器，常用的計(jì)數(shù)器有機(jī)械式和電子式計(jì)數(shù)器。在繞組繞制 中，當(dāng)繞組匝數(shù)達(dá)到一定值停機(jī)，由于繞線機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很大，繞線機(jī)不會(huì)立刻停止轉(zhuǎn)動(dòng)， 即使提前采取措施也很難繞到規(guī)定匝數(shù)，還去要正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)調(diào)整。為此我們需要設(shè)計(jì)一 個(gè)繞線機(jī)計(jì)數(shù)器來對(duì)繞線機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)控制。而數(shù)字式電子計(jì)數(shù)器有直觀和計(jì)數(shù)精確的 優(yōu)點(diǎn)，目前已在各種行業(yè)中普遍使用。數(shù)字式電子計(jì)數(shù)器有多種計(jì)數(shù)觸發(fā)方式，它是由實(shí) 際使用條件和環(huán)境決定

7、的。有采用機(jī)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，光電式傳感器是其中之一，它是一種非接觸式電子傳感器，利用光電元件制成的自動(dòng)計(jì)數(shù)裝置。其工作原理是從光源發(fā)出的一束平行光照射在光電元件（如光電管、光敏電阻等）上，每當(dāng)這束光被遮擋一次時(shí)，光電元件的工作狀態(tài)就改變一次，通過放大器 可使計(jì)數(shù)器記下被遮擋的次數(shù)。常用于記錄成品數(shù)量或展覽會(huì)參觀者人數(shù)。這種計(jì)數(shù)器在 工廠的生產(chǎn)流水線上作產(chǎn)品統(tǒng)計(jì)，有著其他計(jì)數(shù)器不可取代的優(yōu)點(diǎn)。該例光電觸發(fā)式電子 計(jì)數(shù)器只有兩位數(shù)，但通過級(jí)聯(lián)可以擴(kuò)展為四位，甚至多位。自動(dòng)化的計(jì)數(shù)提高了工業(yè)生產(chǎn)上的效率以及準(zhǔn)確性，計(jì)數(shù)的自動(dòng)化和智能化最終能加速實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的工

8、業(yè)。隨著生產(chǎn)自動(dòng)化、設(shè)備數(shù)字化和機(jī)電一體化的發(fā)展，對(duì)光電計(jì)數(shù)器的需求日益增多。光電計(jì)數(shù)器在實(shí)際生產(chǎn)中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。在應(yīng)用中，光電傳感 器部分主要有光電斷路器和光電開關(guān)，但在工業(yè)生產(chǎn)中主要使用的是光電開關(guān)，計(jì)數(shù)電路 有CD系列芯片組成的，也有74系列芯片組成的，實(shí)際功能差別不大。本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第一章設(shè)計(jì)方案1.1設(shè)計(jì)目的掌握常用基本邏輯電路的工作原理學(xué)習(xí)掌握電子電路設(shè)計(jì)基本方法初步學(xué)會(huì)使用Alitum Designer軟件熟悉基本操作，會(huì)用其進(jìn)行電路的仿真設(shè)計(jì)并制作用于工件計(jì)數(shù)的繞線機(jī)電子計(jì)數(shù)器培養(yǎng)獨(dú)立思考、分析、解決問題的能力通過焊接電路，提高實(shí)際動(dòng)手操作能力通過此次設(shè)計(jì)，增

9、強(qiáng)理論聯(lián)系實(shí)際的能力,能夠?qū)@線機(jī)正，反轉(zhuǎn)動(dòng)的次數(shù)進(jìn)行1.2設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)一個(gè)具有加減識(shí)別功能的繞線機(jī)電子計(jì)數(shù)器 統(tǒng)計(jì)，并將最終數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示1.3總原理框圖根據(jù)設(shè)計(jì)要求，其總原理框圖1-1如下所示:圖1-1總原理框圖1.3各單元框圖電路設(shè)計(jì) 信號(hào)采集電路框圖如下圖1-2所示：(1)信號(hào)采集電路加信號(hào)采集電路圖(a)減信號(hào)采集電路圖(b)圖1-2信號(hào)采集電路圖本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1-4所示:力M言號(hào)采集信號(hào) 減信號(hào)采集信號(hào)圖1-2所示為信號(hào)采集電路圖，VD1 , VD2為紅外發(fā)射管，VT1 , VT2為對(duì)應(yīng)的接收 管，F(xiàn)1、F2為施密特反相器。工作原理：當(dāng)繞線機(jī)正向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，紅外發(fā)射管VD1

