生产流水线产品产量统计显示系统-毕业设计.

1、生产流水线产品产量统计显示系统学生：指导教师：内容摘要：本文介绍了生产流水线产品产量统计显示系统的基本原理以及芯片功能和结构组成，主要以仿真为例来说明，运用Multisim软件，高效、直观、清楚的分析电子电路设计。计数器可以对某些事物进行自动计数，被广泛的应用在生活实际中，它对通过的物体进行计数，能够实现数据统计的搜集，譬如在生产流水线产品产量等领域的应用，能有效的节省劳动力高质量地完成任务。在本设计中为实现光电计数器的功能，采用模数相结合的电路。电路主要是由信号采集电路、两位十进制计数电路、数码显示电路，报警电路四个模块来构成的，四个模块的作用是实现对通过光电门的物体感应，计数，显示，并按预

2、设要求完成报警。此光电计数的范围为一百，可以预设计数数目，当计数达到设定后，停止计数并报警，可手动清除报警；还可以计数达一百时，闪灯报警两秒。关键词：Multisim光电计数器自动计数数码显示满百报警2ProductionlineproductyieldstatisticssystemKeywords:MultisimAbstract:Thisarticledescribestheproductionlineproductyieldstatisticsshowthatthebasicprinciplesofthesystemandchipfunctionsandstructures,mainl

3、yinthesimulationasanexampletoillustratetheuseofMultisimsoftware,efficient,intuitive,clearanalysiselectroniccircuitdesign.Thecountercancountoncertainthingsautomatically,iswidelyusedinreallife,thecountofobjectsthroughit,enablingthecollectionofstatisticaldata,suchasproductionlines,productyieldinotherfi

4、eldsofapplication,whichcaneffectivelysavelaborqualitycompletionoftasks.Inthisdesign,fortheachievementofopticalcounterfunction,usingacombinationofthecircuitmodule.Circuitmainlybythesignalacquisitioncircuit,twodecimalcountingcircuit,adigitaldisplaycircuit,thealarmcircuitconsistingoffourmodules,fourmod

5、ulesoftheroleistoachievetheobjectsthroughopticalgateinduction,counting,displayandpressthepresetrequiredtocompletethepolice.Thisrangeofonehundredphotoelectriccounting,canpresetnumberofcounts,whenthecountreachestheset,stopcountingandalarm,youcanmanuallyclearthealarm;alsocountuptoonehundred,theflashing

6、alarmtwoseconds.PhotoelectriccounterAutomaticcountingDigitaldisplayOverahundredpolice生产流水线产品产量统计显示系统前言Multisim软件是一个专门的电子电路设计与仿真的CAD软件。模拟电子电路元件和仪表软件，实现了“软件组件”和“仪器软件。”该软件可以虚拟仪器技术在电子设计的车间敏捷扩展，桥接测试功能和设计之间的差距。一个直观的界面，易用性的MultisimMultisim软件用户界面的主要特点是完全相似的实验台，各种模拟和各种操作的分析控制接口，组件测试硬件的盒子仪表有库和存储组件，模拟元器件和测试仪器及

7、物理外观非常相似，操作方法基本一致，直观易学。丰富的元器件库：Multisim的元件库中有大量的元器件，包括基本元件、半导体元件、TTL和CMOS元件1集成运算放大器、ADC和DAC、射频器件等.用户也可通过元件编辑器，自行修改或创建所需的元件库。计数生活是最简单的单一操作中的一个，逻辑是实现一个计数器，计数器是在一个数字系统中用于计数的脉冲数，以获得测量的作用，计数和控制功能，所有的分频计数器的功能是由一个基站单元和多个控制门，由一系列具有一个功能，用于存储信息的触发器的计数单元的不同类型的结构，这些触发器的触发器，触发器TD触发器和JK触发器等等。针对在数字系统中，例如计算机的控制器依赖于

8、该指令的地址，以获得指令的乘法运算按以下顺序，注意加法，减法，除法数的广泛应用时间，并且如果在仪器等的数字的计数脉冲。CON是大多数电子逻辑电路的顺序数字技术的应用。不仅对于一个计数器计数时钟脉冲，也可用于频率，时间和脉冲的序列，以产生跳动脉冲和数字计算。不过，这并不显示计算结果，通常是由外部LCD或LED显示屏幕显示。1 Multisim介绍CAD软件的Multisim是一个专用的电子电路设计及仿真，根据仿真工具用Windows的基础上的养老金级的模拟/数字电路板的设计。它包含了一个图形输入的电路图，该电路的硬件描述语言输入，模拟和分析功能非常丰富。Multisim启动图如图1-1所示：VN

