光电计数器的设计..
光电计数器的设计
总结与展望光电计数器的设计摘要本系统采用的是以单片机STC89c52为核心的自动计数器。
采用反射式光电传感器，将红外发光管与光电接收管相邻安放，每当物体通过一次，红外光就被物体反射，光电接收管接收一次，光电接收管的输出电压就发生一次变化，这个变化的电压信号通过放大和处理后，形成计数脉冲，通过光电隔离耦合并行输入至STC89c52单片机的P1口，通过软件控制和键盘设定计数值并用LED加以显示，便可实现对物体的计数统计。
本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数码管显示，可适用于诸多行业，以满足现代生产、生活方式的需求。
所谓的光电式传感器是将光信号转化为电信号的一种传感器。
它的理论基础是光电效应。
这类效应大致可分为三类。
第一类是外光电效应，即在光照射下，能使电子逸出物体表面。
利用这种效应所做成的器件有真空光电管、光电倍增管等。
第二类是内光电效应，即在光线照射下，能使物质的电阻率改变。
这类器件包括各类半导体光敏电阻。
第三类是光生伏特效应，即在光线作用下，物体内产生电动势的现象，此电动势称为光生电动势。
这类器件包括光电池、光电晶体管等。
光电效应都是利用光电元件受光照后，电特性发生变化。
敏感的光波长是在可见光附近，包括红外波长和紫外波长。
市场上的光电计数器采用的光电传感器有摄像头、光电管等，采用的光的种类有普通光和激光，可见光和不可见光等。
光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成。
光电式传感器是以光电器件作为转换元件的传感器，光电检测方法具有精度高、应用快、非接触等优点，而可测参数多，光电传感器的结构简单，形式灵活多变因此，光电式传感器在检测和控制中应用非常广泛。
【关键词】计数器光电传感器单片机数码管调研报告1.1当今生活是信息时代,是获取信息和处理信息,以及信息应用的时代.传感信息与检测技术的重要性在于它是获得信息并对信息进行一定处理的基础技术,是获取信息和信息加工处理的重要手段之一。
光电计数器的设计与制作
10k
1 2
CLK E
7 MR
Q0 Q1 Q2 Q3
3 4 5 6
7 1 2 6
A B C D
3 4 5
LT BI LE/STB
QA QB QC QD QE QF QG
13 12 11 10 9 15 14
Байду номын сангаасU2
4511
9 10
CLK E
15 MR
Q0 Q1 Q2 Q3
11 12 13 14
7 1 2 6
光敏二极管、光敏三极管、光敏晶闸管
外形图
（3）主要特性： 光谱特性： 硅管峰值波长为0.9μm 锗管峰值波长为1.5μm
伏安特性： 光电特性：输出电流Ie和光照度Ee呈线性关系
温度特性：温度对输出电流影响小，由光照度决定 响应时间：二极管10-4s～10-6s、三极管10-3s～10-5s
光电式传感器应用
光电式传感器的组成： 光源、光学元件和光电元件组成光路
系统，再经转换电路而构成。
常用光源有： 白炽灯、发光二极管等
常用光学元件有： 反射镜、透镜、半透半反镜等
提问：1. 光电效应有哪些？这些光电效应对 应哪些光电元件？
2. 这些光电元件有哪些特点？分别适 用哪些场合？
一、光电式传感器的应用类型
热释电套件
热释电报警器
菲涅尔透 镜
设定按钮
高分贝喇叭
热释电报警器（续）
菲涅尔透镜
Φ 5mm 接插件
热释电报警器（续）
吸顶式 热释电报警器
热释电传感器应用
热释电传感器用于自动 亮灯，当然也可以用于防 盗
热释电传感器 的感应范围
热释电感应灯
光电计数器课程设计
目录1绪论 .............................................................................. 错误!未定义书签。
设计背景................................................................. 错误!未定义书签。
设计任务与要求错误!未定义书签。
2 相关原理分析 2单片机原理2555定时器原理2上拉电阻原理 33 系统总体方案的设计44 系统详细设计 4晶振电路设计 4电源电路设计 5复位电路设计 5光电管电路设计6显示电路设计 65 系统测试 7主要元器件7焊接元器件7系统测试注意事项8程序设计 86 收获与体会10参考文献 10附录一总体电路图11附录二元器件清单12光电计数器绪论设计背景数字式电子计数器有直观和计数精确的优点，目前已在各种行业中普遍使用。
数字式电子计数器有多种计数触发方式，它是由实际使用条件和环境决定的。
有采用机械方式的接触式触发的，有采用电子传感器的非接触式触发的，光电式传感器是其中之一，它是一种非接触式电子传感器。
这种计数器在工厂的生产流水线上作产品统计，有着其他计数器不可取代的优点。
该例光电触发式电子计数器只有两位数，但通过级联可以扩展为四位，甚至多位。