10、發(fā)射的紅外光先透過小孔，三極管VT1接收到光后導(dǎo)通，其電阻R1處下面節(jié)點(diǎn)電位由高電平變?yōu)榈碗娖剑瓿闪诵盘?hào)采樣任務(wù)。然后信號(hào)經(jīng)過施密特反相器 F1反向并調(diào)制波形后（將不規(guī)則波形整成矩形波），送入 加減識(shí)別信號(hào)處理部分。當(dāng)轉(zhuǎn)盤繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，發(fā)射管VD2發(fā)射的紅外光透過小孔，三極管VT2接收到光后導(dǎo)通， 電阻R2處下面節(jié)點(diǎn)電位由高電平變?yōu)榈碗娖?，完成信?hào)采樣。信號(hào)經(jīng)施密特反向器反向 調(diào)制后送入加減識(shí)別信號(hào)處理部分。當(dāng)轉(zhuǎn)盤反向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，紅外發(fā)射管VD2發(fā)射的紅外光先透過小孔，三極管VT2接收到光后導(dǎo)通，其電阻R2處下面節(jié)點(diǎn)電位由高電平變?yōu)榈碗娖剑?完成了信號(hào)采樣任務(wù)。然后信號(hào)經(jīng)過施密特反相器F1反向并調(diào)制

11、波形送入加減識(shí)別信號(hào)處理部分。當(dāng)轉(zhuǎn)盤繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，發(fā)射管 VD1發(fā)射的紅外光透過小孔，三極管 VT1接收到光 后導(dǎo)通，電阻R1處下面節(jié)點(diǎn)電位由高電平變?yōu)榈碗娖剑瓿尚盘?hào)采樣。信號(hào)經(jīng)施密特反 向器反向調(diào)制后送入加減識(shí)別信號(hào)處理部分。（2）加減識(shí)別電路加減識(shí)別電路框圖如下圖CD4013圖1-4加減識(shí)別電路如圖1-4所示為減識(shí)別信號(hào)處理電路簡圖，F(xiàn)1F4為芯片CD40106里面的施密特反 向器。芯片CD40106里面共有6個(gè)施密特反相器。而分別和線 CPU,CPD相連的兩個(gè)芯片 其實(shí)是一個(gè)芯片，即芯片 CD4013。這里我們將它看成兩部分。工作原理：如圖1-3所示當(dāng)繞線機(jī)正轉(zhuǎn)（加計(jì)數(shù)時(shí)），VT1先導(dǎo)通，

12、經(jīng)施密特反相器F1反向后為高電平。一部分 連接到芯片CD4013（2）的CL2引腳上，另一部分則經(jīng)過施密特反相器 F3反向低電平接 到CD4013（ 1）的R1引腳上。根據(jù)表1-1所示的CD4013功能表可知，當(dāng)剛開始兩個(gè)紅 外接收管VT1，VT2都沒導(dǎo)通時(shí)，由于S1，S2接地故都為低電平L。而R1，R2由于前 面VT1,VT2未導(dǎo)通再經(jīng)過反相器后電平高電平 H。脈沖CP沒有。故Q處電平為低電平， 沒有給CPU,CPD 一個(gè)脈沖。引腳D1，D2處電平為高電平。表1-1 芯片CD4013功能表輸入輸出CPDRnSnQQ非ALLLLHHLLHlXLL保持XXHLLHXXLHHr lXXHHHH當(dāng)V

13、D1的光先透過小孔照到接收管 VT1后，三極管VT1導(dǎo)通。R1下節(jié)點(diǎn)電位由高 電平變?yōu)榈碗娖剑蔙1處電位為低電平，而D2處為高電平，S1處為低電平，CL1處沒 有脈沖，故該處CD4013（ 1）不被觸發(fā)。而CD4013（ 2）雖然有一個(gè)上升沿脈沖到其引腳 CL2處，但是由于其R2處電平為高電平，所以不被觸發(fā)（保持）。當(dāng)VD2的光透過小孔 照到接收管VT2后，三極管VT2導(dǎo)通。R2下節(jié)點(diǎn)電位由高電平變?yōu)榈碗娖?。這時(shí)信號(hào)經(jīng) F2給芯片CD4013（ 1）的CL1處一個(gè)上升沿觸發(fā)（加信號(hào)），根據(jù)表1-1可知，此時(shí)芯片 CD4013（ 1）的Q1處電平由低電平變?yōu)楦唠娖剑琎1處脈沖經(jīng)導(dǎo)線連到計(jì)數(shù)、驅(qū)

