紅外線計(jì)件器課程設(shè)計(jì)報(bào)告書

1、 紅外計(jì)件器課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書題 目 紅外計(jì)件器 系 (部) 信息科學(xué)與電氣工程學(xué)院 專 業(yè) 自動(dòng)化 班 級 101 學(xué)生姓名 崔保昌 學(xué) 號(hào) 100819622 6 月 11 日至 6 月 15 日 共 1 周指導(dǎo)教師(簽字) 系 主 任(簽字) 2012年 6 月17日一、 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求1 電路組裝與調(diào)試部分 1.1 紅外檢測模塊的組裝與調(diào)試； 1.2 數(shù)據(jù)清除按鍵、計(jì)數(shù)器、數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)電路的組裝與調(diào)試。2. 電路設(shè)計(jì)部分 2.1 使用NE555時(shí)基芯片及其它電子元件設(shè)計(jì)一個(gè)能檢測2 秒內(nèi)無脈沖的失落脈沖 檢測電路；失落脈沖檢測電路的輸入信號(hào)為信號(hào)1 或信號(hào)2(詳見附2: 組裝部

2、分電路原理圖)，當(dāng)有“貨物”通過時(shí)，信號(hào)1 輸出高脈沖，信號(hào)2 輸出低脈沖； 2.2 使用電子元件設(shè)計(jì)蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路，使之按照系統(tǒng)要求工作。二、 設(shè)計(jì)原始資料數(shù)字電子技術(shù) 英文改編版 電子工業(yè)出版社三、設(shè)計(jì)完成后提交的文件和圖表1計(jì)算說明書部分 1）方案論證報(bào)告打印版或手寫版2）程序流程圖3）具體程序2圖紙部分： 數(shù)碼管顯示模塊 紅外檢測模塊 計(jì)數(shù)器模塊 失落脈沖檢測模塊 蜂鳴器模塊 四、進(jìn)程安排教學(xué)內(nèi)容 學(xué)時(shí) 地點(diǎn)資料查閱與學(xué)習(xí)討論 1天 現(xiàn)代電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室分散設(shè)計(jì) 2天 現(xiàn)代電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室編寫報(bào)告 1天 現(xiàn)代電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室成果驗(yàn)收 1天 現(xiàn)代電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室五、主要參考資料74HC192計(jì)數(shù)

3、器 管腳圖及工作原理CD4511譯碼器 管腳圖及工作原理NE555定時(shí)器 管腳圖及工作原理共陰極數(shù)碼管的使用說明書數(shù)字電子技術(shù) 第九版 英文改編版 電子工業(yè)出版社成績評定表口試（答辯）成績報(bào)告成績總評成績 摘要隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，紅外計(jì)件器已被應(yīng)用于生活中的方方面面。如生產(chǎn)流水線，數(shù)據(jù)采集生產(chǎn)工位的工作量計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)，停車場車位計(jì)數(shù)，旅游景點(diǎn)、超市、娛樂場所等的人數(shù)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)，工廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)等。本文設(shè)計(jì)并制作一個(gè)簡易的紅外計(jì)件器，當(dāng)“貨物”從收發(fā)模塊經(jīng)過后，數(shù)碼管顯示數(shù)值加1；當(dāng)有“貨物”通過紅外檢測電路時(shí)，紅外檢測電路輸出檢測脈沖，若2 秒內(nèi)沒有“物”通過紅外收發(fā)模塊，即紅外檢測電路輸出脈

4、沖失落時(shí)，蜂鳴器報(bào)警；計(jì)件過程中，可通按鍵隨時(shí)清除計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)。關(guān)鍵詞：紅外檢測，NE555，計(jì)數(shù)模塊，蜂鳴報(bào)警 AbstractAlong with the rapid development of science and technology, the infrared piece has been used in all aspects of life. Such as production line, data collection production location count workload statistics, parking lot counter, tourist att

5、ractions, the supermarket, the number of entertainment to statistic, factory automation control system, etc.In this paper a simple design and production of the infrared piece, when goods from transceiver module after, digital pipe display numerical add 1; When there is goods through the infrared det

6、ection circuit, infrared detection circuit testing pulse output, if 2 seconds no the thing through the infrared transceiver module, namely the infrared detection circuit output pulse lose, a buzzer alarm; In the process of piece, can connect button clear count data at any timeKeywords: infrared dete

7、ction, NE555, counting module, hum, call the police目錄前言.8第一章 系統(tǒng)功能原理及硬件介紹.91.1 74HC192介紹.91.2 CD4511介紹.111.3 NE555的介紹.13 第二章 理論分析.152.1.1 計(jì)數(shù)器及顯示模塊.152.1.2 失落脈沖檢測模塊.16第三章 各模塊電路設(shè)計(jì).163.1計(jì)數(shù)器及顯示模塊.163.2 失落脈沖檢測模塊17第四章 電路與程序設(shè)計(jì).174.1 程序流程圖.174.2 總的電路圖.19總結(jié).20參考文獻(xiàn).20前言紅外計(jì)件器已被應(yīng)用于生活中的方方面面，如生產(chǎn)流水線，數(shù)據(jù)采集生產(chǎn)工位的工作量計(jì)數(shù)統(tǒng)