光电计数器是通过红外线发射和接收进行计数，有直射式和反射式两种，通常用于流水线作业工件计数。
直射式的发射、接收分体，发生器和接收器分别置于流水线两边，中间没有阻挡时发射器的红外线射到接收器，接收器收到发射来的红外线，经相反处理使之没有信号输出，有工件经过时挡住光路，接收机失去红外线信号的便输出一个脉冲信号到运算累加器进行计数。
发射式是发射、接收同体，置流水线一边，前面没有工件往下流时，发射器发出的红外线直接射出没有发射，接收器没有接收到反射来的红外线信号没有输出。
有工件经过时挡住光电路使发射器发出的红外线信号发射到接收器上，接收器接收到反射来的红外线信号便输出一个脉冲信号到运算累加器进行计数。
电子信息工程专业毕业论文--基于单片机的光电计数器的设计
基于单片机的光电计数器的设计摘要：近年来，随着工业发展和科学技术的创新，光电计数器技术越来越多的被应用到工业生产和生活中。
光电计数器采用光敏元件作为传感器，利用不同光强产生不同电平信号流进一步实现计数的原理，使得光电计数器现在广泛应用于工业生产线的计数。
本论文主要介绍了基于单片机AT89S51的软硬件设计过程，以及实现光电计数的工作原理和理论基础，实现了光电计数器基本的工作要求和性能指标，采用LCD显示技术显示计数结果。
本次光电计数器设计使用PCB板和LCD模块显示，因此电路结构简单清晰、焊接过程简单、电路稳定性好、操作难度小。
关键词：传感器；光电计数器；AT89S51Design based on single chip microcomputer photoelectric counterAbstract: in recent years, along with industrial development and the innovation of science and technology, photoelectric counter technology more and more applied to industrial production and life. Photoelectric counter using photosensitive element as the sensor, the use of different light intensity have different level signal flow to further realize the counting principle, makes the photoelectric counter now counts are widely used in industrial production line. This thesis mainly introduces the hardware and software design process, based on single chip microcomputer AT89S51 and photoelectric counting principle and theoretical basis of implementing the basic job requirements and performance indicators, photoelectric counter use LCD display technology to display the count result. The photoelectric counter design using the PCB and the LCD display module, so the circuit structure is simple and clear, the welding process simple, circuit stability is good, operation difficulty is small.Key words: sensor;Photoelectric counter; AT89S51目录1引言 (1)2任务要求 (2)3方案论证 (2)3.1两种方案的选择 (2)3.2方案的选择 (2)4 系统组成概述 (3)5 硬件系统各部分介绍 (3)5.1光电传感器 (3)5.2 AT89S51单片机 (4)5.2.1 AT89S51系列单片机的主要性能特点 (4)5.2.3 51系列单片机的基本组成 (5)5.2.4外接晶体引脚 (6)5.2.5 控制信号或与其它电源复用引脚 (6)5.3显示器件 (7)6 硬件电路设计 (8)6.1 最小系统 (8)6.1.1 电源电路 (8)6.1.2 复位电路 (8)6.1.3 晶振电路 (9)6.2 单片机控制电路 (10)6.3 显示电路 (10)7 系统软件设计 (11)8 结论 (13)参考文献 (13)致谢............................................................................................................................ 错误!未定义书签。