14、動(dòng)、 譯碼、 顯示電路。而此時(shí)CD4013（2）上R2處電平為低電平，S2處電平為低電平，D2處電平為高 電平，CL2處一個(gè)下降沿脈沖，故不觸發(fā)。當(dāng)繞線機(jī)反轉(zhuǎn)（減計(jì)數(shù)時(shí)），VT2先導(dǎo)通，經(jīng)施密特反相器F2反向后為高電平。一部 分連接到芯片CD4013（ 1）的CL1引腳上，另一部分則經(jīng)過施密特反相器 F4反向低電平 接到CD4013（2）的R2引腳上。根據(jù)表可知此時(shí) CD4013不觸發(fā)。當(dāng)VT2導(dǎo)通時(shí)，信號(hào) 經(jīng)F1給CD4013（2）處一個(gè)上升沿脈沖（減信號(hào)），此時(shí)CD4013（2）觸發(fā)，Q2處電平由 低電平變?yōu)楦唠娖剑琎2處脈沖經(jīng)導(dǎo)線連到計(jì)數(shù)、驅(qū)動(dòng)、譯碼、顯示電路。本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) (

15、3)計(jì)數(shù)、譯碼、驅(qū)動(dòng)、顯示計(jì)數(shù)、譯碼、驅(qū)動(dòng)、顯示電路框圖如下圖1-4所示:圖1-5計(jì)數(shù)、譯碼、驅(qū)動(dòng)、顯示本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 如圖1-5所示，有4個(gè)芯片CD40110分別對(duì)應(yīng)一個(gè)數(shù)碼管。與 CD40110和數(shù)碼管之 間相連的電阻用于限流。而芯片 CD4013之間BO引腳與CPD引腳相連，CO引腳與CPU 相連。當(dāng)CPU給最左邊的CD4013（ 1）一個(gè)上升沿脈沖時(shí)，根據(jù)芯片 CD40110功能表表 1-2可知表1-2 芯片CD40110功能表CPUCPDLETER計(jì)數(shù)顯示TX000加1隨計(jì)數(shù)器 顯示XT000減1隨計(jì)數(shù)器 顯示XX0不變不變XXpX1清 0000不變:XX0X1清 0000隨

16、計(jì)數(shù)器 顯示（顯 示0）XXX10禁止不變TXp00加1不變 XT100減1不變由于是上升沿脈沖，且LE處低電平，TE低電平，R低電平。所以計(jì)數(shù)加1,數(shù)碼管顯 示10 CD40110的進(jìn)位輸出CO和借位輸出BO 一般為高電平，當(dāng)計(jì)數(shù)器從09時(shí)，BO輸 出負(fù)脈沖；從90時(shí)CO輸出負(fù)脈沖。在多片級(jí)聯(lián)時(shí)，只需要將 CO和BO分別接至下級(jí) 40110的CPU和CPD端，就可組成多位計(jì)數(shù)器。而一共用了 4個(gè)數(shù)碼管，故其計(jì)數(shù)范圍可 以從0000-9999。當(dāng)按下開關(guān)SB寸，可對(duì)計(jì)數(shù)器清零。第二章相關(guān)元器件介紹2.1紅外發(fā)射接收對(duì)管人們見到的紅外遙控系統(tǒng)分為發(fā)射和接收兩部分。發(fā)射部分的發(fā)射元件為紅外發(fā)光二

17、極管，它發(fā)出的是紅外線而不是可見光。常用的紅外發(fā)光二極管發(fā)出的紅外線波長為 940nm 左右，外形與普通 5mm發(fā)光二極管相同，只是顏色不同。一般有透明、黑色和深藍(lán)色等 三種。判斷紅外發(fā)光二極管的好壞與判斷普通二極管一樣的方法。單只紅外發(fā)光二極管的 發(fā)射功率約100mW。紅外發(fā)光二極管的發(fā)光效率需用專用儀器測(cè)定，而業(yè)余條件下，只 能憑經(jīng)驗(yàn)用拉距法進(jìn)行粗略判定。接收電路的紅外接收管是一種光敏二極管，使用時(shí)要給 紅外接收二極管加反向偏壓，它才能正常工作而獲得高的靈敏度。紅外接收二極管一般有 圓形和方形兩種。由于紅外發(fā)光二極管的發(fā)射功率較小， 紅外接收二極管收到的信號(hào)較弱， 所以接收端就要增加高增益

