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广西工业职业技术学院毕业设计（论文）开题报告课题（论文）名称：工业计数控制系统的设计与制作姓 名： 曾德程 专 业： 通信网络与设备 班 级： 通信网络0931 起 止 日 期： 2011年9月5日至2011年10月30日 （第一周至第八周） 指 导 教 师： 谢兰清 指 导 教 师 审 核 签 字： 光电计数器的设计一、 课题研究的意义1、 理论意义21世纪是信息时代，是获取信息，处理信息，运用信息的时代。传感与检测技术的重要性在于它是获得信息并对信息进行必要处理的基础技术，是获取信息和处理加工信息的手段，无法获取信息则无法运用信息。光电计数器是在一般计数器的基础上所扩展出现的一种更先进的计数器，其工作原理是从光源发出的一束平行光照射在光电元件(如光电管、光敏电阻等)上，每当这束光被遮挡一次时，光电元件的工作状态就改变一次，通过放大器可使计数器记下被遮挡的次数。 此次设计主要是了解光电计数器的工作原理、制作过程以及应用。2、 现实意义 光电计数器是利用光电元件制成的自动计数装置，它能适应各种不同的工作环境，并且它具有实现自动化控制、计数精确、非接触式、反应快、直观性比较好、具有一定的抗干扰能力等优点。光电计数器广泛运用于工业生产、实时监控、自动化控制等领域，对于工厂的流水线作业上的产品的计数光电计数器具有重要作用和意义。在光电计数器的设计过程中，所涉及到的知识有模拟电子技术知识、数字电子技术知识、光电传感技术知识、单片机编程知识以及protel 99se绘图知识等。这些课程都是电子专业类的知识，在专业课的学习过程中都有初步的学习。选择这个课题做毕业设计也是对我所学的专业知识的一个系统的回顾。二、 课题的基本内容现在光电计数器是许多流水线生产工厂的首选计数器，我们学习研究这个课题是为了更好的让我们了解流水线生产作业的一些工作的原理。让我们从事一些流水生产行业是能入手快点，不至于一头雾水。光电计数器也称光电传感器，是将光信号转化为电信号的一种传感器，它的理论基础是光电效应。这类效应大致可分为三类。第一类是外光电效应，即在光照射下，能使电子逸出物体表面。利用这种效应所做成的器件有真空光电管、光电倍增管等。第二类是内光电效应，即在光线照射下，能使物质的电阻率改变。这类器件包括各类半导体光敏电阻。第三类是光生伏特效应，即在光线作用下，物体内产生电动势的现象，此电动势称为光生电动势。这类器件包括光电池、光电晶体管等。光电效应都是利用光电元件受光照后，电特性发生变化。敏感的光波长是在可见光附近，包括红外波长和紫外波长。三、主要内容详解1）电源部分220v交流市电经变压器t降压、桥示整流、电容滤波、7805稳压后为整个电路提供+5v稳定工作电压。2）光电计数部分当光电三极管vt1射来的红外光线时，其亮电流增大，内阻减小，集电极输出低电平，此低电平加到电压比较器ic2b的反相输入端脚，并与ic2b的同相输入端脚电压进行比较，若脚电压小于脚电压，则ic2b的脚输出高电平。此高电平又加到比较器ic2a的反相输入端脚，并与同相输入端脚电压进行比较，若脚电压高于脚电压（即脚电压），则比较器ic2a的脚输出为低电平，该低电平使光电耦合器内藏发光管点亮，对应的光敏管导通，三极管vt2也导通，vt2集电极输出低电平。当有物体通过红外发光二极管vd1和接收管vt1之间时，红外光线被挡住，vt1因无光照，其暗电流很小，趋于截止，集电极输出高电平。若此电平大于脚电压，则比较器ic2b的脚输出为低电平。同样此时比较器ic2a的脚电压若小于脚电压，则脚输出为高电平，并使光电耦合器截止，三极管vt2也截止，vt2集电极输出高电平。综上所述，当有物体通过vt1时，便在vt2集电极上输出计数脉冲信号。3）计数显示部分采用cd4518组成8421码同步十进制计数器，对集电极输出的脉冲信号下降沿进行计数。为满足下降沿计数的要求，需将cd4518的cp端接地，计数脉冲信号接en输入端。因cd4518内含两个相同的计数器，可将第一级的q4输出接第二级的en端，构成两级串行计数，实现099的计数显示。cd4513的第、脚cr为清零端，通过由r10c4组成的rc电路来实现开机清零作用。译码电路采用两块cd4543分别组成bcd七段译码器，驱动led数码显示器。电阻r13r26为限流电阻。（3）具体芯片介绍 1）cd4518双十进制同步计数器cd4518为双bcd码加计数器，由两个相同的同步4级计数器构成，芯片引脚如图所示。计数器级为d型触发器，具有内部可交换cp和en线，用于在时钟上升沿或下降沿加计数，在单个单元运算中，en输入保持高电平，且在cp上升沿进位，cr线为高电平时，计数器清零。计数器在脉动模式可级联，通过将q3连接至下一计数器的en输入端可实现级联，同时后者的cp输入保持低电平。表4.2 cd4518功能表输入输出功能cpcrenlh加计数ll加计数hlllll保持h全部为l电源电压范围 315v；输入电压范围 0vdd引出端功能符号：1cp，2cp 时钟输入端1cr，2cr 清零端1en，2en 计数允许控制端1q01q3 计数器输出端2q02q3 计数器输出端vdd 电源正端vss 地表4.2为cd4518芯片的功能表。2）cd4543 4线七段译码器cd4543为bcd码七段译码/驱动电路，具有4位二进制码锁存、bcd七段译码和驱动功能，芯片引脚如图所示。m输入用来控制输出状态的正反相；bi输入用来消隐显示；ld输入用来储存bcd码。当采用lcd显示时，应在lcd的公共电极和电路的m端施加方波脉冲，电路的输出端直接连到lcd的各笔划段。也可采用led显示。电源电压：315v；输入电压：0vdd。引出端功能符号：bi 消隐输入端d0d3 数据输入端ld 数据锁存控制端m 显示方式控制端vdd 正电源vss 地yayg 译码器输出端表4.3为cd4543的功能表。表4.3 cd4543的功能表输入输出ld bi m d3 d2 d1 d0a b c d e f g显示字形 1 0 1 0 0 0 0 0 01 0 0 0 0 0 11 0 0 0 0 1 01 0 0 0 0 1 11 0 0 0 1 0 01 0 0 0 1 0 11 0 0 0 1 1 01 0 0 0 1 1 11 0 0 1 0 0 01 0 0 1 0 0 11 0 0 1 0 1 01 0 0 1 0 1 11 0 0 1 1 0 01 0 0 1 1 0 11 0 0 1 1 1 01 0 0 1 1 1 10 0 0 0 0 0 0 0 0 01 1 1 1 1 1 00 1 1 0 0 0 01 1 0 1 1 0 11 1 1 1 0 0 10 1 1 0 0 1 11 0 1 1 0 1 10 0 1 1 1 1 11 1 1 0 0 0 01 1 1 1 1 1 11 1 1 0 0 0 10 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 消隐0123456789消隐消隐消隐消隐消隐消隐锁存输出状态由ld从“1”“0”时的内部锁存器的状态而定。使用共阳led时，m=1，使用lcd时，从m加脉冲。四、毕业设计（论文）进度计划内容时间安排备注1.召开毕业设计动员大会并公布毕业设计题目1天（第一周）2.设计（论文）准备：发任务书，