物流计数器设计项目说明指导书.doc

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课题2 物体流量计数器第一章概述本课题做是物流计数器板子，能统计并显示数量。当统计到一定数量时能够向后一级发送开启信号。可广泛应用于物流企业、快递企业、超市、机场、客运中心等需要统计大量物品数量场所。红外对管放大电路计数译码显示整形电路计满输出稳压电源第二章系统方案设计图1 物流计数器结构框图 2.1红外对管常见红外发光二极管其外形和发光二极管LED相同，发出红外光。管压降约1.4v，工作电流通常小于20mA。为了适应不一样工作电压，回路中常常串有限流电阻。红外线发光二极管辐射强度，依光轴上距离而变，亦随受光元件不一样而变。是受光元件入射量改变和和红外发光管距离呈一定特征。基础上光量度是随距离平方成反比，且和受光元件特征不一样相关。接收管关键技术参数 1.最高反向工作电压；2.暗电流；3.光电流；4.灵敏度；5.结电容；6.正向压降；7.响应时间；图2 红外发射/接收二极管 2.2 NE555时基电路 555时基电路是一个将模拟功效和逻辑功效巧妙结合在同一硅片上组合集成电路。 NEE555属于cmos工艺制造. NE555引脚图介绍以下 1地 GND 2触发 3输出 4复位 5控制电压 6门限(阈值） 7放电 8 电源电压Vcc 图3 NE555定时器内部结构图4 NE555定时器引脚图 2.3 CD4511 CD4511 是一片 CMOS BCD—锁存/7 段译码/驱动器，用于驱动共阴极 LED （数码管）显示器 BCD 码—七段码译码器。含有BCD转换、消隐和锁存控制、七段译码及驱动功效CMOS电路能提供较大拉电流。可直接驱动共阴LED数码管。图5 CD4511引脚图图6 CD4511真值表 A0~A3：二进制数据输入端 /BI：输出消隐控制端 LE：数据锁定控制端 /LT：灯测试端 Ya~Yg：数据输出 VDD：电源正 VSS：电源负电源电压范围：3V~18V 输入电压范围：0V~VDD 工作温度范围：M类 -55℃~125℃ E类 -40℃~85℃ 其中a b c d 为 BCD 码输入，a为最低位。限流电阻要依据电源电压来选择，电源电压5V时可使用300Ω限流电阻。 2.4 CD4518 CD4518/CC4518是二、十进制（8421编码）同时加计数器，内含两个单元加计数器，其功效表如真值表所表示。引脚功效：引脚符号功效 1 9 CLOCK 时钟输入端 7 15 RESET 消除端 2 10 ENABLE 计数许可控制端 3 4 5 6 Q1A-Q4A 计数输出端 11 12 13 14 Q1B-Q4B 计数输出端 8 VSS 地 16 VDD 电源正图7 CD4518引脚功效表图 8 CD4518 引脚图第三章单元电路设计 3.1 红外对管电路将发射二极管管头对准接收二极管管头，管头和管头间距不低于5mm，发射和接收二极管均需卧式安装，但不能将发射/接收二极管贴着板子安装，间距应大于5mm。调整RP1使流过发射二极管电流为1mA，此时若接收二极管接收到红外线，Q5集电极电压下降，然后用纸或其它障碍物挡住发射二极管，测试Q5集电极电压是否有显著改变，若有显著改变红外发射/接收电路调试完成。图9红外对管电路 3.2 放大电路接收红外对管送入信号，并经过三极管放大作用将信号放大，送入下一级。图10 放大电路 3.3 整形电路将放大后信号送入由U1组成施密特触发器电路，将模拟信号转化为脉冲信号送入下一级。图11 整形电路 3.4 计数译码显示电路计数显示电路由施密特触发器、二/十进制计数电路、译码驱动电路和数码管显示电路组成。Q5集电极输出电压信号，送入由NE555组成施密特触发器，经过施密特输出，Q5集电极输出电压信号被转化为数字信号，但发射二极管没有被挡住时，NE555OUT引脚输出为1，反之输出为0。NE555输出信号送入由CD4518组成二/十进制计数器，S1为归零按键。C10和R12组成复位电路，确保电路通电时计数器归零，计数器每收掉一个脉冲上升沿计数器加1，当计数器已为9时，再收到一个脉冲上升沿后计数器归零。CD4511和数码管DS1组成译码显示电路，CD4518输出BCD码送入CD4511。CD4511将BCD码译码后，直接驱动数码管DS1显示数字。图12 计数显示电路 3.5 计满输出电路当CD4518计数值为9时，二极管Q3，Q4同时导通，继电器K1吸合，红色发光二极管点亮。图13 计满输出电路 3.6 稳压电源电源关键由整流滤波电路、串联稳压电路组成，电路输入AC 12V交流电经过整流滤波后得到一个约15V DC直流电压，串联式稳压电路关键由Q1,Q2，ZD1，R1，R2，R3，R4，RP2和C3组成。R2和ZD1组成一个基准电压，R3，R4和RP2组成取样电路，2路信号送入由Q2组成误差放大电路，然后再将误差信号送入由Q1和R1组成电压调整电路，C3为和电压调整电路组成有源滤波电路，能有效抑制电路纹波电压。