红外计件器设计报告.doc

红外计件器设计报告.doc

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电子电路设计

题目：

红外计件器设计

学院：

信息科学与技术学院

专业：

电子信息工程

班级：

2010级

（2）班

姓名

2012年7月26日

红外计件器设计

一、设计内容与要求：

设计一个简易的红外计件器。

基本要求：

（1）当“货物”从收发模块经过后，数码管显示值加1。

（2）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的脉冲失落时，蜂鸣器报警。

（3）显示总件数十，用二位LED显示器，最高可现实99。

（4）计件过程中，可通过按键随时清除计数数据。

二、设计方案

电路要具有计数、清零及显示的功能。

当有“货物”通过时，用加法计分器通过控制电路加1。

用二片计数器和二个数码管进行对件数的统计和显示。

系统框图如图1所示：

红外检测模块

计数器模块

数码管显示模块

失落脉冲检测模块

蜂鸣器模块

图1系统框图

三、电路的设计

1、计数部分

设计要求记件数部分可以加1，考虑双时钟输入的十进制计数器74LS192。

74LS192是同步十进制可逆计数器，为双时钟输入，具有同步清零和同步置数等功能，具体功能表如下：

故计件数部分电路设计如下：

2、显示部分

数码管按照其发光二极管的连接方式不同，可分为共阳极和共阴极两种。

共阴极是指数码管中所有发光二极管的阴极连在一起接低电平，而阳极分别由a、b、c、d、e、f、g输入信号驱动，当某个输入为高电平时，相应的发光二极管点亮；共阳极数码管则相反，它的所有发光二极管的阳极连在一起接高电平，而阴极分别由a、b、c、d、e、f、g输入信号驱动，当某个输入为低电平时，相应的发光二极管点亮。

由于计数器输出的是8421BCD码，数码管不能直接显示成数字，为了让数码管显示人们看懂的数字，就需要把计数器输出的8421BCD码转换成数码管显示的阿拉伯数字，这就需要译码器的翻译。

3、失落脉冲检测部分

设计要求若2秒内没有“货物”通过红外收发模块，即红外检测电路输出的脉冲失落时，蜂鸣器报警。

因此采用NE555定时器。

因为要求在2秒内没有“货物”通过时蜂鸣器报警，所以应将555定时为2秒，本设计采用555定时器接成单稳态触发器。

由此可以得到T=1.1RC根据此公式可以得到电阻与电容的值。

其电路图如下：

4、蜂鸣器部分

由于只要给蜂鸣器接一个高电位就会发声，故将555定时器的输出端与蜂鸣器连接。

电路图如下：

5、分数清零部分

该部分可运用74LS192高电平清零的功能来实现。

因只在需要时进行清零，故可安置一开关。

这里可选择跳变开关，可省去清零后让其重新归位的操作，电路图如下：

四、仿真调试与分析

打开Multisim10软件，将电路进行仿真调试。

进行仿真时进行置零、加数操作，以确定电路既能能正常运行，又能满足题目的设计要求。

仿真电路如下：

按下调试开关，数码管显示99，再按1，将显示清零。

按2，开关闭合，将开关断开则计数器加1。

如果在开关断开2秒后开关不闭合则蜂鸣器开始发出报警声。

五、结论与心得

在这次课程设计中，使我对数字电子的一般设计和功能有了较为宏观的了解，也提高了我的逻辑思维能力，使我在逻辑电路的分析与设计上有了很大的进步，进一步增进了对一些常见逻辑器件的了解。

开始电路设计只知道需要计数器，但究竟是哪一种或哪几种并不清楚，于是就在网上查找，看了一些相关的设计才知道要用74LS192双时钟十进制加法器，但对它们的功能不清楚，于是又查看与计数器相关的知识，才对以上那两个计数器功能有所了解，从而才开始下面的设计。

最终完成了该设计，满足了题目中的设计要求，但还有些不尽人意的地方。

在进行仿真时，要想改变定时器的定时时间就需要改变外加电阻或电容的大小，但由于接入的是定值电阻，所以每次只能用重新换电阻的办法改变其阻值，操作时比较麻烦。

在清零的时候每次都要按二次开关才能使用，因此我将其换为复位开关，那么只要按一次就可以将它清零了。

这样就能对上面提到的不足进行有效的改进。

完成了这项课程设计，更加地清楚自己该如何的学习，如何的去掌握知识的应用，为以后的专业发展和工作奠定基础。

六、附录（元件清单表）

1、计数器74LS192（2片） 2、译码器CD4511（2片）

3、显示器（2片）

4、跳变开关（1个）

普通开关（1个）

5、电阻（3个）

6、电容（2个）

7、三极管（PNP1个）

8、5V直流电源

9、蜂鸣器（1个）