红外计件器毕业论.doc

XXXXXXXXX毕业设计（论文）红外计件器 XXX 班 级 XXX 专 业 XXXXXXXX 所 在 系 XXXXXXXX 指导老师 XXXXXX 完成时间 201 年 12月 17日至 201 年6月 16日 目录摘要4第一章 模电与数电的简单介绍.51.1模拟电子集成电路定义及特点51.2数字电路定义及特点51.3日常生活方面的应用6第二章 设计任务及要求72.1 设计内容及要求72.2 设计原始资料72.3 设计完成后提交的文件和图表7第三章 硬件及功能介绍83.1 74LS192介绍83.2 CD4511的功能介绍 93.3 CD4093的功能介绍113.4 NE555的介绍133.5 共阴极数码管14第四章 理论分析154.1红外模块154.2计数器及显示模块154.3 失落脉冲检测模块15第五章 各模块设计及仿真电路图165.1显示模块165.2失落脉冲检测模块17第六章 总电路图与实物186.1实物图186.2总电路图19第七章 注意事项207.1万用表测量原件时注意事项207.2焊接电路板时注意事项20总结21致谢22参考文献.23 摘要红外计件器已被应用于生活中的方方面面，如生产流水线，数据采集生产工位的工作量计数统计，停车场车位计数，旅游景点、超市、娱乐场所等的人数自动统计，工厂自动化控制系统等。本文设计并制作一个简易的红外计件器，当“货物”从收发模块经过后，数码管显示数值加1；当有“货物”通过红外检测电路时，红外检测电路输出检测脉冲，若2 秒内没有“物”通过红外收发模块，即红外检测电路输出脉冲失落时，蜂鸣器报警；计件过程中，可通按键随时清除计数数据。关键词：红外检测，NE555，计数模块，蜂鸣报警 Abstract Along with the rapid development of science and technology, the infrared piece has been used in all aspects of life. Such as production line, data collection production location count workload statistics, parking lot counter, tourist attractions, the supermarket, the number of entertainment to statistic, factory automation control system, etc.In this paper a simple design and production of the infrared piece, when goods from transceiver module after, digital pipe display numerical add 1; When there is goods through the infrared detection circuit, infrared detection circuit testing pulse output, if 2 seconds no the thing through the infrared transceiver module, namely the infrared detection circuit output pulse lose, a buzzer alarm; In the process of piece, can connect button clear count data at any timeKeywords: infrared detection, NE555, counting module, hum, call the police 第一章 模电与数电的简单介绍1.1模拟电子集成电路定义及特点： 定义:处理模拟信号的电子电路 集成电路（integratedcircuit，港台称之为积体电路）是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构；其中所有元件在结构上已组成一个整体，这样，整个电路的体积大大缩小，且引出线和焊接点的数目也大为减少，从而使电子元件向着微小型化、低功耗和高可靠性方面迈进了一大步。它在电路中用字母“IC”（也有用文字符号“N”等）表示。特点:集成电路具有体积小，重量轻，引出线和焊接点少，寿命长，可靠性高，性能好等优点，同时成本低，便于大规模生产。它不仅在工、民用电子设备如收录机、电视机、计算机等方面得到广泛的应用，同时在军事、通讯、遥控等方面也得到广泛的应用。用集成电路来装配电子设备，其装配密度比晶体管可提高几十倍至几千倍，设备的稳定工作时间也可大大提高。1.2数字电路定义及特点: 定义:用数字信号完成对数字量进行算术运算和逻辑运算的电路称为数字电路，或数字系统。由于它具有逻辑运算和逻辑处理功能，所以又称数字逻辑电路。现代的数字电路由半导体工艺制成的若干数字集成器件构造而成。逻辑门是数字逻辑电路的基本单元。