数显光电计数器的设计
数显光电计数器的设计摘要：本文介绍了数显光电技术器的设计方案，给出了具体的设计原理图。
通过原理图详细阐述了光电技术器各个小模块电路之间的工作原理。
关键词：光电计数译码数字显示数显式光电计数器主要包括：光电输入电路、脉冲形成电路、计数电路和显示电路。
1 光电输入电路该电路由红外发射管和光电三极管组成。
在该电路中，红外发光管9V直流电源通过R1的限流直接驱动。
光电三极管3DU12将发射管发送来的光信号转化为电信号，并进行一级放大后输出。
当光电三极管受光照射时，集电极输出低电平；光被隔断时，集电极输出高电平。
就是说，当一个物体从光电三极管与红外发光管之间通过时，光电三极管的输出管会输出一个正向的脉冲电压信号，作为信号输入。
2 脉冲形成电路该电路由两级电压比较器，光耦合器以及晶体管开关电路等组成。
电压比较器IC1A,IC1B由四电压比较器(LM339)组成，它的两个同相端作为比较基准端，并且被R3，R4分压后，作为比较器的参考电压为VDD/2，即4.5V。
该电路中，当接收光电管被物体遮挡后，输出高电平，通过两级电压比较器及光耦合器的变换使VT2截止，其输出高电平。
阻挡物通过后，VT2导通，其输出变为低电平。
这样，每当光电三极管被物体阻挡一次，VT2的输出端就会形成一个由低到高，再由高到低的过程。
这时开关管VT2的集电极就会输出一个脉冲电压，这个脉冲的下降沿就可作为计数器的计数脉冲输入计数器的下降沿计数脉冲输入端EN。
当物体从红外发射管与光电三极管之间一个个通过时，就会有一个个计数脉冲输入计数器，于是计数器就将通过的物体统计出来。
3 计数译码器和数码显示器计数器IC3为双BCD同步加计数器(CD4518)，该电路内包含两个结构相同的计数单元。
在该电路中，CD4518中的第一计数器用于个位数计数，当计数脉冲从EN端不断输入时，它的输出端IQ1～IQ4就会依次输出从0000～1001的二进制码。
这个二进制码通过译码器IC5的译码，就会在数码显示器上显示0～9的十个数字。
光电计数器设计报告
前言随着大规模、自动化的生产不断发展,很多企业在生产的过程中,大量使用各种智能化的产品,提高生产管理水平;采用红外线遮光方式的光电计数器,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、展览馆、车站、码头、银行等场所的人员数量及人员流通数量,同时丝毫不会侵犯到被测人员的个人隐私;该产品应用广泛,也可以测量流水线上的产品的数量,以及可检查产品有无缺损;适用于各种环境对产品的成品或者是半成品进行计数,以满足现代生产的适时管理和需要,实现了智能控制;本人根据了光电计数器的工作原理,再结合了刚学过的模拟电子技术、数字电子技术、光电传感技术等电子类专业知识,制作了一个简易的红外光电计数器,本课题设计是对自己所学知识的一个综合运用和检验;同时也是自己走向社会前对产品的制作工艺以及产品生产流程的了解;该电路的指导思想是利用红外发光管发射红外线,红外接收管接收此红外线,并将其放大、整流转换成高低电平信号,驱动计数器计数,并经译码驱动电路使数码管显示数值;该电路还设计了一个报警电路,当计数器计数到上限时即99时,产生一个进位脉冲来驱动555产生延时信号使蜂鸣器报警;由于本人经验不足,且实验器材精确度不高,故设计还有很多不足和缺陷,需做进一步的改进和完善;第一章设计内容及要求1.设计主要内容该设计以红外发射及接收管为主要元器件产生光电脉冲,该脉冲通过双十进制加法计数器计数,4-8译码器译码,7段数码显示管显示来实现系统0-99光电计数及显示;当计数到99时计数暂停并报警;启动清零开关可重新计数;2.设计要求设计主要包含基本和提高要求两层次基本要求：利用红外发射接收管作为光电计数器的传感器进行计数,用数码管显示计数值,当数码管显示值与设定值相同时报警,此外计数器停止计数,手动清除报警后可重新工作;提高要求：l发光器件和光接收器之间的距离大于lM提示：生于距离较远；需要增大发光二极管的电流,这种情况下只能采用脉冲供电方法,此时有物体和无物体其输出频率会产生变化;2有抗干扰技术,防止背景光和瓶子抖动产生计数误差3每计数100,用灯闪烁2S指示一下;第二章系统设计方案选择方案一图方案一电路原理设计图该电路采用遮光式红外管触发计数器计数,当计数器递增计时到99即定时时间到时,显示器上显示99,同时发出光电报警信号;译码显示电路由74LS48和共阴极七段LED显示器以及1K电阻排组成;报警电路主要由555定时器脉冲控制;秒脉冲发生器产生的信号是电路的时钟脉冲和定时标准,但本设计对此信号要求并不是太高;主要是利用555产生一个延时信号使蜂鸣器扬声报警,此时可按下复位开关是电路重新从00开始计数;方案二图方案二电路原理设计图方案比较1.