红外线计件器课程设计报告书

1、课程设计任务书题目红外计件器系 (部)信息科学与电气工程学院专业自动化班级101学生姓名崔保昌学号1008196226月11日至6月15日共1周指导教师 (签字 )系 主 任(签字)2012年6 月 17日红外计件器一、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( 详见附 2: 组装部分电路原理图 ) ，当有“货物”通过时，信号1 输出高脉冲，信号 2 输出低脉

2、冲；2.2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。二、设计原始资料数字电子技术英文改编版电子工业出版社三、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2/20红外计件器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四、进程安排教学内容学时地点资料查阅与学习讨论1 天现代电子技术实验室分散设计2天现代电子技术实验室编写报告1天现代电子技术实验室成果验收1天现代电子技术实验室五、主要参考资料74HC192 计数器 管脚图及工作原理CD4511 译码器管脚图及工作原理NE555 定时器管脚图及工作原理共阴

3、极数码管的使用说明书数字电子技术第九版英文改编版电子工业出版社3/20红外计件器成绩评定表口试（答辩）成绩报告成绩总评成绩4/20红外计件器摘要随着科学技术的迅速发展，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

4、词： 红外检测， NE555，计数模块，蜂鸣报警5/20红外计件器AbstractAlong 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 supermar

5、ket, 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 d

6、etection 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:

7、 infrared detection, NE555, counting module, hum, call the police6/20红外计件器目录前言 .8第一章系统功能原理及硬件介绍 .91.1 74HC192 介绍 .91.2 CD4511 介绍 .111.3 NE555 的介绍 .13第二章理论分析 .152.1.1 计数器及显示模块 .152.1.2失落脉冲检测模块 .16第三章各模块电路设计 .163.1计数器及显示模块 .163.2失落脉冲检测模块 17第四章电路与程序设计 .174.1程序流程图 .174.2总的电路图 .19总结 .20 参考文献 .207/20红外计件器

8、前言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。8/20红外计件器第一章系统功能原理及硬件介绍红外计件器， 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

9、冲，若2 秒内没有“货物”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，可通过按键随时清除计数数据。红外计件器系统框图如图1 所示：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图 1 系统组成框图1.1 74HC192介绍十进制可逆计数器74LS192引脚图管脚及功能表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：9/20红外计件器图 5-4 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

10、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。其功能表如下：表 5-2 74LS192 的功能表10/20红外计件器1.2 CD4511介绍12.1 CD4511的特点CD4511 是一个用于驱动共阴极LED （数码管）显示器的 BCD 码七段码译码器，特点如下：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LED显示器。用 CD4511实现 LED与接口方法如下图：1.2.2 CD4511的功能介绍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（

11、消隐）状态，不显示数字。11/20红外计件器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。12.3 CD4511的引脚CD4511具有锁存、译码、消隐功能，通常以反相器作输

12、出级， 通常用以驱动 LED。其引脚图如 3-2 所示。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。1.2.4CD4511的工作原理1CD4511的工作真值表如表3-22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， T

13、G1截止， TG2导通，此时有锁存作用。如图 3-33译码4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。消隐控制电路如图3-4 所示。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LE BI LIDCBAabcdefg显示XX0XXXX 11111118X01XXXX0000000消隐01100001111110012/20红外计件器011000101100001011001011011012011001

14、11111001301101000110011401101011011011501101100011111601101111110000701110001111111801110011110011901110100000000消隐01110110000000消隐01111000000000消隐01111010000000消隐01111100000000消隐0111111000000消隐111XXXX锁存锁存表 3-2 CD 4511的真值表1.3NE555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

15、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。13/20红外计件器NE555属于 cmos工艺制造。NE555引脚图介绍如下：1地GND 2 触发3

16、输出4复位 5控制电压6 门限 (阈值） 7放电8电源电压 Vcc14/20红外计件器第二章理论分析红外件计数器采用了 74HC192计数器， CD4511译码器，共阴极数码管和 NE555定时器，蜂鸣器报警。2.1.1 计数器及显示模块将一片 74HC192 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。15/20红外计件器2.1.2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；

17、失落脉冲检测电路的输入信号为信号1 或信号2( 详见附 2: 组装部分电路原理图 ) ，当有“货物”通过时，信号 1 输出高脉冲，信号 2 输出低脉冲；第三章各模块电路设计3.1 计数器及显示模块信号输入 UP 端口， CLR 接高电平，计数器正常工作。图 7计数器及显示原理图16/20红外计件器3.2失落脉冲检测模块图 9 检测失落脉冲的NE555电路第四章电路与程序设计4.1 程序流程图17/20红外计件器开始红外检测模块失落脉冲检测模块蜂鸣器模块计数器模块数码显示模块结束18/20红外计件器4.2总的电路图19/20红外计件器总结通过为期一周的课程设计， 利用书本上学过的数字电路部分知识， 运用到实际的电路设计中去， 充分调动自己课堂上所没有的积极性， 完全考自己的能力和有限的知识去解决红外计件器。利用网络这个信息汇集的领域，通过检索、阅读，提高自己阅读文本的本领。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