光电计数器 (2008-06-03 21:42:32)转载▼
标签： 学术论文 单片机 红外发射接受管 杂谈 分类： 论文
设计要求：
1、实现0―999范围计数，能在超出最大值后溢出报警；
2、要求使用红外发光二极管、光电管检测；
3、能在设定值报警，能在报警后延时3秒钟自动关闭报警并自动重新计数；可以手动清除报警；
4、要求光电发射管与接收管有1米以上的间距；
5、画出完整的电路原理图（包含电源部分）和PCB板图。
摘要 数字式电子计数器有直观和计数精确的优点，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。该例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。本文针对光电计数器的设计要求，翻阅了一些资料，基本能实现其所要求的功能。
关键词 光电计数器，protel ，555计时器，电源部分，发射部分，接受部分，数码显示与报警部分
1·总体设计
首先是想出一个大致的整体规划：
想到红外发射管与接受管之间相距要 1米，所以在实际成品中考虑分成两大部分：
2·单元电路分析
2.1 电源部分
220V交流电经过变压器降压成10V，经过桥式整流器整流，C1滤波，成为约14V直流电，再经三端稳压集成电路7809稳压，形成9V稳定直流电，作为发射，接受电路和显示报警电路的工作电源。如下图所示：
2.2发射部分
发射部分由LM555CJ时基集成电路及外围元件构成。555及R3,R4,C3构成多谐振荡器，振荡频率约为5KHz。这个振荡信号由555的3脚输出，经R1加到Q1放大。随着Q1的导通与截止，红外发射管发出频率为5KHz的断续红外信号。R2为限流电阻。
如下图所示：
2.3接受部分
接收电路中红外接收管Q2接收红外信号，再经C4耦合后加到U3B的5脚，由运放U3B放大后从7脚输出。R6,R7决定U3B的5脚直流电平，R8,R9为这一级的负反馈电阻，同时又和C5构成高通滤波器，以有效滤除杂散光干扰。这一级主要起电流放大作用。U3B的7脚输出5KHz间歇信号经过由C6,D5,D6构成的二倍压整流电路倍压整流，在C7两端得到双倍于信号峰值的电压。这个电压使U3A同相端3脚电压超过2脚，U3A的1脚输出高电平，加在四位BCD计数器SN74160N的时钟端，同时，经R11使发光二极管DS1发光。
电路如下图所示：
2.4计数译码显示电路
把脉冲送给SN74160N，由两片SN74160N组成两位数，SN74160N送给译码驱动器MC54HC4511J，驱动数码管。把U18的进位连到报警部分就能使系统在超出最大值后溢出报警。用另一个两位数与计数器做比较，若数值相等就报警，这就能实现定值报警。用S2控制三态门来切换定值部分与计数部分的显示。用开关按钮Ten,Entries来设定数值。
电路图见附录3
2.5报警器
一个脉冲给报警器，由JK触发器构成T触发器，接高电平，当脉冲过来时，T触发器Q’由高电平变成低电平，是三态门截止，这时555的外围元件C2充电，过了时间T，555的3管脚由高电平变低电平。时间T就是设计所需要的报警器延时时间。如果直接把555的3脚接蜂鸣器，会发现一开始蜂鸣器就响，不符合要求，所以考虑到实际操作，把3脚接RS触发器的R端，报警脉冲信号接S端。这样就能实现报警器延时3秒后自动关闭。开关S1可以手动关闭蜂鸣器。
电路图如下：
(回复之后再考虑要不要告诉你)
附录：
发射部分PCB
接受部分PCB
http://blog.sina.com.cn/s/blog_4b7106b301009ej0.html