光电计数器课程设计

1、2008级学生通信工程电子技术课程设计 电子技术课程设计报告书课题名称 光 电 计 数 器姓 名黎成芙学 号 0812402-32院、系、部物理与电信工程系专 业通信工程指导教师蒋冬初2010年01月 10日一、设计任务及要求：设计任务：设计一个具有数字显示功能的光电计数器。要 求： 1. 物品的检测用光电传感器计数。2. 采用2位十进制译码显示，且单独译码。3. 能有清零，且能够准确计数。4具备计数可调功能。指导教师签名：年 月 日 二、指导教师评语：指导教师签名：年 月 日 三、成绩 验收盖章 年 月 日光电计数器的设计1 设计目的（1）熟悉简单IC集成电路的设计方法。（2）掌握部分芯片的

2、逻辑功能及使用方法。（3）掌握Multisim10.0的使用（4）了解光电计数器的组成及工作原理。2 设计思路光电计数器的工作原理为：首先，控制电源开关打开。物品从发光二极管与光电三极管之间通过。产生光电流，然后由施密特触发器进行整型后，形成脉冲计数电压。输出给倍率可调电路。通过调节后的电压经过译码电路译码后，然后由译码电路显示。若计数已经达到一定数量时。由控制信号，控制停止或驱动传动带进行下一次的计数。(扩展部分）设计思路如下图1。译码显示译码电路倍率可调电路控制电源开关清零控制555构成施密特触发器光电耦合器件控制信号停止计数驱动传动带运动图13 设计过程3.1 单元电路设计（1）8421

3、码递减计数器计数器选用中规模集成电路74LS192进行设计较为简便，74LS192是十进制可编程同步加/减计数器，它采用8421码二十进制编码的，并具有直接清零、置数、加/减计数功能。图中4、5脚分别是加计数、减计数的时钟脉冲输入端，11脚是异步并行置数控制端，12、13脚分别是进位、借位输出端，14脚是异步清除端，15、1、10、9脚是并行数据输入端，3、2、6、7脚是输出端。74LS192的引脚排列及逻辑符号如图2。（a）引脚排列 (b) 逻辑符号 图2图中：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。其功能表如下： 输入 输出MRP3P2P1P0Q

4、3Q2Q1Q01000000dcbadcba011 加计数011 减计数3. 2电路设计光电计数器电路如图3所示。图3 总电路图 该电路由三大部分构成。脉冲产生电路，倍率可调电路，译码显示电路。当闭合开关D后，电路处于工作状态。然后，按开关A可以使LED显示器清零，可以开始计数。当物品通过发光二极管与光电三极管之间时，由于物品挡住了光线使，集电极电阻变小，电路输出低电平。通过以后，集电极电阻恢复，输出高电平。但是由于电平不稳定需要有555构成施密特触发器进行波形整形。然后再输出。物品通过一个就产生一个方波脉冲。方波脉冲用CD4017（十进制计数器）计数。通过两片CD4017的级联，与开关C的调

5、节可以控制调节倍率。分别为X10，X100倍。译码驱动电路由两片74LS192驱动。把经过扩大的脉冲输入芯片up端进行加计数。而down端则接高电平。保证芯片正常工作。其中清零端通过开关接高电平。然后，用4输入LED显示数目即可。4系统调试与结果（1）仿真调试光电计数器电路。由于光电耦合器件不适合仿真，可以预置一个1KHz的脉冲电压替代光电计数器，来进行仿真。（2）安装时要求发光管与接收管正对，同时为避免自然光线干扰引起误计数，应在接收管上套一段黑色圆管作遮光筒。（3）本计数器可实现的计数显示，若要增加计数位数，可直接对计数显示部分进行扩展。5主要仪器与设备仿真软件 MULTISIM1.0集成

6、电路74LS1922片，NE5561片，CD4017-2片电 阻 20K只，150K只电 容 0.14F1只，10 pF1只。其 它 发光二极管1只，光电三极管1只，共阴极显示器2只。6设计体会与建议 1设计体会通过本次光电计数器的设计与仿真，使我知道了设计电路的一般程序，也让我了解了关于光电计数器的基本原理与设计理念。在此次设计中，我们将课本理论知识与实际应用联系起来，按照书本上的知识和老师讲授的方法，首先分析研究此次电路设计任务和要求，然后按照分析的结果进行实际连接操作，检测和校正，再进一步完善电路。在其中遇到一些不解和疑惑的位置，还有一些出现的未知问题，我们都认真分析讨论，然后对讨论出的结果进行实际检测校正。通过此次电路设计，我们加深了对课本知识的认识理解。也意识到网络也是我们学习的资源，我们应该好好利用。2对设计的建议我希望老师在我们动手制作之前应先告诉我们一些关于所做电路的资料、原理，以及如何检测电路的方法，还有关于检测芯片的方法。这样会有助于我们进一步的进入状态，完成设计。参考文献1