18、放大電路。紅外線接收管是將紅外線光信號(hào)變成電信號(hào)的半導(dǎo)體器件，它的核心部件是一個(gè)特殊 材料的PN結(jié)，和普通二極管相比，在結(jié)構(gòu)上采取了大的改變，紅外線接收管為了更多更 大面積的接受入射光線，PN結(jié)面積盡量做的比較大，電極面積盡量減小，而且PN結(jié)的結(jié)深很淺，一般小于1微米。紅外線接收二極管是在反向電壓作用之下工作的。沒有光照時(shí)，反向電流很小（一般小于 0.1微安），稱為暗電流。當(dāng)有紅外線光照時(shí)，攜帶能量的紅外 線光子進(jìn)入PN結(jié)后，把能量傳給共價(jià)鍵上的束縛電子，使部分電子掙脫共價(jià)鍵，從而產(chǎn) 生電子空穴對(duì)（簡稱：光生載流子）。它們?cè)诜聪螂妷鹤饔孟聟⒓悠七\(yùn)動(dòng)，使反向電 流明顯變大，光的強(qiáng)度越大，反向電

19、流也越大。這種特性稱為“光電導(dǎo)”。紅外線接收二極管在一般照度的光線照射下，所產(chǎn)生的電流叫光電流。如果在外電路上接上負(fù)載，負(fù)載 上就獲得了電信號(hào)，而且這個(gè)電信號(hào)隨著光的變化而相應(yīng)變化。紅外線接收管有兩種，一種是光電二極管，另一種是光電三極管。光電二極管就是將 光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，光電三極管在將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)的同時(shí)，也把電流放大了。因 此，光電三極管也分為兩種，分別別是 NPN型和PNP型。紅外接收管的作用是進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，在光控、紅外線遙控、光探測(cè)、光纖通信、光電 耦合等方面有廣泛的應(yīng)用。如何選擇紅外線接收管：紅外線最重要的參數(shù)就是光電信號(hào)的放大倍率，一般的有 1000-1300,1300,1

20、800，1800-2500這些對(duì)靈敏度有決定性作 用。本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）VI 2.2施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器不同于前述的各類觸發(fā)器，它具有下述特點(diǎn)：屬于電平觸發(fā)，對(duì)于緩慢變化的信號(hào)仍然適用，當(dāng)輸入信號(hào)達(dá)到某一定電壓值時(shí)，輸 出電壓會(huì)發(fā)生突變。輸入信號(hào)增加和減少時(shí)，電路有不同的閾值電壓，它具有如圖2-1所示的傳輸特性。（a）同相輸岀0(b)反向輸出圖2-1施密特電路的傳輸特性在模擬電路中，曾經(jīng)討論過由集成運(yùn)放構(gòu)成的施密特觸發(fā)器（帶正反饋的遲滯比較 器），下面介紹數(shù)字技術(shù)中常用的施密特觸發(fā)器。門電路組成的施密特觸發(fā)器由CMOS門組成的施密特觸發(fā)器如圖2-2所示。VOV01圖2-2 CMOS反相

21、器組成的施密特觸發(fā)器本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 電路中兩個(gè)CMOS反相器串接，分壓電阻R1、R2將輸出端的電壓反饋到輸入端對(duì)電 路產(chǎn)生影響。普通的門電路可以構(gòu)成施密特觸發(fā)器。 因?yàn)镃MOS門的輸入電阻很高，所以 G1的輸入端可以近似的看成開路。把疊加原理應(yīng)用到R1和R2構(gòu)成的串聯(lián)電路上，我們可以推導(dǎo)出這個(gè)電路的正向閾值電壓和負(fù)向閾值電壓。當(dāng)時(shí)，Vi=0時(shí)，Vo=0 。當(dāng)Vi從0逐漸上升到Vt+時(shí)，Vi從0上升到Vth，電路的狀態(tài)將發(fā)生變化。我們考慮電路狀態(tài)即 將發(fā)生變化那一時(shí)刻的情況。因?yàn)榇藭r(shí)電路狀態(tài)尚未發(fā)生變化，Vo所以仍然為0, Vi = Vth =R2/(R1+R2)

