发布时间 : 星期四 文章数电课程设计报告光电计数器设计更新完毕开始阅读66d93083d4d8d15abe234eda
第一章 系统设计
第一节 设计任务及总体方案
该计数器系统总体设计方案较为简单，用光电感应器实现对生产线产品的数量的采集，将信号传送到防干扰的迟滞比较器，共经过两级比较器，传输信号脉冲，通过74ls162计数器进行计数，计数范围是0～99，通过 4 511七段译码器进行译码，输出信号给LED数码管进行显示。其中，个位计数器的进位标志位接到十位计数器的计数控制端CET和CEP控制十位计数器工作计数，因为74ls162是十进制计数器，计数的结果是BCD码0000～1001，经过译码器数码管后显示的十进制00～99。，本设计还实现了十位数的动态“零消隐”，（当计数结果不超过10时，十位数的数码管无显示，原理就是将十位计数器的输出端通过4072进行相或，从而只有当数码管个位显示时十位数码管BL端低有效，即十位数码管熄灭）。本设计还实现清零时，是两位数码管都显示0，因为这样可以让工作人员方便确定计数系统工作正常，原理就是利用7404的非门功能，输入端接复位端，输出与十位七段译码器的灭灯输入端BL端相接，每当复位时，BL就会输入高电平，从而使两个数码管都会清零。
实际情况下，生产线上产品每经过光电传感器，信号在通过两级比较器后，就会有一个上升沿信号作为时钟信号，控制计数器工作，同时计数开始，可以连续实现对100个产品进行计数，如需重新开始，只要按下清零按键就能重新计数
第二节 光电计数器系统简介
一、计数器系统的基本特点
本系统具有体积小、硬件少、电路结构简单及容易操作等优点。本计数器可将机械或人工计数方式变为电子计数，并且采用ＬＥＤ数码显示，简单直观，可适用于诸多行业，以满足现代生产、生活等方面的需求。随着生产技术的不断改善和提高，在现代化生产的许多场合都可以看到计数器的使用。本计数器具有低
廉的造价以及控制简单等特点。
该系统还具有以下特点：
①、该系统具有清零功能，工作人员可以通过复位开关使两个数码管都显示零，这样可以方便进行人工操作以及确认计数器是否正常工作；原理就是利用7404的非门功能，输入端接复位端，输出与十位七段译码器的灭灯输入端BL端相接，每当复位时，BL就会输入高电平，从而是两个数码管都会清零。
2、该系统还具有十位的“零消隐”功能，原理就是将十位计数器的输出端○
通过4072进行相或，从而只有当数码管个位显示时十位数码管BL端低有效，即十位数码管熄灭。
○3、该系统还采用了抗干扰较强的迟滞比较器，这样大大加强了其在实际生或中的应用能力，可以得到有效地推广。
○4、该例光电触发式计数器只有两位数，但通过级联可以扩展为四位，甚至多位
二、计数器系统的组成
1、74LS162
图1.1 74LS162引脚图
⑴ 、个位计数器
时钟脉冲给的是比较器的输出信号，计数器自上电起一直处于计数状态，每当有产品经过光电对管之间时，计数器的CP端就接收到上升沿信号，开始计数。进位输出端接到十位计数器的技术控制端CEP和CEP，四个输出引脚的信号作为七段译码器的输入信号。
⑵ 、十位计数器
时钟脉冲给的是比较器的输出信号，计数器的CP端就接收到上升沿信号
时，还不能进行计数，只有当个位的计数溢出时，CEP和CEP端才高有效，进行计数。为实现任务书中十位数的动态“零消隐”，四个输出引脚的信号必须经过或门作为七段译码器的输入信号。
74LS162引脚功能表：
PE Parallel Enable (Active LOW) Input并行启用（低电平）输入 P0–P3 Parallel Inputs并行输入
CEP Count Enable Parallel Input 计数启用并行输入 CET Count Enable Trickle Input计数启用涓流输入 CP ClOCk (Active HIGH Going Edge) Input时钟输入
MR Master Reset (Active LOW) Input主复位（低电平）输入
SR Synchronous Reset (Active LOW) Input同步复位（低电平）输入 Q0– Q3 Parallel Outputs (Note b)并行输出（注b ）
TC Terminal Count Output (Note b)终端计数输出（注b ）
2、CD4511
图2.1 CD4511 管脚图
其电路原理如下：
CD4511是一个用于驱动共阴极 LED （数码管）显示器的 BCD 码—七段码译码器的特点：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显示其中a b c d 为 BCD 码输入，a为最低位。LT为灯测试端，加高电平时，显示器正常显示，加低电平时，显示器一直显示数码“8”，各笔段都被点亮，以检查显示器是否有故障。BI为消
隐功能端，低电平时使所有笔段均消隐，正常显示时， B1端应加高电平。另外 CD4511有拒绝伪码的特点，当输入数据越过十进制数9(1001)时，显示字形也自行消隐。LE是锁存控制端，高电平时锁存，低电平时传输数据。a～g是 7 段输出，可驱动共阴LED数码管。另外，CD4511显示数“6”时，a段消隐；显示数“9”时，d段消隐，所以显示6、9这两个数时，字形不太美观 ，若要多位计数，只需将计数器级联，每级输出接一只 CD4511 和 LED 数码管即可。所谓共阴 LED 数码管是指 7 段 LED 的阴极是连在一起的，在应用中应接地。限流电阻要根据电源电压来选取，电源电压5V使用510Ω的限流电阻。
3、LM393
图3.1 LM393管脚图
LM393参数如表3.1所示：
表3.1 引脚功能表： 引出端序号 功能 1 2 3 4 输出端1 符号 OUT1 引出端序 5 6 7 8 功能 符号 反向输入端1N-(1) 1 正向输入端1N+(1) 1 地 GND 正向输入端1N+(2) 2 反向输入端1N-(2) 2 输出端2 OUT2 电源 VCC