物流计数器设计说明书.docx

1、物流计数器设计说明书课题2 物体流量计数器第一章 概述本课题做的就是物流计数器的板子,能统计并显示数量。当统计到一定数量时可以向后一级发送启动信号。可广泛应用于物流公司、快递公司、超市、机场、客运中心等需要统计大量物品数量的场所。 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 常用的红外发光二极管其外形与发光二极管LED相似,发出红外光。管压降约1、4v,工作电流一般小于20mA。为了适应不同的工作电压,回路中常常串有限流电阻。红外线发光二极管的辐射强度,依光轴上的距离而变,亦随受光元件的不同而变。就是受光元件的入射量变化与与红外发光管的距离呈一定特性。基本上光量度就是随距离的平

2、方成反比,且与受光元件特性不同有关。接收管主要技术参数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时基电路就是一种将模拟功能与逻辑功能巧妙结合在同一硅片上的组合集成电路。NEE555属于cmos工艺制造、 NE555引脚图介绍如下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 CD4511CD4511 就是一片 CMOS BCD锁存/7 段译码/驱动器,用于驱动共阴极 L

3、ED (数码管)显示器的 BCD 码七段码译码器。具有BCD转换、消隐与锁存控制、七段译码及驱动功能的CMOS电路能提供较大的拉电流。可直接驱动共阴LED数码管。图5 CD4511引脚图 图6 CD4511真值表A0A3:二进制数据输入端 /BI:输出消隐控制端LE:数据锁定控制端 /LT:灯测试端YaYg:数据输出 VDD:电源正VSS:电源负 电源电压范围:3V18V输入电压范围:0VVDD 工作温度范围:M类 -55125 E类 -4085其中a b c d 为 BCD 码输入,a为最低位。限流电阻要根据电源电压来选取,电源电压5V时可使用300的限流电阻。2、4 CD4518CD451

4、8/CC4518就是二、十进制(8421编码)同步加计数器,内含两个单元的加计数器,其功能表如真值表所示。引脚功能:引脚符号功能1 9CLOCK时钟输入端7 15RESET消除端2 10ENABLE计数允许控制端3 4 5 6Q1A-Q4A计数输出端11 12 13 14Q1B-Q4B计数输出端8VSS地16VDD电源正图7 CD4518引脚功能表图 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的管头对准接收二极管的管头,管头与管头的间距不低于5mm,发射与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,间距应不小于5mm。调节RP1使流过发射二极

5、管的电流为1mA,此时若接收二极管接收到红外线,Q5集电极电压下降,然后用纸或其她障碍物挡住发射二极管,测试Q5集电极电压就是否有明显变化,若有明显变化红外发射/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的信号,并通过三极管的放大作用将信号放大,送入下一级。图10 放大电路3、3 整形电路将放大后的信号送入由U1组成的施密特触发器电路,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、译码驱动电路与数码管显示电路组成。Q5集电极输出的电压信号,送入由NE555组成的施密特触发器,经过施密特输出,Q

6、5集电极输出的电压信号被转化为数字信号,但发射二极管没有被挡住时,NE555的OUT引脚输出为1,反之输出为0。NE555输出信号送入由CD4518组成的二/十进制计数器,S1为归零按键。C10与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与数码管DS1组成译码显示电路,CD4518输出的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

7、极管点亮。图13 计满输出电路3、6 稳压电源电源主要由整流滤波电路、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的直流电压,串联式稳压电路主要由Q1,Q2,ZD1,R1,R2,R3,R4,RP2与C3组成。R2与ZD1构成一个基准电压,R3,R4与RP2组成取样电路,2路信号送入由Q2组成的误差放大电路,然后再将误差信号送入由Q1与R1组成的电压调整电路,C3为与电压调整电路组成有源滤波电路,能有效的抑制电路的纹波电压。将电源输入端接入AC 12V的电源,调节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

8、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的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,此信号通过由Q5组成的放大电路,对信号进行放大处理,经过处理的信号送入由U1组成的施密特触发器,将模拟的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与计满输出电路,译码显示电路由U3与7段LED数码管组成,U3将接收到的BCD码经过译码后驱动LED数码管,使其显示当前计数值。计满输出电路,该电路由D6、D7、Q3、Q

9、4、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,从而证明已经技术10件,该信号输出用于启动自动封箱设备。按下S1按钮数码管上显示的数字归零。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/10VC1, C420805贴片电容0、1uFC2, C5, C6, C104电解电容10uF/50VC31瓷片电容0、1uFC7, C8, C93二极管1N4007D1, D2, D3, D4, D55二极管1N4148D6, D720、5寸共阴数码管MY5011AHDS115mm红外发射二极管红外发射HF115mm红外接收二极管红

10、外接收HJ115、08-2P接线端子AC12V、OUTJ1、J224123继电器-12V4123-12VK115mm红色发光二极管RLED115mm绿色发光二极管GLED21TO-92三极管C8050Q11TO-92三极管C1815Q2, Q3, Q4, Q541/4W直插电阻2、2KR111/4W直插电阻1KR2, R5, R8, R1041/4W直插电阻4、7KR311/4W直插电阻10KR4, R6, R7, R9, R11, R1260805贴片电阻300-470R13, R14, R15, R16, R17, R18, R1970805贴片电阻4、7KR201蓝白可调电阻50KRP1

11、1蓝白可调电阻10KRP216*6*5微动开关SW2S11单排针TPTP-A, TP-B2集成电路 DIPNE555U11集成电路 DIPCD4518U21集成电路 DIPCD4511U3116P IC座16P IC座U2、U328P IC座8P IC座U111/2W稳压二极管2、4VZD11第七章 物体流量计数器小结这次的实训题目就是我们自己选择的,通过本次的实训,我对数字电子技术与模拟电子技术的相关知识又有了更深一步的了解,并且学会了怎样运用所学的知识。布局时,因为引脚比较多,所以需要很多的线,导致焊接比较繁琐,并且很容易出现错误,而且错误不容易被发现。电路板不能一次性成功,做到很辛苦,遇

12、到的问题很大,不能一个人排除,需要求助老师与同学,理论与实际总就是有差距的,我们的学习不能只局限于书本,局限于理论,必须要通过动手实践,多思考把理论与实际相结合,让所学的知识能在实际中应用,做到学以致用,把所学的东西具体化,体现出知识的重要,才能有更进一步的了解,更好的掌握实训心得 通过这两周的实训,我的焊接技术得到了提高,原先容易出现虚焊的地方少了。我对电子技术有了更直接的认识,对电子产品的调试纠错有了更多的经验,对团队合作的意识培养起到了很大的帮助,虽然抓烙铁的就是一只手,可就是后面有许多个头脑在指挥与支持着,大家一起分析电路图,一起解决我们面前的每一个难题,也使同学之间的友谊更加深刻。

13、这次实习时间虽然短暂,但就是却比课堂上学的知识多,因为就是书本知识与动手能力相结合,俗话说实践出真理,只有动手,才能巩固掌握所学的知识。参考文献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 ,2008 、2 陈梓城 、 模拟电子技术基础(第2版)、 北京:高等教育出版社 ,2007 、3 沈任元 , 吴勇 、 常用电子元器件简明手册(第1版)、 北京: 机械工业出版社 ,2005 、 4 姜萍萍 , 孙虹 、 数字电子技术习题与解析(第1版)、 北京: 科学出版社 , 2008、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 , 2009、6 阎石 、 数字电子技术基础 、 北京: 高等教育出版社 ,1998、