红外线计件器课程设计报告书.docx

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红外线计件器课程设计报告书

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100819622

6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

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．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

成绩评定表

口试（答辩）成绩

报告成绩

总评成绩

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。

关键词：

红外检测，NE555，计数模块，蜂鸣报警

Abstract

Alongwiththerapiddevelopmentofscienceandtechnology,theinfraredpiecehasbeenusedinallaspectsoflife.Suchasproductionline,datacollectionproductionlocationcountworkloadstatistics,parkinglotcounter,touristattractions,thesupermarket,thenumberofentertainmenttostatistic,factoryautomationcontrolsystem,etc.

Inthispaperasimpledesignandproductionoftheinfraredpiece,when"goods"fromtransceivermoduleafter,digitalpipedisplaynumericaladd1;Whenthereis"goods"throughtheinfrareddetectioncircuit,infrareddetectioncircuittestingpulseoutput,if2secondsno"thething"throughtheinfraredtransceivermodule,namelytheinfrareddetectioncircuitoutputpulselose,abuzzeralarm;Intheprocessofpiece,canconnectbuttonclearcountdataatanytime

Keywords:

infrareddetection,NE555,countingmodule,hum,callthepolice

前言………………………………………………….......8

第一章系统功能原理及硬件介绍………………….....9

1.174HC192介绍……………………………….....9

1.2CD4511介绍……………………………….…11

1.3NE555的介绍………………………………..13

第二章理论分析…………………………………...15

2.1.1计数器及显示模块………………………...15

2.1.2失落脉冲检测模块……………………….16

第三章各模块电路设计………………………….16

3.1计数器及显示模块…………………………...16

3.2失落脉冲检测模块…………………………17

第四章电路与程序设计…………………………….17

4.1程序流程图………………………………..…17

4.2总的电路图………………………………..…19

总结………………………………………………….…20

参考文献…………………………………………...…..20

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。

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

1.174HC192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：

图5-474LS192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5-274LS192的功能表

1.2CD4511介绍

1．2.1CD4511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：

1.2.2CD4511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（消隐）状态，不显示数字。

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。

1．2.3CD4511的引脚

CD4511具有锁存、译码、消隐功能，通常以反相器作输出级，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

1〉CD4511的工作真值表如表3-2

2〉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，TG1截止，TG2导通，此时有锁存作用。

如图3-3

3〉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

显示

消隐

锁存

表3-2CD4511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。

NE555属于cmos工艺制造。

NE555引脚图介绍如下：

1地GND2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

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。

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；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

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

4.2总的电路图

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，踏踏实实的精神，不仅授我以文，而且教我做人，我对老师的感激之情是无法用言语表达的，他不仅学识渊博，对专业孜孜以求，精益求精；而且在百忙之作仍然读书不辍，不断探求；为人师表，率先垂范；传道授业，呕心沥血。

如果说我从指导老师那里学会了怎么做好学问，那么首先应该说我从指导师那里领略了真正的学术精神，导师严谨的治学态度和坚韧的探索精神将使我终生受益。

参考文献

[1]数字电子技术第九版英文改编版电子工业出版社

[2]模拟电子技术第四版童诗白华成英高等教育出版

[3]NE555中文资料详解

[4]74HC192中文资料

[5]CD4511引脚图及功能文档

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