1、课题 2 物体流量计数器第一章 概述本课题做的是物流计数器的板子，能统计并显示数量。当统计到一定数量时可以向后一级发送启动信号。可广泛应用于物流公司、快递公司、超市、机场、客运中心等需要统计大量物品数量的场所。第二章 系统方案设计图 1 物流计数器结构框图2.1 红外对管常用的红外发光二极管其外形和发光二极管 LED 相似，发出红外光。管压降约 1.4v，工作电流一般小于 20mA。为了适应不同的工作电压，回路中常常串有限流电阻。红外线发光二极管的辐射强度，依光轴上的距离而变，亦随受光元件的不同而变。是受光元件的入射量变化和与红外发光管的距离呈一定特性。基本上光量度是随距离的平方成反比，且和受
2、光元件特性不同有关。接收管主要技术参数1.最高反向工作电压；2.暗电流；3.光电流；4.灵敏度；5.结电容；6.正向压降；7.响应时间；红外对管 放大电路 计数译码显示整形电路 计满输出稳压电源电子电路分析制作与调试设计说明书1图 2 红外发射/接收二极管2.2 NE555 时基电路555 时基电路是一种将模拟功能与逻辑功能巧妙结合在同一硅片上的组合集成电路。NEE555 属于 cmos 工艺制造. NE555 引脚图介绍如下1 地 GND 2 触发 3 输出 4 复位 5 控制电压 6 门限(阈值） 7 放电 8 电源电压 Vcc图 3 NE555 定时器内部结构 图 4 NE555 定时器
3、引脚图2.3 CD4511CD4511 是一片 CMOS BCD锁存/7 段译码/驱动器，用于驱动共阴极 LED （数码管）显示器的 BCD 码七段码译码器。具有 BCD 转换、消隐和锁存控制、七段译码及驱动功能的 CMOS 电路能提供较大的拉电流。可直接驱动共阴 LED 数码管。电子电路分析制作与调试设计说明书2图 5 CD4511 引脚图 图 6 CD4511 真值表A0A3：二进制数据输入端 /BI：输出消隐控制端LE：数据锁定控制端 /LT：灯测试端YaYg：数据输出 VDD：电源正VSS：电源负 电源电压范围：3V18V输入电压范围：0VVDD 工作温度范围：M 类 -55125 E
4、 类 -4085其中 a b c d 为 BCD 码输入，a 为最低位。限流电阻要根据电源电压来选取，电源电压 5V 时可使用 300 的限流电阻。2.4 CD4518CD4518/CC4518 是二、十进制（8421 编码）同步加计数器，内含两个单元的加计数器，其功能表如真值表所示。引脚功能：引脚 符号 功能1 9 CLOCK 时钟输入端电子电路分析制作与调试设计说明书37 15 RESET 消除端2 10 ENABLE 计数允许控制端3 4 5 6 Q1A-Q4A 计数输出端11 12 13 14 Q1B-Q4B 计数输出端8 VSS 地16 VDD 电源正图 7 CD4518 引脚功能表
5、图 8 CD4518 引脚图第三章 单元电路设计3.1 红外对管电路将发射二极管的管头对准接收二极管的管头，管头与管头的间距不低于5mm，发射和接收二极管均需卧式安装，但不能将发射/接收二极管贴着板子安装，间距应不小于 5mm。调节 RP1 使流过发射二极管的电流为 1mA，此时若接收二极管接收到红外线，Q5 集电极电压下降，然后用纸或其他障碍物挡住发射二极管，测试 Q5 集电极电压是否有明显变化，若有明显变化红外发射/接收电路调试完成。电子电路分析制作与调试设计说明书4图 9 红外对管电路3.2 放大电路接收红外对管送入的信号，并通过三极管的放大作用将信号放大，送入下一级。图 10 放大电路
6、3.3 整形电路将放大后的信号送入由 U1 组成的施密特触发器电路，将模拟信号转化为脉冲信号送入下一级。图 11 整形电路电子电路分析制作与调试设计说明书53.4 计数译码显示电路计数显示电路由施密特触发器、二/十进制计数电路、译码驱动电路和数码管显示电路组成。Q5 集电极输出的电压信号，送入由 NE555 组成的施密特触发器，经过施密特输出，Q5 集电极输出的电压信号被转化为数字信号，但发射二极管没有被挡住时，NE555 的 OUT 引脚输出为 1，反之输出为 0。NE555 输出信号送入由 CD4518 组成的二/十进制计数器，S1 为归零按键。C10 和 R12 组成复位电路，确保电路通
7、电时计数器归零，计数器每收掉一个脉冲上升沿计数器加1，当计数器已为 9 时，再收到一个脉冲上升沿后计数器归零。CD4511 和数码管 DS1 组成译码显示电路，CD4518 输出的 BCD 码送入 CD4511。CD4511 将 BCD码译码后，直接驱动数码管 DS1 显示数字。图 12 计数显示电路3.5 计满输出电路当 CD4518 计数值为 9 时，二极管 Q3，Q4 同时导通，继电器 K1 吸合，红色发光二极管点亮。图 13 计满输出电路电子电路分析制作与调试设计说明书63.6 稳压电源电源主要由整流滤波电路、串联稳压电路组成，电路输入 AC 12V 交流电经过整流滤波后得到一个约 1
