课程设计说明书

1、课程设计说明书（论文）课程名称:电子技术课程设计设计题目：光控计数器院系：自动化测试与控制系班级：设计者:学号：指导教师：齐明设计时间：哈尔滨工业大学哈尔滨工业大学课程设计任务书姓 名： 郝冰涛专 业：光电信息工程院（系）： 电气学院自动化测试与控制系班 号：0801201（ 1080120109）任务起至日期：2010年 11月 24日至2010年 12月 25日课程设计题目：光控计数器已知技术参数和设计要求：利用光线的通断来统计进入实验室人数。 要求设计两路光控电路，一路放置在门外， 另一路设置在门里，当有人通过门口时（无论是进入或走出房间） ，都会先触发一个光 控电路，再触发另一个光控电

2、路，要求根据光控电路产生触发脉冲的先后顺序，判断来人 是进入还是离开实验，当有人进入实验室时令计数器进行加计数，当有人离开实验室时 进行减计数，并用数码管显示数字工作量：利用课余时间，约 1个月时间，完成电路设计、仿真、面包板上搭电路、调试及验收。工作计划安排：11月24日一-12月12日，电路设计及仿真调试 12月13日一一12月19日，搭电路及调试12月20日一一12月23日，电路调试及验收同组设计者及分工：同组人：娄越(1080120123)分工：郝冰涛同学负责电路的设计及仿真调试工作 娄越同学负责搭电路和电路调试指导教师签字教研室主任意见：年月日教研室主任签字年月日*注：此任务书由课程

3、设计指导教师填写。1实验器件：电板 1块发光二极管2个接收二极管2个74LS741 片74LS472 片74LS003 片74LS192 2 片555定时器2片数码管 2个电阻:5.1K欧姆2个370欧姆 2个310欧姆 14个电容:1 R 2个1 n F 3 个2、设计原理及思路：整个系统由五个部分组成：光控电路、触发脉冲、加减计数、显示译码和数码显示 其工作原理框图如下：首先由光控电路将接收的光信号转换为电信号，经施密特触发器整形触发脉冲，输 出计数脉冲信号.再通过计数器和译码器，在 LED数码显示管上显示数目的增加或减少, 实现自动计数的功能。各部分说明：光电转换电路：光电转换电路用于将

4、光信号转换为系统所需的电信号由于需要进行数目的加和减的运算，此部分需要两个相同的光控电路。每个电路的组成为：一个发射管，一个接收管，同时还有一个 370欧姆和一个5.1K欧姆的电阻。接通电源后， 接收管接收到发射管射来的红外光线。当有人通过两个二极管间时，内阻减小，集电 极输出低电平，送至施密特触发器.时钟脉冲产生电路：对于双D触发器所需要的1000Hz的脉冲，由于在本课题中电 路对脉冲的精确度要求不是很高而晶体振荡需要分频， 所以采用了 555定时器构成的 多谐振荡器，使其产生需要的方波作为触发器和计数器的 CP脉冲.时序控制电路：时序控制电路在本课题中主要用于判断计数的增加或是减少，在 此

5、选用了一个D触发器、三个74LS00芯片来实现.设计思路如下：设初始状态为 0,B,设置计数器为增加状态时，如图如上图时序逻辑分析图所示，可得真值表和卡诺图如下:A B Q( t) Q( t+1) Z0 0 00 1 01 0 01 1 00 0 10 1 10010000000001 0 11 0因此，得 Q( t+1)=AB ' +AQ=(AB ')'( AQ)Z=ABQ (t)同理：设置计数器为减少状态时,如上图时序逻辑分析图所示，可得真值表和卡诺图如下:Q( t+1) Z0 0 00 1 01 0 01 1 00 0 101000000000 1 11 0 11

6、 00 0得：Q( t+1)= BA ' +BQ=(BA ' )'( BQ)'Z=ABQ (t)计数和译码和显示部分：计数和译码由两个计数器、两个译码器和两个数码管来 完成，用于接收计数脉冲信号并将其转化成单独的信号输出并显示。在本课题中选用 了 74LS192加减计数器、74LS47和共阴极LED数码显示管。3、电路连接测试：按照电路图在计算机上进行仿真以后，开始在面包板上连接线路。为了更有效的检测 电路连接的正确性，采取边连接边测试的方法。总共测试了三个部分：时钟脉冲部分：首先进行测试的是时钟脉冲部分。连接好线路后，连接电源， 将555定时器的脉冲输出接口接

7、入示波器，却未得到任何波形经检查，发现是 芯片的位置错了。重新安置芯片后，示波器得到如下波形：计数显示部分：其次测试了计数显示部分。同样的 ，连接电源，信号发生源调至 输出适当频率的脉冲信号，并将其输出接口触碰加减计数器的 up/dow n两脚， 数码管稳定而有序地进行数的加减.光电转换部分：最后测试了光电转换部分。将数字万用表的负极端接地，正极 端接在三极管的集电极，用硬纸片隔断发射管和接收管，集电极由原来的高电 平变为低电平4、心得体会：1）做课程设计同时也是对课本知识的巩固和加强， 由于课本上的知识太多，平时课间的 学习并不能很好的理解和运用各个元件的功能， 在这次课程设计过程中，我们了

8、解了很 多元件的功能，并且对于其在电路中的使用有了更多的认识。2）通过动手实践让我们对各个元件映象深刻。 认识来源于实践，实践是认识的动力和最 终目的，实践是检验真理的唯一标准。3）我们的工作是一个团队的工作。团结协作是我们实习成功的一项非常重要的保证。而这次实习也正好锻炼我们这一点。4）此次课程设计，学到了很多课内学不到的东西，比如独立思考解决问题，出现差错 的随机应变，和与人合作共同提高，都受益非浅，今后的制作应该更轻松，自己也都能 扛的起并高质量的完成项目。5）感谢老师的耐心指导和同学们的细心帮助！参考资料数字电子技术基础电子技术基础实验教程 哈尔滨工业大学教材科 机械工业出版社附电路总图74 L SO OKIU1JAS192PIU4B7dLSiB2rJLIM556CIU12B74UgQ0U7Jlu.£aorJNiernhiHv