8、計(jì)，停車場車位計(jì)數(shù)，旅游景點(diǎn)、超市、娛樂場所等的人數(shù)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)，工廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)等。本文設(shè)計(jì)并制作一個(gè)簡易的紅外計(jì)件器，當(dāng)“貨物”從收發(fā)模塊經(jīng)過后，數(shù)碼管顯示數(shù)值加1；當(dāng)有“貨物”通過紅外檢測電路時(shí)，紅外檢測電路輸出檢測脈沖，若2 秒內(nèi)沒有“物”通過紅外收發(fā)模塊，即紅外檢測電路輸出脈沖失落時(shí)，蜂鳴器報(bào)警；計(jì)件過程中，可通按鍵隨時(shí)清除計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)。第一章 系統(tǒng)功能原理及硬件介紹紅外計(jì)件器，當(dāng)“貨物”從收發(fā)模塊經(jīng)過后，數(shù)碼管顯示數(shù)值加1；當(dāng)有“貨物”通過紅外檢測電路時(shí)，紅外檢測電路輸出檢測脈沖，若2 秒內(nèi)沒有“貨物”通過紅外收發(fā)模塊，即紅外檢測電路輸出脈沖失落時(shí)，蜂鳴器報(bào)警；計(jì)件過程中，可通過按鍵隨時(shí)

9、清除計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)。紅外計(jì)件器系統(tǒng)框圖如圖1 所示： 數(shù)碼管顯示模塊紅外檢測模塊 計(jì)數(shù)器模塊 失落脈沖檢測模塊 蜂鳴器模塊 圖1 系統(tǒng)組成框圖1.1 74HC192介紹十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器74LS192引腳圖管腳及功能表74LS192是同步十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器，它具有雙時(shí)鐘輸入，并具有清除和置數(shù)等功能，其引腳排列及邏輯符號(hào)如下所示： 圖5-4 74LS192的引腳排列及邏輯符號(hào)（a）引腳排列 (b) 邏輯符號(hào)圖中：為置數(shù)端，為加計(jì)數(shù)端，為減計(jì)數(shù)端，為非同步進(jìn)位輸出端， 為非同步借位輸出端，P0、P1、P2、P3為計(jì)數(shù)器輸入端，為清除端，Q0、Q1、Q2、Q3為數(shù)據(jù)輸出端。其功能表如下：表5-2 74LS19

10、2的功能表1.2 CD4511介紹12.1CD4511的特點(diǎn)CD4511是一個(gè)用于驅(qū)動(dòng)共陰極 LED （數(shù)碼管）顯示器的 BCD 碼七段碼譯碼器，特點(diǎn)如下：具有BCD轉(zhuǎn)換、消隱和鎖存控制、七段譯碼及驅(qū)動(dòng)功能的CMOS電路能提供較大的拉電流。可直接驅(qū)動(dòng)LED顯示器。用CD4511實(shí)現(xiàn)LED與接口方法如下圖： 1.2.2CD4511的功能介紹 BI：4腳是消隱輸入控制端，當(dāng)BI=0 時(shí)，不管其它輸入端狀態(tài)如何，七段數(shù)碼管均處于熄滅（消隱）狀態(tài)，不顯示數(shù)字。 LT：3腳是測試輸入端，當(dāng)BI=1，LT=0 時(shí)，譯碼輸出全為1，不管輸入 DCBA 狀態(tài)如何，七段均發(fā)亮，顯示“8”。它主要用來檢測數(shù)碼管是

11、否損壞。 LE：鎖定控制端，當(dāng)LE=0時(shí)，允許譯碼輸出。 LE=1時(shí)譯碼器是鎖定保持狀態(tài)，譯碼器輸出被保持在LE=0時(shí)的數(shù)值。 A1、A2、A3、A4、為8421BCD碼輸入端。 a、b、c、d、e、f、g：為譯碼輸出端，輸出為高電平1有效。CD4511的內(nèi)部有上拉電阻，在輸入端與數(shù)碼管筆段端接上限流電阻就可工作。12.3 CD4511的引腳 CD4511具有鎖存、譯碼、消隱功能，通常以反相器作輸出級，通常用以驅(qū)動(dòng)LED。其引腳圖如3-2所示。 各引腳的名稱：其中7、1、2、6分別表示A、B、C、D；5、4、3分別表示LE、BI、LT；13、12、11、10、9、15、14分別表示a、b、c、

12、d、e、f、g。左邊的引腳表示輸入，右邊表示輸出，還有兩個(gè)引腳8、16分別表示的是VDD、VSS。 1.2.4 CD4511的工作原理1CD4511的工作真值表如表3-2 2鎖存功能 譯碼器的鎖存電路由傳輸門和反相器組成,傳輸門的導(dǎo)通或截止由控制端LE的電平狀態(tài)。 當(dāng)LE為“0”電平導(dǎo)通，TG2截止；當(dāng)LE為“1”電平時(shí)，TG1截止，TG2導(dǎo)通，此時(shí)有鎖存作用。如圖3-33譯碼 4消隱 BI為消隱功能端，該端施加某一電平后，迫使B端輸出為低電平，字形消隱。消隱控制電路如圖3-4所示。 消隱輸出J的電平為 J=（C+B）D+BI如不考慮消隱BI項(xiàng)，便得J=（B+C）D據(jù)上式，當(dāng)輸入BCD代碼從1