9、AnONALINSTRUMENTSELECTR&NCSWORKBENCHGROLPF44544444MultisimPowerProEditionVersion10.0.1RESETU5Ti-LS131S1DgD102D3QDQ1Q3RCO1DD1D11D21D315inCLKt-CLKDA?PLi-CLKE_DATPLonD102Q1Q2QdRCC90U4TCOFLASH326TDD01D211图3.2-1两位十进制计数电路SW3图3.2-2上电复位电路复位电路如图6,是一个典型的上电低电平复位电路。刚通电时，电容充电，RESET的电压接近于0V，随着电容不断充电，RESET的电压逐渐上升，

10、当达到74LS190的高电平定义电压U时，复位结束。延时时间为：onVCC-UT=RClnvch二RClnVCC-0VCC-U(3.2-1)12onon据计算、查找资料，选取如图的参数，可实现大概0.02s的复位时间。当电路正常工作后，按下开关SW，可实现手动复位。加入复位电路是为了防止在上电瞬间使计数器误触发而计数错误。3.2.1十进制计数器（个位）电路本电路采用74LS162作为十进制计数器，它是一个具有同步清零、同步置数、可以保持状态不变的十进制上升沿计数器。功能表如表3.2.1-1所示：表3.2.1-174LS192功能表CPRDLD、EPET工作状态置零预置数保持保持计数74LS16

11、2连接方式如图321-1所示:1413121115133.2.2十进制计数器（十位）电路74LS162是一个具有同步清零、同步置数、可以保持状态不变的十进制上升沿计数器，连接方式如图3.2.2-2所示:U7AaS3S3274LS162D图3.2.2-174LS162十位连接图3.3555定时器555定时器是在规模集成器件结合了模拟和数字电路，性能优良，适用范围很广，再加入少量的RC外部组件可以很容易地形成一个多谐振荡器单次和未外部元件可以由施密特触发器。所以，现在被广泛应用于555综合生产和转换，测量和控制，脉冲波的形式。555定时器设计的多谐振荡器的电路图及其电路产生的波形如图3.3-1所示

12、：图3.3-1多谐振荡器(3.3-1)(3.3-2)(3.3-3)五号管脚(3.3-4)由多谐振荡器原理，结合上图可知其振荡周期T=T+T。T为电容充电时间，121T为电容放电时间。2充电时间T二(R+R)Cln2沁0.7(R+R)C11212放电时间T二RCln2沁0.7RC222矩形波的振荡周期T二T+T二ln2(R+2R)C沁0.7(R+2R)C121212555组成的多谐振荡器实际电路参数的选择：由于实际电路所给的器件有限，其R=R=510Kq，RC振荡器电容为1uF,12所接的Cs为10PF。所以其振荡周期为T=T二(R+R)Cln2沁0.7(R+R)C11212=1.53*0.7=

13、1.071s,所以其周期为约为1s.3.4置数电路置数电路如图3.4-1所示：译码显示图3.4-1置数电路3.5进位电路进位电路如图3.5-1所示：译码显示译码显示QOQIQ2Q3计数器十位）输岀端QOQIQ2Q3计数器个位）输出端图3.5-1进位电路3.6译码显示电路该电路是实现将计数电路的计数值以数字方式显现出来。计数电路输出两组BCD码,为了使电路简单，应选用BCD码一一七段数码管译码驱动器。4brQ0Q1Q2Q3（计数器十位输出端）旦bpbiQ0QIQ2Q3（计数器个位输出端）图3.6-1译码显示电路表3.6-1译码显示电路功能表十进制输入FRBO输出字形LTRBIA3A2A1A0Ya

14、YbYcYdYeYfYg0HHLLLLHHHHHHHL5HXLHLHHHLHHLHHs6HXLHHLHLLHHHHHbWB7HXLHHHHHHHLLLL1a8HXHLLLHHHHHHHHB9HXHLLHHHHHLLHHo3.7满百报警电路该电路是实现计数100,用2S闪烁的灯光指示哪些功能和设计。据计数电路，当计数器0-99的描述，闪光输出端子输出一个下降沿，这样就可以使用这个信号来触发报警电路，得到一个短的负脉冲信号，使得第二个555控制振动器运行两秒钟时，输出的输出过低频率的方波两秒钟，LED灯闪烁2秒。单稳态触发器电路C1，R1，555的功率水平在T导通放电开关电路的输出端输出F恒定的输