8、5V DC 的直流电压，串联式稳压电路主要由Q1,Q2，ZD1，R1，R2，R3，R4，RP2 和 C3 组成。R2 和 ZD1 构成一个基准电压，R3，R4 和 RP2 组成取样电路，2 路信号送入由 Q2 组成的误差放大电路，然后再将误差信号送入由 Q1 和 R1 组成的电压调整电路，C3 为与电压调整电路组成有源滤波电路，能有效的抑制电路的纹波电压。将电源输入端接入 AC 12V 的电源，调节 RP2 使电容 C4 两端电压为 DC 5V,DC 5V 正常后电源电路调试完成。图 14 稳压电源电子电路分析制作与调试设计说明书7第四章 总装电路图 R12.K3405689PCuFDNLE入
9、HJZVQGoltTISUABabcdefgpmMY-+图 15 总接线图电子电路分析制作与调试设计说明书8图 16 总接线 PCB 图第五章 系统调试电路通电后红外发射二极管发射的红外线直接射入红外接收二极管中，此时红外接收二极管导通，当有物体经过时光线被遮挡，红外接收二极管截止，此信号通过由 Q5 组成的放大电路，对信号进行放大处理，经过处理的信号送入由 U1 组成的施密特触发器，将模拟的信号转化为脉冲信号，BCD 码加法计数器接收到此信号后，对脉冲上升沿进行加法计数处理，计数电路输出 Q1-Q4 信号，分别送入译码显示电路和计满输出电路，译码显示电路由 U3 和 7 段 LED 数码管组
10、成，U3 将接收到的 BCD 码经过译码后驱动 LED 数码管，使其显示当前计数值。计满输出电路，该电路由 D6、D7、Q3、Q4、R6、R7、K1 等元件组成，当 BCD 码输出为 1001 时继电器 K1 吸合，红色 LED 灯亮，从而证明已经技术 10 件，该信号输出用于启动自动封箱设备。按下 S1 按钮数码管上显示的数字归零。第六章 元件清单物体流量计数器元件清单元件名称 规格型号 编号 数量电解电容 220uF/10V C1, C4 20805 贴片电容 0.1uF C2, C5, C6, C104电子电路分析制作与调试设计说明书9电解电容 10uF/50V C3 1瓷片电容 0.1
11、uF C7, C8, C9 3二极管 1N4007 D1, D2, D3, D4, D55二极管 1N4148 D6, D7 20.5 寸共阴数码管 MY5011AH DS1 15mm 红外发射二极管 红外发射 HF1 15mm 红外接收二极管 红外接收 HJ1 15.08-2P 接线端子 AC12V、OUT J1、J2 24123 继电器-12V 4123-12V K1 15mm 红色发光二极管 R LED1 15mm 绿色发光二极管 G LED2 1TO-92 三极管 C8050 Q1 1TO-92 三极管 C1815 Q2, Q3, Q4, Q5 41/4W 直插电阻 2.2K R1 1
12、1/4W 直插电阻 1K R2, R5, R8, R1041/4W 直插电阻 4.7K R3 11/4W 直插电阻 10K R4, R6, R7, R9, R11, R1260805 贴片电阻 300-470 R13, R14, R15, R16, R17, R18, R1970805 贴片电阻 4.7K R20 1蓝白可调电阻 50K RP1 1蓝白可调电阻 10K RP2 16*6*5 微动开关 SW2 S1 1单排针 TP TP-A, TP-B 2集成电路 DIP NE555 U1 1集成电路 DIP CD4518 U2 1集成电路 DIP CD4511 U3 116P IC 座 16P
13、 IC 座 U2、U3 28P IC 座 8P IC 座 U1 11/2W 稳压二极管 2.4V ZD1 1第七章 物体流量计数器小结这次的实训题目是我们自己选择的，通过本次的实训，我对数字电子技术和模拟电子技术的相关知识又有了更深一步的了解，并且学会了怎样运用所学电子电路分析制作与调试设计说明书10的知识。布局时，因为引脚比较多，所以需要很多的线，导致焊接比较繁琐，并且很容易出现错误，而且错误不容易被发现。电路板不能一次性成功，做到很辛苦，遇到的问题很大，不能一个人排除，需要求助老师和同学，理论和实际总是有差距的，我们的学习不能只局限于书本，局限于理论，必须要通过动手实践，多思考把理论和实际
14、相结合，让所学的知识能在实际中应用，做到学以致用，把所学的东西具体化，体现出知识的重要，才能有更进一步的了解，更好的掌握实训心得通过这两周的实训，我的焊接技术得到了提高，原先容易出现虚焊的地方少了。我对电子技术有了更直接的认识，对电子产品的调试纠错有了更多的经验，对团队合作的意识培养起到了很大的帮助，虽然抓烙铁的是一只手，可是后面有许多个头脑在指挥和支持着，大家一起分析电路图，一起解决我们面前的每一个难题，也使同学之间的友谊更加深刻。 这次实习时间虽然短暂，但是却比课堂上学的知识多，因为是书本知识和动手能力相结合，俗话说实践出真理，只有动手，才能巩固掌握所学的知识。参考文献1 周良权 ，方向乔 . 数字电子技术基础（第 3 版）. 北京：高等教育出版社 ，2008 .2 陈梓城 . 模拟电子技术基础（第 2 版）. 北京：高等教育出版社 ，2007 .3 沈任元 ， 吴勇 . 常用电子元器件简明手册（第 1 版）. 北京: 机械工业出版社 ,2005 . 4 姜萍萍 , 孙虹 . 数字电子技术习题与解析（第 1 版）. 北京: 科学出版社 , 2008.5 罗国强 , 罗伟 . 实用模拟电子技术项目教程（第 1 版）. 北京: 科学出版社 , 2009.6 阎石 . 数字电子技术基础 . 北京: 高等教育出版社 ，1998.电子电路分析制作与调试设计说明书11