将电源输入端接入AC 12V电源，调整RP2使电容C4两端电压为DC 5V,DC 5V正常后电源电路调试完成。图14稳压电源第四章总装电路图图15 总接线图图16 总接线 PCB图第五章系统调试电路通电后红外发射二极管发射红外线直接射入红外接收二极管中，此时红外接收二极管导通，当有物体经过时光线被遮挡，红外接收二极管截止，此信号经过由Q5组成放大电路，对信号进行放大处理，经过处理信号送入由U1组成施密特触发器，将模拟信号转化为脉冲信号，BCD码加法计数器接收到此信号后，对脉冲上升沿进行加法计数处理，计数电路输出Q1-Q4信号，分别送入译码显示电路和计满输出电路，译码显示电路由U3和7段LED数码管组成，U3将接收到BCD码经过译码后驱动LED数码管，使其显示目前计数值。计满输出电路，该电路由D6、D7、Q3、Q4、R6、R7、K1等元件组成，当BCD码输出为1001时继电器K1吸合，红色LED灯亮，从而证实已经技术10件，该信号输出用于开启自动封箱设备。按下S1按钮数码管上显示数字归零。第六章元件清单物体流量计数器元件清单元件名称规格型号编号数量电解电容 220uF/10V C1, C4 2 0805贴片电容 0.1uF C2, C5, C6, C10 4 电解电容 10uF/50V C3 1 瓷片电容 0.1uF C7, C8, C9 3 二极管 1N4007 D1, D2, D3, D4, D5 5 二极管 1N4148 D6, D7 2 0.5寸共阴数码管 MY5011AH DS1 1 5mm红外发射二极管红外发射 HF1 1 5mm红外接收二极管红外接收 HJ1 1 5.08-2P接线端子 AC12V、'OUT J1、J2 2 4123继电器-12V 4123-12V K1 1 5mm红色发光二极管 R LED1 1 5mm绿色发光二极管 G LED2 1 TO-92三极管 C8050 Q1 1 TO-92三极管 C1815 Q2, Q3, Q4, Q5 4 1/4W直插电阻 2.2K R1 1 1/4W直插电阻 1K R2, R5, R8, R10 4 1/4W直插电阻 4.7K R3 1 1/4W直插电阻 10K R4, R6, R7, R9, R11, R12 6 0805贴片电阻 300-470 R13, R14, R15, R16, R17, R18, R19 7 0805贴片电阻 4.7K R20 1 蓝白可调电阻 50K RP1 1 蓝白可调电阻 10K RP2 1 6*6*5微动开关 SW2 S1 1 单排针 TP TP-A, TP-B 2 集成电路 DIP NE555 U1 1 集成电路 DIP CD4518 U2 1 集成电路 DIP CD4511 U3 1 16P IC座 16P IC座 U2、U3 2 8P IC座 8P IC座 U1 1 1/2W稳压二极管 2.4V ZD1 1 第七章物体流量计数器小结这次实训题目是我们自己选择，经过此次实训，我对数字电子技术和模拟电子技术相关知识又有了更深一步了解，而且学会了怎样利用所学知识。布局时，因为引脚比较多，所以需要很多线，造成焊接比较繁琐，而且很轻易出现错误，而且错误不轻易被发觉。电路板不能一次性成功，做到很辛劳，碰到问题很大，不能一个人排除，需要求援老师和同学，理论和实际总是有差距，我们学习不能只局限于书本，局限于理论，必需要经过动手实践，多思索把理论和实际相结合，让所学知识能在实际中应用，做到学以致用，把所学东西具体化，表现出知识关键，才能有更深入了解，愈加好掌握实训心得经过这两周实训，我焊接技术得到了提升，原先轻易出现虚焊地方少了。我对电子技术有了更直接认识，对电子产品调试纠错有了更多经验，对团体合作意识培养起到了很大帮助，即使抓烙铁是一只手，可是后面有很多个头脑在指挥和支持着，大家一起分析电路图，一起处理我们面前每一个难题，也使同学之间友谊愈加深刻。这次实习时间即使短暂，不过却比课堂上学知识多，因为是书本知识和动手能力相结合，俗话说实践出真理，只有动手，才能巩固掌握所学知识。参考文件 [1] 周良权，方向乔 . 数字电子技术基础（第3版）. 北京：高等教育出版社， . [2] 陈梓城 . 模拟电子技术基础（第2版）. 北京：高等教育出版社， . [3] 沈任元，吴勇 . 常见电子元器件简明手册（第1版）. 北京: 机械工业出版社 , . [4] 姜萍萍 , 孙虹 . 数字电子技术习题和解析（第1版）. 北京: 科学出版社 , . [5] 罗国强 , 罗伟 . 实用模拟电子技术项目教程（第1版）. 北京: 科学出版社 , . [6] 阎石 . 数字电子技术基础 . 北京: 高等教育出版社，1998.

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