15、入状态低,当有由外部负脉冲触发横向C12,第二端施加信号比电位瞬时1/3VCC下，操作在低比较器启动瞬态过程的一个单稳态电路，开始充电的电容器C，VC增加成倍增长。当一个VC被充电的2/3Vcc时，比较器的高级别操作时，比较器A1反转高电平输出V0返回低电平，放电开关T再次导通，电容C上的电荷放电迅速在一个触发脉冲放电开关，瞬间结束，持续复苏准备。暂稳态的持续时间t（即为延时时间）决定于外接元件R、C值的大小：wt1.1RCw通过改变R、C的大小，可使延时时间在几个微秒到几十分钟之间变化。当这种单稳态电路作为计时器时，可直接驱动小型继电器，并可以使用复位端(4脚)接地的方法来中止暂态，重新计时

16、。为使R和C都不至取得过大，选取C(C)为1OOF,R(r)811为18KQ。如图3.7-1所示：FLSHC6i.TIFRESETOR10$1DF：iRCQDCCVNE955OTRTH3U11R1118i08131IF图3.7-1单稳态触发器图中R10和C6构成微分器，所述参考信号被选择采取滤波电路的电路参数。复位输入控制信号，上电复位计数器电路的电压信号电路。为了避免由电源产生的干扰信号瞬间让突然误触发，增加了复位控制信号，电矩，分析表明复位电路，复位低，一杆555的4引脚为低电平，从而使计划无法正常工作，直到复位返回高电平。这里对555多谐振荡器的频率占空比无严格要求，主观选取频率为3Hz

17、，占空比随机。根据前面的介绍，R1选取为13kQ,R2为15kQ,C为10口F,如图3.7-2所示：多谐振荡器的工作与否取决于单稳态触发器输出高低。R13为限流电阻。U123?R12iaa：D3C1010IF4R14R131ELIRLED图3.72多谐振荡器4辅助芯片介绍4.174LS162介绍162为可预置的十进制同步计数器，共有54/74162和54/74LS162两种线路结构型式，其主要电特性的典型值如下：型号FMAXPDCT54162/CT7416232MHz305mWCT54LS162/CT74LS16232MHz93mW162的清除端是同步的。当清除端/SR为低电平时，在时钟端CP

18、上升沿作用下，才可完成清除功能。162的预置是同步的。当置入控制器/PE为低电平时，在CP上升沿作用下，输出端Q0Q3与数据输入端P0P3致。对于54/74162,当CP由低至高跳变或跳变前，如果计数控制端CEP、CET为高电平，则/PE应避免由低至高电平的跳变，而54/74LS162无此种限制。162的计数是同步的，靠CP同时加在四个触发器上而实现的。当CEP、CET均为高电平时，在CP上升沿作用下Q0Q3同时变化，从而消除了异步计数器中出现的计数尖峰。对于54/74162，只有当CP为高电平时，CEP、CET才允许由高至低电平的跳变，而54/74LS162的CEP、CET跳变与CP无关。1

19、62有超前进位功能。当计数溢出时，进位输出端(TC)输出一个高电平脉冲，其宽度为Q0的高电平部分。在不外加门电路的情况下，可级联成N位同步计数器。对于54/74LS162，在CP出现前，即使CEP、CET、/SR发生变化，电路的功能也不受影响。4.2逻辑门介绍与非门：74LS20D两个4输入与非门，内含两组4与非门74LS20D芯片管脚：第一组：1、2、4、5输入，6输出。第二组：9、10、12、13输入，8输出。74LS00D芯片管脚：第一组：1、2输入，3输出。第二组：3、4输入，6输出。第三组：9、10输入，8输出。第四组：12、13输入，11输出。74LS20D的管脚图和功能表如图4.

20、2-1和图4.2-2所示：与非门：74LS00D四个2输入与非门内含四组2与非门74LS00D的管脚图和功能表如图4.2-3和图4.2-4所示：非门：74LS04D芯片含6个非门选定器件列表如表4.2-1所示:表4.2-1选定器件列表仪器名称型号数量用途同步十进制计数器74LS162极联构成60进制计数器与非门与非门非门74LS20D74LS00D74LS04D辅助设计构成其他计数器共阴极显示器DCD-HEX-BLUE显示数字计数电压源VDD提供脉冲电压cc-I：3I14|13|11l|1O12121UJ141I61rnGND图4.2-174LS20D管脚图CCL1表4.2-274LS20D功

