传感器课设

河北科技大学

课程设计报告

学生姓名：卢术平学号：080701206 专业班级：电信082班

课程名称：传感器原理与应用

学年学期：2 010—2 011 学年第一学期指导教师：陈书旺

2 0 10年1 2月28日

课程设计成绩评定表

目录

一、设计目的 (1)

二、总体电路原理及框图 (1)

三、单元电路设计 (1)

四、总体电路图 (6)

五、原件明细表 (6)

六、调试过程 (7)

七、收获体会 (7)

附录 (8)

一﹑设计目的

在当今信息时代，人们在日常生活，生产过程中，主要依靠检测技术对信息提取，筛选和传输，来实现制动控制，自动调节。本次课程设计

1﹑培养综合应用传感器﹑数字电路的能力。

2﹑掌握检测定时报警电路的设计﹑焊接﹑调试方法。

3﹑把所学的知识联系上生产实际，此电路在生活生产中应用很广，例如可用来监测流水线、通过的车辆﹑改造成定时爆破装置等等。

二、总体电路原理及框图

可预置数的检测定时报警电路电路框图如图1所示

由555构成的多谐振荡器产生秒脉冲输入控制电路，若有遮挡物则检测信号为高电平且计数器借位输出端也为高电平，那么脉冲通过控制电路，计数器开始计数，同时显示器显示当前数值。

当计数器计数由预置的时间计到零时，计数器借位输出端输出低电平，使报警器报警同时控制电路截止。

三﹑单元电路设计

1、 检测信号电路（如右图2所示）：

这一部分主要提供一个检测信号给控制电路以决定是否可以计数，它的核心部件是光电耦合器件moc8101，它是把发光器

件与光敏接受器件集成在一起。

当发光二极管（LED ）发光，光敏二极管感受到光，此时光敏管呈现低阻值而导通，LM339的4脚为高电平，在经过电压比较，在Uo 端输出低电平。当凹槽内有东西遮挡时，红外光不能到达光敏管，Q1截止，输出高电平，此时Uo 端为高电平。

R18与LM339构成电压比较器使高低电平明显，增加了整体电路的稳定性。 2、 秒脉冲电路：

脉冲电路是由555构成

的多谐振荡器电路。该电路是通过电容Ｃ1的充放电，来控制

Uo

并输出闸门时间信号的。周期T=（15k+2*68k ）*10uF*ln2=1.05s ，可近似看做秒信号。若将R13换成20k 的电位器，这可调节周期T ，使其非常接近秒信号。图中C2起滤波作用，LED2

可指示电路能输出脉冲信号，正常工作时LED2

会闪亮。

3﹑控制电路：

控制电路的功能是判断并控

制是否向计数器发出秒脉冲信

号。接受检测信号（4脚，如图）﹑秒脉冲信号（1脚，如图）以及计数器的借位端信号（2脚，如图），经处理后输出到计数器的减法端口（74192的4脚）。当4脚和2脚同时为高电平时，1脚的秒脉冲信号通过并从10脚输出到计数器的减法端；当2或4脚有任何一脚为低电平，则10脚被钳制为高电平，即秒脉冲信号被封锁。

4﹑报警器： 报警电路主要功

能是检测计数器倒计时到零，并发出报警信。当计数器不为零

时，其借位端输出高电平到U10A （74ls04），经反相器后555

1

2

4

10

的4脚被钳制在低电平，555输出端3脚始终为低电平，则LED1不亮（实际换成喇叭，原理相同）；当计数器为零时，其借位端输出低电平到U10A（74ls04），经反相器后555的4脚被钳制在高电平，555与周围元件构成多谐振荡器，3脚输出为高低电平，则LED1点亮（换成喇叭，原理相同）。图中三极管Q1实际用的是8050，主要是放大电流。555可直接驱动喇叭，也可将电容C5左端接3脚。

5﹑计数显示电路：

计数显示电路是本次课设的核心部分，其主要功能是接受控制电路发出的控制信号计数并显示。如图，74LS192N为加减十位二进制计数器（功能表

及引脚图见附录），74LS48

为七段译码器（引脚图见附

录），U4为共阴数码管。当

74192的4脚接收到控制脉

冲信号时，计数器开始倒计

时，经译码器7448在数码管

上显示。当计数器计到零时，

13脚借位输出端输出低电

平，分别给报警器和控制电

路，计数停滞。74192的

9,10,1,15脚设置了预置数，

当开关J2触发时，11脚为置数端低电平有效，计数显示电路被重新置数，置数可以从1到9。

计数电路计数可随意增加，只是需要增加元件，再稍加修改。如下图增加一个74192，计数范围是0到99

。

U2输出为十位，U5为个位。每增加一个计数器74192，计数范围扩大十倍。还有一种改变计数时间的方法，可调脉冲信号发生器的输出周期。 5.1预置数电路：

如右图所示，9,10,1，15

分别接74192的9脚，10脚

1脚，15脚。如图当开关S1，S4闭合，9,10,1,15分别为低高高低，即0110，预置数为6。

四，总体电路图：

五﹑元件明细表：检测电路：

脉冲及控制电路：

报警电路：

计数显示及预置数电路：

六﹑调试过程：

本次课设电路较简单，但由于板小加上芯片的引脚也不少，漏焊了1根线，就是报警器中555的2,6引脚没连，经过测试发现并改正了错误。

七，收获与体会：

通过本次课程设计我学到了不少东西，也认识到自己地不足。

由于参加了上次校内的电子大赛，也积累了一些经验，特别是焊接与调试，每一步都要仔细认真。所以这次只漏焊了一根线，没有出现虚焊﹑短路现象，但排线很乱，不易检查。如果能在焊接前，充分的考虑电路的布局，情况会更好。调试是很重要的一步，主要有两点，首先你不可能保证焊的天衣无缝，其次即使你滴仿真电路很好，实际效果也可能千差万别，特别是涉及到模拟电路部分。如果想调试必须对电路的原理很清楚，比如说你想改善秒脉冲信号，你就得很了解多谐振荡器原理。只有理论联系实际才能更好的开发创新。

本次课程设计中对仿真软件（主要是MUL TISIM）和各种仪器仪表应用的很多,对设计，调试电路很有帮助。

科学技术的发展越来越快，人类也迎来了信息化时代，同时对技术的要求也越来越高。面对着广袤的未来，我们欠缺的还很多。

附录