22、Vi = R2/(R1+R2)Vt+，于是,Vt+ =( 1+R1/R2) Vt+。與此類似，當(dāng) Vi = Vdd 時(shí)，Vo = Vdd。當(dāng)Vi從Vdd逐漸下降到Vt-時(shí)，V i從Vdd下降到Vth，電路的狀態(tài)將發(fā)生 變化。我們考慮電路狀態(tài)即將發(fā)生變化那一時(shí)刻的情況。因?yàn)榇藭r(shí)電路狀態(tài)尚未發(fā)生變化，所以 Vo仍然為 Vdd =2 Vth，Vi = Vth =R2/(R1+R2) Vi +R1/(R1+R2) Vo =R2/(R1+R2) Vt+ +R1/(R1+R2)2 Vth，于是，Vt+ =( 1-R1/R2) Vth。通過調(diào)節(jié)R1或R2,可以調(diào)節(jié)正向閾值 電壓和反向閾值電壓。不過，這個(gè)電路

23、有一個(gè)約束條件，就是R1vR2。如果R1R2,那么， 我們有Vt+ 2 Vth =Vdd及Vt- 0，這說明，即使 Vi上升到Vdd或下降到0，電路的 狀態(tài)也不會(huì)發(fā)生變化，電路處于 自鎖狀態(tài)”不能正常工作。2.3 ST188采用高發(fā)射功率紅外光電二極管和高靈敏度光電晶體管組成。檢測(cè)距離可調(diào)整范圍大，4-13mm可用。采用非接觸檢測(cè)方式。其內(nèi)部電路圖如下圖圖2-3所示圖2-3ST188內(nèi)部電路圖如圖2-3所示A、K是紅外發(fā)射二極管的正負(fù)極，C、E是接收管的正負(fù)極。因此只要A 極接高電平、K極接低電平，紅外發(fā)射管就能發(fā)出紅外線?？梢栽趥鞲衅骷由贤鈬娐穪?檢測(cè)接收管的信號(hào)，進(jìn)而確定是否接受到反射回

24、來的紅外線。2.4 芯片 CD40106CC40106由六個(gè)斯密特觸發(fā)器電路組成。每個(gè)電路均為在兩輸入端具有斯密特觸發(fā)器功能的反相器。觸發(fā)器在信號(hào)的上升和下降沿的不同點(diǎn)開、關(guān)。上升電壓 （V T+）和下降 電壓（V T-）之差定義為滯后電壓。其引腳圖如圖2-4所示圖2-4 CD40106引腳圖引腳功能：2 4 6 8 10 12數(shù)據(jù)輸出端1 3 5 9 11 13數(shù)據(jù)輸入端14電源正7接地2.5 CD4013-雙上升沿D觸發(fā)器CC4013由兩個(gè)相同的、相互獨(dú)立的數(shù)據(jù)型觸發(fā)器構(gòu)成。每個(gè)觸發(fā)器有獨(dú)立的數(shù)據(jù)、置位、復(fù)位、時(shí)鐘輸入和 Q及Q輸出。此器件可用作移位寄存器，且通過將 Q輸出連接 到數(shù)據(jù)輸入

25、，可用作計(jì)數(shù)器和觸發(fā)器。在時(shí)鐘上升沿觸發(fā)時(shí)，加在D輸入端的邏輯電平傳送到Q輸出端。置位和復(fù)位與時(shí)鐘無關(guān)，而分別由置位或復(fù)位線上的高電平完成。CC4013提供了 14引線多層陶瓷雙列直插（D）、熔封陶瓷雙列直插（J）、塑料雙列直插本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）圖2-6 CD40110引腳圖 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）圖2-5CD4013引腳圖 （P）和陶瓷片狀載體（C） 4種封裝形式引出端符號(hào)推薦工作條件1D-2D數(shù)據(jù)輸入端電源電壓范圍3V15V1CP- 2CP時(shí)鐘輸入端輸入電壓氾圍0VVDD1SD-2SD , 1RD-2RD直接復(fù)位端工作溫度范圍1Q-2Q原碼輸出端M類55C 125C1Q-2Q反碼輸出端