21、能表InputsOutputABCDYXXXLHXXLXHXLXXHLXXXHHHHHL图4.2-274LS00D管脚图表4.2-374LS00D功能表InputsOutputABYLLHLHHHLHHHL5计数器的仿真设计5.1基本电路分析仿真设计60进制计数器是由六进制计数器（十位）和十进制计数器（个位）组成。用74LS162D等芯片组成十进制计数器把十进制计数器当成六十进制计数器的个位计数器，并且用译码显示管显现出来，如图5.1-1所示：用74LS160D等芯片组成十进制器计数器把六进制计数器当成六十进制计数器的十位计数器，并且用译码显示管显示出来。如图5.1-2所示：DCDHEXELU

22、E个位VDD_5V-CLBA:veeU2VDD图5.1-1个位计数器DCD_HEX_DI_UEI嘉U5-A了連1_SOODU15VnVDDIrc匕91A1OOHZV174I_S162:D图5.1-2十位计数器5.2测试方法（仿真）首先进入Multisim界面，女口图5.2-1所示。右击空白处，鼠标点击放置元件，就到元器件选择区，点击需要放置的元件，再单击OK按钮。如图5.2-2所示。选择放置好各种器件以后，就可以进行连接线路，同时标明所需参数值。当设置元器件的参数时，用鼠标双击，弹出属性对话框，分别给元件赋值，并设置名称标号。待电路确认没有错误以后后，就可单击仿真键，这样就实现了电路的仿真工作

23、。观察结果评断理论是否和预测结果一样。*CioifLMuhMn-IQraJcII|_52囲匸y申卵H口1SnjWbtTrgrdvJntapntQpteni比Em話tW|DI#rt?j-3ka*CiT?口I|Jg零J疋flj口包*FmuwLfc一3?3dOL图5.21Muitisiml0界面“#卑丁臼也囚dihSelectaComponent丨回亟Daabese;ComporentS/mtol(AF-JSI)MasterDatabase1N1202CDodesT|SelectdllfarrilieaDQDC5PIRTU如1BH621DH621GH621JH621LH621NL199CDIODE1

24、N1200CEENEP1N1202CLED1M1204C1N1206CFWBSCHGTTKY_DIODESCR1N30641N32O8IN3491Furcticn:DEAC7KIAC诽VARACTOR+TPN_DIODE1N3492IN3书31N3书41N3強51N3595IN36001N3611GPModelnanuf./lD：Foctpmtit占nuf./Type:Hyperlink:Components:811Searching:图5.2.1-2放置元件5.3仿真结果计数器计数的仿真起点是00,仿真终点是99，当计数到99时，计数器会自动恢复至U起点00继续进行循环计数，并且灯XI会在计

25、数到99的时候发光。仿真结果如图示5.3-1和5.3-2所示：XI：DCDhexDCD.HEX.USA-1tU6A3TT：LKs=L3M-JJl_L_=*.L3M-LcjEEfl-i-ia?Q：Z5VVCE-一押tfEC.二T*户角74LSOOD74LS1E2Dl5:74LS-1&2B：Mfl:图5.3-1仿真起点（X1不发光）1tF4L50.IH)7LS162B：q?,：;74L5r162D-20图5.3-2仿真终点（X1发光）6结束语大学生活三年了，回想起来过的真的很快，自己身上的稚气也开始慢慢的消褪了，慢慢也要步入社会了，想想大学生活真的是酸甜苦辣，不管是学习还是生活上，刚来大学，其实更

26、多的是不习惯，不习惯离开家，不习惯离开父母，也不习惯在一个陌生的环境陌生的团体中生活，后来时间改变了这些不习惯，发现比起高中生活的艰苦大学生活也是不错的，至少大学生活轻松自由，时间非常宽裕，说直白点也就是好玩，刚进大学，那股劲儿还是非常强的，各种新奇。可是后来发现其实不是这样的，大学好多好多事情要完成，要过四级过二级，要考很多证，要担心出来以后的工作，其实一点都不轻松。到了大三，不知道是自己感觉到了紧迫感还是自己真的成长了不少，明白了有些事情还是要靠自己，自己拼自己闯；也明白有些事情并不是那么重要，充实自己让自己独立更有必要；很多时候自己做很多事情都是三分钟热情，自己没有那种坚持的劲儿，现在真的想改了，不想在这样生活了。要出社会了，自己想的考虑的也更多了，也非常明白社会的残酷性现实性，只有自己更加努力才会让自己以后的生活更好。这次实训写论文也是让我体会到很多