红外计数器的设计

红外计数器的设计

0引言

随着人们生活水平的不断提高，人们越来越追求人性化的事物，计数器是不可缺少的必需品。本文所设计的计数器采用红外线遮光方式，抗干扰性好，可靠性高,可用于测量宾馆、饭店、商场、超市、博物馆、展览观、车站、码头、银行等场所的人员数量及人员流通数量。该产品应用广泛，也可以测量流水线上的产品数量，以及可检查产品有无缺损。因此，研究计数器及扩大其应用，有着非常现实的意义。

1红外技术的介绍

红外技术的内容包含四个主要部分：红外辐射的性质，其中有受热物体所发射的辐射在光谱、强度和方向的分布；辐射在媒质中的传播特性--反射、折射、衍射和散射；热电效应和光电效应等。红外元件、部件的研制，包括辐射源、微型制冷器、红外窗口材料和滤光电等。把各种红外元件、部件构成系统的光学、电子学和精密机械的组成部分。红外技术在军事上和国民经济中有着广泛的应用。

红外技术有很多应用，例如在夜晚可以用看见物体的红外线来确定物体的位置;用一个红外线发射器和一个红外线接收器在生产上可以计算商品的数量；军事上可以用来防止敌人侵入,当红外线发射器和接收器被挡住,警报就会响;在医学上还可以查看人的病情等等。

红外线计数器分为对射式和反射式两种电路。对射式红外线是一个发射头和一个接收头在中间如有物件通过就遮挡一下光线，输出脉冲信号触发计数电路；反射式红外线是把发射头和接收头做在一块成为一个红外探头，当探头前有一个物件出现就把发射头的红外线反射给接收头，探头输出一个脉冲给计数器计数。

本文所设计的计数器是采用红外线遮光方式，利用红外对射管作计数传感器,当有物体通过时光被遮挡住,接收模块输出一个高电平脉冲,对此脉冲进行计数,就可实现对产品的统计。基于这种光电检测原理,配合组成集成电路,就可设计对射式红外线计数器。实践证明,该装置抗干扰能力强,

红外计数器的设计

Design of Infrared Counter

杨汉祥张琦

Yang Hanxiang Zhang Qi

(赣南师范学院物理与电子信息学院，江西赣州341000)

(School of Physics and Electronic Information Science,Gannan Teachers'College,Jiangxi Ganzhou341000)

摘要：计数器在人们日常生活中应用越来越多，已成为不可缺少的必需品。本文介绍了红外计数器的发展前景和现状，设计了一种由数字电路来实现的红外计数器，详细阐述了红外计数器的工作原理和构成，讨论了各模块的实现方法，并对它们进行了严格的理论逻辑推敲和实验测试，以达到设计要求。它可以解决计数中的增减问题，对任意流水线产品及来往客流自动计数。因此,研究红外计数器及扩大其应用，有着非常现实的意义。

关键词：自动计数；红外检测；8位数码管

中图分类号：TP368.4文献标识码：B文章编号：1671-4792-(2009)7-0187-04

Abstract:Counters are widely used in our daily life and gradually become a necessity.Here we introduce the current status and al-so the future of infrared counters,then present a design on top of digital circuit.And the working theory and construct are described and implementation of each module is discussed here.Strict logical reasoning and real experiments have approved each step is correct in the process which have fulfilled the design specifications.To summarize,infrared counters can solve increase/decrease problem in count-ing,such as automatic counting for industrial pipelining and traffic.Therefore,the study of infrared counter and expanding its applica-tions make very practical sense in above terms.

Keywords:Automatic Counting；Infrared Detection；8-bit Digital Tube

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科技广场2009.7

工作稳定,计数准确。2设计任务与要求

2.1设计任务

实现数字式光电计数器的功能，当用遮挡物按正方向(设定物体从电路板下方向上移动为正方向)挡住两红外线开关各一次，它就自动计数加一；当用遮挡物按负方向(设定物体从电路板上方向下移动为负方向)挡住两红外线开关各一次，它就自动计数减一，可实现0～99的计数显示。

2.2设计要求

该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，在电源输入端输入220V 电压，经稳压为5V 左右的电压，经过光电输入电路、计数脉冲形成电路、显示计数电路完成电路功能。3红外计数器的工作原理

红外计数器电路的工作原理是：该电路由光电输入电路、脉冲形成电路(U 1-U 8组成电压比较器)和计数与显示电路等组成，利用被检测物对光束的遮挡或反射，从而检测物体的有无。物体不限于金属，所有能遮挡或反射光线的物体均可被检测。红外对射管将输入电流在发射器上转换为光信号射出，接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。每当物件通过红外对射管中间一次，红外光被遮挡一次，光电接收管的输出电压发生一次变化，这个变化的电压信号通过放大和处理后，形成计数脉冲，去触发一个十进制计数器，便可实现对物件的计数统计[1]。红外计数器总体框图如图一所示：

4主体电路的设计

4.1电源电路的设计

4.1.17805稳压器的工作原理

稳压I C 型号中的78系列，

7805输出电压为正5V ，具有过热及调整管的保护电路，使用起来可靠、方便，而且价格便宜，可以用来做电路的稳压电源。焊接时要注意三端集成稳压电路的输入、

输出和接地端绝不能接错，否则容易烧坏。一般三端集成稳压电路的最小输入、输出电压差约为3V ，否则不能输出稳定的电压，7805输入端和输出端之间的电压差允许在3-13V ，即经变压器变压、二极管整流、电容器滤波后

的电压应比稳压值要高。

4.1.2电源电路

220V 交流电经过变压器降压成12V ，经过桥式整流器整流、

C 1滤波，成为约14V 直流电，再经三端稳压集成电路7805稳压，形成5V 稳定直流电，作为光电输入电路、脉冲形成电路(U

1-U 8组成电压比较器)和计数与显示电路的工作电源。电源电路如图二所示：

4.2光电输入电路的设计4.2.1红外对射管的工作原理

目前常用的红外线对射管是根据物体对近红外线光束的反射原理，利用被检测物对光束的遮挡或反射，由同步回路感应反射回来的光的强弱而检测物体的存在与否。光电传感器首先发出红外线光束到达或透过物体，物体或镜面对红外线光束进行反射，光电传感器接收反射回来的光束，根据光束的强弱判断物体的存在，多数光电开关选用的是波长接近可见光的红外线光波型。红外对射管的种类很多，有镜反射式光电开关、漫反射式、槽式、对射式、光纤式等。

4.2.2光电输入电路

红外对射管将输入电流在发射器上转换为光信号射出，接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。每当物件通过红外对射管中间一次，红外光被遮挡一次，光电接收管的输出电压发生一次变化，这个变化的电压

信号经过9014的放大并向计数脉冲形成电路输送信号。光

电输入电路如图三所示：

图一

光电数字显示电路框图图二

电源电路

图三

光电输入电路

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