存储器是用来存储二值数据的数字电路。从整体上看，数字电路可以分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两大类。 特点: 1、 同时具有算术运算和逻辑运算功能 数字电路是以二进制逻辑代数为数学基础，使用二进制数字信号，既能进行算术运算又能方便地进行逻辑运算（与、或、非、判断、比较、处理等），因此极其适合于运算、比较、存储、传输、控制、决策等应用。 2、 实现简单，系统可靠 以二进制作为基础的数字逻辑电路，可靠性较强。电源电压的小的波动对其没有影响，温度和工艺偏差对其工作的可靠性影响也比模拟电路小得多。 3、 集成度高，功能实现容易 集成度高，体积小，功耗低是数字电路突出的优点之一。电路的设计、维修、维护灵活方便，随着集成电路技术的高速发展，数字逻辑电路的集成度越来越高，集成电路块的功能随着小规模集成电路（SSI）、中规模集成电路（MSI）、大规模集成电路（LSI）、超大规模集成电路（VLSI）的发展也从元件级、器件级、部件级、板卡级上升到系统级。电路的设计组成只需采用一些标准的集成电路块单元连接而成。对于非标准的特殊电路还可以使用可编程序逻辑阵列电路，通过编程的方法实现任意的逻辑功能。1.3日常生活方面的应用： 1、压力、温度、水位、流量等的测量与调节 2、红外计件器、多路防盗报警器、变速彩灯、漏电报警电源插座、无线遥控门铃等电子产品 第二章 设计任务及要求2.1 设计内容及要求1.电路组装与调试部分 1.1 红外检测模块的组装与调试；1.2 数据清除按键、计数器、数码管驱动电路的组装与调试。 2. 电路设计部分 2.1 使用NE555时基芯片及其它电子元件设计一个能检测2 秒内无脉冲的失落脉冲;检测电路；失落脉冲检测电路的输入信号为信号1 或信号2。 2.2 当有“货物”通过时，信号1 输出高脉冲，信号2 输出低脉冲； 2.3 使用电子元件设计蜂鸣器驱动电路，使之按照系统要求工作。2.2 设计原始资料数字电子技术 模拟电子技术2.3 设计完成后提交的文件和图表 1计算说明书部分 1） 方案论证报告打印版或手写版2） 程序流程图3） 具体程序2图纸部分： 数码管显示模块 红外检测模块 计数器模块 失落脉冲检测模块 蜂鸣器模块 第三章 硬件及功能介绍3.1 74LS192介绍74LS192是同步十进制可逆计数器，它具有双时钟输入，并具有清除和置数等功能，其引脚排列及逻辑符号如下所示：74LS192的引脚排列及逻辑符号（a）引脚排列 (b) 逻辑符号图中：为置数端，为加计数端，为减计数端，为非同步进位输出端，为非同步借位输出端，P0、P1、P2、P3为计数器输入端，为清除端，Q0、Q1、Q2、Q3为数据输出端。 输入 输出MRP3P2P1P0Q3Q2Q1Q01000000dcbadcba011 加计数011 减计数其功能表如下：74LS192的功能表3.2 CD4511的功能介绍(1)CD4511的管脚 CD4511引脚图各引脚的名称：其中7、1、2、6分别表示A、B、C、D；5、4、3分别表示LE、BI、LT；13、12、11、10、9、15、14分别表示a、b、c、d、e、f、g。左边的引脚表示输入，右边表示输出，还有两个引脚8、16分别表示的是VDD、VSS。 BI：4脚是消隐输入控制端，当BI=0 时，不管其它输入端状态如何，七段数码管均处于熄灭（消隐）状态，不显示数字。 LT：3脚是测试输入端，当BI=1，LT=0 时，译码输出全为1，不管输入 DCBA 状态如何，七段均发亮，显示“8”。它主要用来检测数码管是否损坏。 LE：锁定控制端，当LE=0时，允许译码输出。LE=1时译码器是锁定保持状态，译码器输出被保持在LE=0时的数值。 A1、A2、A3、A4、为8421BCD码输入端。 a、b、c、d、e、f、g：为译码输出端，输出为高电平1有效。CD4511的内部有上拉电阻，在输入端与数码管笔段端接上限流电阻就可工作。(2)CD4511功能CD4511具有锁存、译码、消隐功能，通常以反相器作输出级，通常用以驱动LED 1锁存功能 译码器的锁存电路由传输门和反相器组成,传输门的导通或截止由控制端LE的电平状态。 当LE为“0”电平导通，TG2截止；当LE为“1”电平时，TG1截止，TG2导通，此时有锁存作用。2译码 3消隐 BI为消隐功能端，该端施加某一电平后，迫使B端输出为低电平，字形消隐。消隐控制电路。 消隐输出J的电平为 J=（C+B）D+BI如不考虑消隐BI项，便得 J=（B+C）D据上式，当输入BCD代码从1010-1111时，J端都为“1”电平，从而使显示器中的字形消隐。 输 入输 出LEBILIDCBAabcdefg显示XX0XXXX11111118X01XXXX0000000消隐01100001111110001100010110000101100101101101201100111111001301101000110011401101011011011501101100011111601101111110000701110001111111801110011110011901110100000000消隐01110110000000消隐01111000000000消隐01111010000000消隐01111100000000消隐0111111000000消隐111XXXX锁 存锁存CD4511的真值表3.3 CD4093的功能介绍（1）CD4093管脚 CD4093 CD4093 引脚图 由四个2输入端施密特触发器电路组成。