红外计数器实验报告

红外计数器设计报告一：任务分析。

二：设计方案。

三：电路设计。

四：焊接与调试。

五：实验结果和分析。

六：实验感想。

参考文献

元件件清单

一：任务分析

本电路的实验指导思想是利用红外发光管发射红外线，红外接收管接受此红外线并将其放大，整流形成高电平信号。当有人或物体挡住红外光时，接收管没有接收到红外信号，运算放大器将输出低电平；当移开物体时，运算放大器输出高电平，同时计数器计数这个上升沿脉冲，并经译码器驱动电路是数码管显示数值。

这样就可以统计红外对管物体触发的次数。范围在0~99之间计数。

二：设计方案

1.设计原理

该计数器系统总体设计方案是用光电感应器实现对触发感应红外信号数量的采集，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74LS190计数器进行计数，计数范围是0～99，通过 74LS248七段译码器进行译码，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CLK控制十位计数器工作计数，因为74LS190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。实验原理是，每当光电传感器接收到信号，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，每触发一次到移开形成一个上升沿脉冲，并且只能计数一次。

2.红外对管计数器系统简介

（1）红外计数器系统的组成

1.74LS190

(1)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初始00状态，每当有物体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时钟脉冲端，四个输出引脚的信号作为七段译码器的输入信号。

(2)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时钟脉冲CLK端有上升沿触发才有效，进行计数。

2.74LS248

外引线排列：

引脚符号与功能：

其电路原理如下：

74LS248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、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。当要求输入0～15 时，消隐输入(/BI)应为高电平或开路，对于输出0 时还要求脉冲消隐输入(/RBI)为高电平或开路。a～g是7 段输出，可驱动共阴LED数码管。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可以使用1KΩ的限流电阻。

3.555定时器

外引脚图：

4.数码管

外引脚图：

数码管通常有发光二极管（LED）数码管和液晶（LCD）数码管，数码管是共阴极数码管，译码器的输出端接到数码管的输入端，输出端与地之间接电阻1K欧姆限流保护数码管，否则数码管容易烧坏。

三：电路设计

1.红外对管的输入原理设计图

2.用开关代替红外对管的整体仿真图

(1)电路的整体原理

系统采用光电感应器实现对物体经过红外对管数量的采集（由红外发射管发出红外信号，红外接收管收到红外信号使接地支路导通。当红外信号被阻挡时，接地支路阻断，由于电压变化，电路向cp端输出一个脉冲），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74LS190计数器进行计数，计数范围是00～99，配合74LS248七段译码器进行译码，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CLK控制十位计数器工作计数，因为74LS190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。物体每触发一次后移开，会产生一个上升沿脉冲，数码管计数一次。

(2)计数，译码部分

计数和译码由两个个计数器、两个译码器和两个数码管来完成，用于接收计数脉冲信号并将其转化成单独的信号输出并显示。在本系统中选用了74LS190加减计数器、74LS248译码器和共阴极LED数码显示管。

74LS190是十进制同步计数器，当计数溢出时输出一高电平脉冲，CT为计数控制端，只有都接入高电平是计数器才能计数，Q 0～Q3为输出端，CP为时钟输入端，上升沿有效。LD 为异步并行置入控制端（低电平有效）。七段译码器74LS248是四输入七输出的译码器，当输入8421BCD码时，输出低电平有效，用以驱动共阴极显示器。四：焊接与调试

当在Proteus集成环境调试成功时，接下来，利用实物进行焊接，按上述的实验原理在电路板上摆放好每个元件的位置，把每个元件焊接起来。焊接完成后，在实物板的电源正极和负极接入5V的稳压电源中，观察7段数码显示器的计数情况，连续地用手断开红外对管的接收和移开，观察数码管能否从00记到99。如果不能正确计数，要对实物电路进行调试，直到能够正确计数为止。

五：实验结果和分析。

如果根据理想设计，数码管每遇到一个上升沿就会触发加数一次，此原理是通过红外对管经过触发而电压变化，使74LS190计数器计数。但可能因为设计不够严谨而出现一些错误，数码管在上升沿和下降沿的情况下都能触发，这可能是因为一些线的连错或者是红外对管模块的设计不够合理，电阻的取值出现问题等等。

六：实验感想

通过本次试验，我对红外对管有了一定的认识，对整体的编码器和译码器的使用也有了一定的了解，在模块的组合和元件数据的使用也增加了认识。在不断地试验中，也学会了怎么更好地分析实验中遇到的一些实验错误和问题，同时也锻炼了自己的动手能力，而且也学会了在紧急情况下处理实验问题，锻炼自己的思维能力。

参考文献：模拟电子技术，数字电子技术，网上文献---