26、E類-40C 85CVDD正電源極限值Vss地電源電壓-0.5V 18V輸入電壓-0.5VVDD+0.5V輸入電流.土 10mA表2-1 CD4013功能表輸入輸出CPDRnSnQQ非TLLLLHHL :LH:LXLL保持XXHLLHXXLHHLXXHHHHVDD Q2 Q2 CLOCK2 RESET2 DATA! 5ET2QI QI CLOCK1 RESET1 DATA1 SET! VSS2.6 CD4011040110為十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器/鎖存器/譯碼器/驅(qū)動(dòng)器，具有加減計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)器狀態(tài)鎖 存，七段顯示譯碼輸出等功能。CD40110有2個(gè)計(jì)數(shù)時(shí)鐘輸入端CPU和CPD分別用作加 計(jì)數(shù)時(shí)鐘輸入和

27、減計(jì)數(shù)時(shí)鐘輸入。由于電路內(nèi)部有一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)預(yù)處理邏輯，因此當(dāng)一個(gè) 時(shí)鐘輸入端計(jì)數(shù)作時(shí)，另一個(gè)時(shí)鐘輸入端可以是任意狀態(tài)。40110的進(jìn)位輸出CO和借位輸出BO 一般為高電平，當(dāng)計(jì)數(shù)器從09時(shí)，BO輸出負(fù)脈沖；從90時(shí)CO輸出負(fù)脈沖。在多片級(jí)聯(lián)時(shí)，只需要將CO和BO分別接至下級(jí)40110的CPU和CPD端，就可組成多位計(jì)數(shù)器引出端符號(hào)：BO借位輸出端CO進(jìn)位輸出端CPD減計(jì)數(shù)器時(shí)鐘輸入端 CPU加計(jì)數(shù)器時(shí)鐘輸入端 CR清除端/CT計(jì)數(shù)允許端/LE鎖存器預(yù)置端VDD正電源Vss地ag鎖存譯碼輸出端推薦工作條件：電源電壓范圍3V18V輸入電壓范圍0VVDD工作溫度范圍M 類55C 125CE 類40T

28、 85C極限值：電源電壓一0.5V18V輸入電壓0.5VVDD+0.5V輸入電流0mAa116 215r-(314EN4ISRESET512LE611CLK DN710 ss89邏輯圖CD40110ADDCLK UPBORKOWCARRY儲(chǔ)存穩(wěn)定65C150本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 表2-2 CD40110功能表CPU(CLKUP)CPD(CLKDN)LETE(EN非)R計(jì)數(shù)顯示TX000加1隨計(jì)數(shù)器 顯示XT000減1隨計(jì)數(shù)器 顯示XX0不變不變XX1X1清 0000不變XX0X1清 0000隨計(jì)數(shù)器 顯示（顯 示0）XXX10禁止不變TX100加1不變XT100減1不變第二章具有加減識(shí)別功能

29、的繞線機(jī)電子計(jì)數(shù)器總電路根據(jù)設(shè)計(jì)要求其總電路圖如圖4-1所示3.1總電路圖巴yHss=31 X EhniUn* gsKD 7WPJq R-F1TiT=JI圖4-1總電路圖3.2總電路原理如圖所示，當(dāng)繞線機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，ST188里的VD1的光先透過小孔照到接收管VT1后，三極 管VT1導(dǎo)通。R1下節(jié)點(diǎn)電位由高電平變?yōu)榈碗娖?，故R1處電位為低電平，而D2處為高電平， S1處為低電平，CL1處沒有脈沖，故該處CD4013（ 1）不被觸發(fā)。而CD4013 （2）雖然有 一個(gè)上升沿脈沖到其引腳CL2處，但是由于其R2處電平為高電平，所以不被觸發(fā)（保持）。 當(dāng)VD2的光透過小孔照到接收管VT2后，三極管VT2

30、導(dǎo)通。R2下節(jié)點(diǎn)電位由高電平變?yōu)榈?電平。這時(shí)信號(hào)經(jīng)F2給芯片CD4013（ 1）的CL1處一個(gè)上升沿觸發(fā)（加信號(hào)），此時(shí)芯片 CD4013（ 1）的Q1處電平由低電平變?yōu)楦唠娖蕉?CD4013（2）上R2處電平為低電平，S2處電 平為低電平，D2處電平為高電平，CL2處一個(gè)下降沿脈沖，故不觸發(fā)。由于 Q1處有個(gè)上升 沿觸發(fā)，根據(jù)CD40110的芯片資料可知，計(jì)數(shù)加1,數(shù)碼管顯示1。CD40110的進(jìn)位輸出CO和借位輸出BO 一般為高電平，當(dāng)計(jì)數(shù)器從09時(shí)，BO輸 出負(fù)脈沖；從90時(shí)CO輸出負(fù)脈沖。在多片級(jí)聯(lián)時(shí)，只需要將 CO和BO分別接至下級(jí) 40110的CPU和CPD端，就可組成多位計(jì)數(shù)器