每个电路均为在两输入端具有斯密特触发功能的2输入与非门。每个门在信号的上升和下降沿的不同点开、关。上升电压(VP)T和下降电压(V N)之差定义为滞后电压(VT)。（2）CD4093引脚功能： A 数据输入端 E 数据输入端 J 数据输出端 B 数据输入端 F 数据输入端 K 数据输出端 C 数据输入端 G 数据输入端 L 数据输出端 D 数据输入端 H 数据输入端 M 数据输出端 VDD 正电源 VSS 地-3.4 NE555的介绍NE555是一种应用特别广泛作用很大的的集成电路，属于小规模集成电路，在很多电子产品中都有应用。NE555的作用是用内部的定时器来构成时基电路，给其他的电路提供时序脉冲。NE555时基电路有两种封装形式有，一是dip双列直插8脚封装，另一种是sop-8小型（smd）封装形式。其他ha17555、lm555、ca555分属不同的公司生产的产品。内部结构和工作原理都相同。 NE555的内部结构可等效成23个晶体三极管.17个电阻.两个二极管.组成了比较器.RS触发器.等多组单元电路.特别是由三只精度较高5k电阻构成了一个电阻分压器.为上.下比较器提供基准电压.所以称之为555。 NE555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VCC3.5 共阴极数码管 LC5011-11 第四章 理论分析红外件计数器采用了74LS192计数器，CD4511译码器，共阴极数码管和NE555定时器，蜂鸣器报警。4.1红外模块红外线发射与接收的方式有两种，其一是直射式，其二是反射式。直射式指发光管和接收管相对安放在发射与受控物的两端，中间相距一定距离；反射式指发光管与接收管并列一起，平时接收管始终无光照，只在发光管发出的红外光线遇到反射物时，接收管收到反射回来的红外光线才工作。本次设计用反射式。4.2计数器及显示模块将一片74LS192的DOWN和LOAD端口接高电平，BO接下一片74HC192的UP端口。CLR端口与开关相接，实现清除计数数据的功能。将CD4511的EL端接地，BI和LT端口接高电平。4.3 失落脉冲检测模块使用NE555时基芯片及其它电子元件设计一个能检测2 秒内无脉冲的失落脉冲检测电路；失落脉冲检测电路的输入信号为信号1 或信号2，当有“货物”通过时，信号1 输出高脉冲，信号2 输出低脉冲；第五章各模块设计及仿真电路图5.1显示模块 信号输入UP端口，CLR接高电平，计数器正常工作 5.2失落脉冲检测模块第六章 总电路图与实物 6.1总电路图（见图6-1）6.2实物图 （图6-2）图6-2 图6-1第七章 注意事项7.1万用表测量原件时注意事项a在测电流、电压时，不能带电换量程b选择量程时，要先选大的，后选小的，尽量使被测值接近于量程c测电阻时，不能带电测量。因为测量电阻时，万用表由内部电池供电，如果带电测量则相当于接入一个额外的电源，可能损坏表头。d用毕，应使转换开关在交流电压最大挡位或空挡上。7.2焊接电路板时注意事项a焊点要有足够的机械强度，保证被焊件在受振动或冲击时不致脱落、松动，不能用过多焊料堆积，这样容易造成虚焊、焊点与焊点的短路。 b焊接可靠，具有良好导电性，必须防止虚焊。虚焊是指焊料与被焊件表面没有形成合金结构，只是简单地依附在被焊金属表面上。实习报告网c焊点表面要光滑、清洁，焊点表面应有良好光泽，不应有毛刺、空隙，无污垢，尤其是焊剂的有害残留物质，要选择合适的焊料与焊剂。 总结 转眼间，我们即将离开曾经在一起生活过的纺院大学校园，在这里，我们付出了自己的青春，换取了宝贵的知识和难得友谊，所以我们倍加珍惜在校的短短时间。此次毕业设计是验证我三年来对专业知识的掌握程度和对理论知识运用到实践上来的能力，在毕业设计中，我选择和另外一个同学一组，共同设计红外计件器。在设计红外计件器之前，我俩通过图书馆查找相关的资料，并利用电脑去搜索资源，询问老师和同学等，最后将资料进行筛选与总结，同书本上学过的数字电路与模拟电路部分知识，运用到实际的电路设计中去，充分调动自己的大脑，去解决红外计件器。在实践中我对芯片工作原理的认识得到提升，把课本上的抽象转化为具体中去，对设计电路的趣味性有很大的提高，激发自己动手的积极性。本设计在选题及研究过程中得到初老师的悉心指导。老师多次询问研究进程，并为我指点迷津，帮助我开拓研究思路，精心点拔、热忱鼓励。教师一丝不苟的作风，严谨求实的态度，踏踏实实的精神，不仅授我以文，而且教我做人，我对老师的感激之情是无法用言语表达的，他不仅学识渊博，对专业孜孜以求，精益求精；而且在百忙之作仍然读书不辍，不断探求；为人师表，率先垂范；传道授业，呕心沥血。如果说我从指导老师那里学会了怎么做好学问，那么首先应该说我从指导师那里领略了真正的学术精神，导师严谨的