13、010-1111時(shí)，J端都為“1”電平，從而使顯示器中的字形消隱。輸 入輸 出LEBILIDCBAabcdefg顯示XX0XXXX11111118X01XXXX0000000消隱01100001111110001100010110000101100101101101201100111111001301101000110011401101011011011501101100011111601101111110000701110001111111801110011110011901110100000000消隱01110110000000消隱01111000000000消隱0111101000000

14、0消隱01111100000000消隱0111111000000消隱111XXXX鎖 存鎖存表3-2 CD 4511的真值表1.3NE555的介紹NE555是一種應(yīng)用特別廣泛作用很大的的集成電路，屬于小規(guī)模集成電路，在很多電子產(chǎn)品中都有應(yīng)用。NE555的作用是用內(nèi)部的定時(shí)器來構(gòu)成時(shí)基電路，給其他的電路提供時(shí)序脈沖。NE555時(shí)基電路有兩種封裝形式有，一是dip雙列直插8腳封裝，另一種是sop-8小型（smd）封裝形式。其他ha17555、lm555、ca555分屬不同的公司生產(chǎn)的產(chǎn)品。內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理都相同。NE555的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可等效成23個(gè)晶體三極管.17個(gè)電阻.兩個(gè)二極管.組成了比較器.

15、RS觸發(fā)器.等多組單元電路.特別是由三只精度較高5k電阻構(gòu)成了一個(gè)電阻分壓器.為上.下比較器提供基準(zhǔn)電壓.所以稱之為555。NE555屬于cmos工藝制造。 NE555引腳圖介紹如下：1地 GND 2觸發(fā) 3輸出 4復(fù)位 5控制電壓 6門限(閾值） 7放電 8電源電壓Vcc 第二章 理論分析紅外件計(jì)數(shù)器采用了74HC192計(jì)數(shù)器，CD4511譯碼器，共陰極數(shù)碼管和NE555定時(shí)器，蜂鳴器報(bào)警。2.1.1計(jì)數(shù)器及顯示模塊將一片74HC192的DOWN和LOAD端口接高電平，BO接下一片74HC192的UP端口。CLR端口與開關(guān)相接，實(shí)現(xiàn)清除計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)的功能。將CD4511的EL端接地，BI和LT端

16、口接高電平。2.1.2 失落脈沖檢測模塊使用NE555時(shí)基芯片及其它電子元件設(shè)計(jì)一個(gè)能檢測2 秒內(nèi)無脈沖的失落脈沖檢測電路；失落脈沖檢測電路的輸入信號(hào)為信號(hào)1 或信號(hào)2(詳見附2: 組裝部分電路原理圖)，當(dāng)有“貨物”通過時(shí)，信號(hào)1 輸出高脈沖，信號(hào)2 輸出低脈沖；第三章 各模塊電路設(shè)計(jì)3.1計(jì)數(shù)器及顯示模塊信號(hào)輸入U(xiǎn)P端口，CLR接高電平，計(jì)數(shù)器正常工作。 圖7 計(jì)數(shù)器及顯示原理圖3.2 失落脈沖檢測模塊圖9檢測失落脈沖的NE555電路 第四章 電路與程序設(shè)計(jì)4.1 程序流程圖開始紅外檢測模塊計(jì)數(shù)器模塊數(shù)碼顯示模塊失落脈沖檢測模塊結(jié)束蜂鳴器模塊 4.2 總的電路圖總結(jié) 通過為期一周的課程設(shè)計(jì)，利用書本上學(xué)過的數(shù)字電路部分知識(shí)，運(yùn)用到實(shí)際的電路設(shè)計(jì)中去，充分調(diào)動(dòng)自己課堂上所沒有的積極性，完全考自己的能力和有限的知識(shí)去解決紅外計(jì)件器。利用網(wǎng)絡(luò)這個(gè)信息匯集的領(lǐng)域，通過檢索、閱讀，提高自己閱讀文本的本領(lǐng)。對芯片工作原理的認(rèn)識(shí)得到提升，把課本上的抽象轉(zhuǎn)化為具體中去。對設(shè)計(jì)電路的趣味性有很大的提高，激發(fā)自己動(dòng)手的積極性。本設(shè)計(jì)在選題及研究過程中得到初老師的悉心指導(dǎo)。老師多次詢問研究進(jìn)程，并為我指點(diǎn)迷津，幫助我開拓研究思路，精心點(diǎn)拔、熱忱鼓勵(lì)。教師一絲不茍的作風(fēng)，嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的態(tài)度，踏踏實(shí)實(shí)的精神，不僅授我以