31、。而一共用了 4個(gè)數(shù)碼管，故其計(jì)數(shù)范圍可 以從0000-9999。當(dāng)按下開關(guān)SB時(shí)，可對(duì)計(jì)數(shù)器清零。當(dāng)繞線機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，ST188里的VD2的光先透過小孔照到接收管VT2后，三極管VT2導(dǎo)通。 R2下節(jié)點(diǎn)電位由高電平變?yōu)榈碗娖?，?R2處電位為低電平，而D1處為高電平，S2處為低 電平，CL2處沒有脈沖，故該處CD4013 （2）不被觸發(fā)。而CD4013 （1）雖然有一個(gè)上升 沿脈沖到其引腳CL1處，但是由于其R1處電平為高電平，所以不被觸發(fā)（保持）。當(dāng)VD1 的光透過小孔照到接收管VT1后，三極管VT2導(dǎo)通。R2下節(jié)點(diǎn)電位由高電平變?yōu)榈碗娖健?這時(shí)信號(hào)經(jīng)F2給芯片CD4013 （1）的CL2處一

32、個(gè)上升沿觸發(fā)（加信號(hào)），此時(shí)芯片CD4013（2）的Q1處電平由低電平變?yōu)楦唠娖蕉?CD4013（1）上R2處電平為低電平，S1處電平為低 電平，D1處電平為高電平，CL1處一個(gè)下降沿脈沖，故不觸發(fā)。由于Q2處有個(gè)上升沿觸發(fā)， 根據(jù)CD40110的芯片資料可知，計(jì)數(shù)減1。CD40110的進(jìn)位輸出CO和借位輸出BO 一般為高電平，當(dāng)計(jì)數(shù)器從09時(shí)，BO輸 出負(fù)脈沖；從90時(shí)CO輸出負(fù)脈沖。在多片級(jí)聯(lián)時(shí)，只需要將 CO和BO分別接至下級(jí) 40110的CPU和CPD端，就可組成多位計(jì)數(shù)器。而一共用了 4個(gè)數(shù)碼管，故其計(jì)數(shù)范圍可 以從0000-9999。當(dāng)按下開關(guān)SB時(shí)，可對(duì)計(jì)數(shù)器清零。第四章結(jié)論本次

33、畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我更加熟悉了從理論到實(shí)踐的跨越。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)我學(xué)會(huì)了如何運(yùn)用Altium Desig ner Win ter 09來繪制電路的原理圖以及一些基礎(chǔ)的 PCB繪圖技巧。AltiumDesig ner Win ter 09 提供了唯一一款統(tǒng)一的應(yīng)用方案，其綜合電子產(chǎn)品一體化開發(fā)所 需的所有必須技術(shù)和功能。Altium Desig ner Win ter 09在單一設(shè)計(jì)環(huán)境中集成板級(jí)和FPGA系統(tǒng)設(shè)計(jì)、基于 FPGA和分立處理器的嵌入式軟件開發(fā)以及PCB版圖設(shè)計(jì)、編輯和制造。并集成了現(xiàn)代設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)管理功能。從電路板繪制到最后焊接元器件的過程中，有時(shí)候畫原理圖一不小心就會(huì)接錯(cuò)線或者用錯(cuò)芯片，特別是原理圖布線的時(shí)候，總要考慮器件之間不能交線，這總讓人很頭疼。但仔細(xì)多想想，多試試總會(huì)找到解決的辦法。在繪制 PCB這部分，基本上啥都不懂。多虧了周華同學(xué)的很大幫助，我才能夠把它的圖做了出來。在拿到電路板進(jìn)行焊接的時(shí)候，總要考慮焊錫的多少，以免出現(xiàn)虛焊等現(xiàn)象。當(dāng)把設(shè) 計(jì)焊完之后，特地測(cè)試了一下。剛開始的時(shí)候，本以為直接遮住對(duì)管就可以計(jì)數(shù)。但是， 當(dāng)我再把電路圖拿過來研