光电转换部分方案一设计简单,原理清晰,对负载及红外信号的发射强度未予考虑;方案二红外接收管的负载能力得以提高,但实现光电脉冲对电阻及三极管的开关参数有一定的要求,红外接收管还会受到三极管作用下的外围负载影响,不易于实现标准的高低电平转化;2.计数显示部分由于两种方案在计数部分所用的芯片不同,因此在芯片的个数选择和各引角连接方面就存在明显的差异;其一74LS192多了清零端方便清零功能的实现;74LS190就需在置数端实现置数功能基础上做点改进,这里通过一双向开关实现硬件复位;其二是进制设置：74LS192采用的是S9=1001,74LS190采用的是S10=1010;都需要使用与非门实现置数,但是74LS192是同步置数,74LS190是异步置数,74LS192当一有进位信号时就开始置数,而74LS190置数信号有延迟;这是两者最主要的区别,也是方案设计选择前者的主要原因;3.译码部分都采用4输入8输出译码方式,实现功能相同,两者没有明显的优劣差异;4.显示部分都采用共阴极七断数码驱动显示管,此部分没有区别;5.报警设置若实现99报时,方案一设计更简单,直接从CO端引出报警信号,通过555定时器产生一定频率的脉冲驱动报警电路;方案二报警设计具有通用性,能设置0-99范围内任意数值显示时的报警,但设置报警数值时较为不便;考虑实际应用采用方案一;总上所述,方案一更简易、经济,更可行;图系统原理组成框图工作原理该计数器采用了遮光式红外发射与接收管来产生脉冲信号,当没有遮光物时,红外接收管产生低电平信号,再经过三极管信号放大反向后变为高电平信号,最后经过74LS14反向器又变为低电平,同理,当有遮光物挡住对管时,接收管产生高电平信号,在经过放大反向后,作用在74LS192计数器上一个高电平信号,这样就有一个正跳沿脉冲使计数器开始进行加计数,并且通过74LS48译码电路在两个共阴极数码管上显示计数值,计数部分采用了同步时序逻辑电路设计,当计数器递增计数到99即计数最大值时,两计数器开始同步置数,同时高位计数器产生进位脉冲信号驱动报警电路报警,报警电路采用的是NE555构成的多谐振荡器,振荡频率 f0=1/R1+2R2CLn2=R1+2R2C,其输出信号经三极管推动蜂鸣器工作;PR未控制信号,当PR为高电平时,多谐振荡器工作；反之,电路停振;此时可以用复位开关使其清零,当再有脉冲信号时,计数器又开始循环计数;第四章单元电路设计、参数计算、器件选择光电转换模块光电转换的电路见图由于发光二极管的工作电压大约在左右,工作电流大约在4mA到10mA左右,并且电源电压为5V,所以R3=/4mA~10mA=250Ω~625Ω,因此选择470的电阻作为发光管的限流电阻;三极管有放大作用,所以集电极的电流较大,所以要加一个阻值较大的电阻作为限流电阻,因此选择了10KΩ电阻;当接通电源的时候,红外发射管发光,红外接收管反向导通,相当于短路,所以A点的电压为低电平,基极电流降低,发射结的电压降低,所以发射结反向截止,根据三极管基极电压与集电极电压反向的特性,所以集电极电压为高电平,当一旦有东西遮在发光管和光敏三极管中间时,红外接收管正向截止,即A点电位为高电平,当之超过三极管的导通电压一般为硅管为,锗管为左右时,三极管就会导通,当基极电流继续增加时,三极管会饱和导通,此时三极管相当于工作在开关的闭合状态,发射极相当于直接接地,所以集电极输出为低电平;再经过一个反向器后变为高电平,这样就可以给后面计数器一个上升沿脉冲;使其触发开始工作;图光电转换电路计数显示模块4.2.1 数码管译码：编码的逆过程,即将输入代码“翻译”成特定的输出信号;译码器：实现译码功能的数字电路;七段数字显示器原理按内部连接数字显示器分为共阴极和共阳极两种（a）管脚排列图; b共阴极接线图; c 共阳级接线图图数码管内部电路4.2.2 显示译码器74LS48图 74LS48的管脚排列图和其逻辑符号图4.3 A 0 =0时,/ LT =1时,若七段均完好,显示字形是“8”,该输入端常用于检查74LS48显示器的好坏; 当 A 1=1时,译码器方可进行译码显示; 用来动态灭零,当A 2= 1时, 且A 3 =0, 输入A3A2A1A0=0000时,则/ I BR =0使数字符的各段熄灭； / LT为灭灯输入/灭灯输出,当 V CC =0时不管输入如何, 数码管不显示数字； 为控制低位灭零信号,当A 3=1时, 说明本位处于显示状态;若 A 3 =0, 且低位为零, 则低位零被熄灭;图 译码显示电路 根据设计要求由于数码管是由发光二极管构成的,所以要在译码器与数码管之间加1K 的电阻保护,因为选择的是共阴的数码管,数码管的两个公共端与地端相接;4.2.3 十进制计数器74LS19274LS192是双时钟方式的十进制可逆计数器; CPU 为加计数时钟输入端,CPD 为减计数时钟输入端;LD 为预置输入控制端,异步预置;CR 为复位输入端,高电平有效,异步清除;CO 为进位输出：1001状态后负脉冲输出, BO 为借位输出：0000状态后负脉冲输出;图 a74ls192引脚图 b74LS192逻辑符号图表 74LS192的真值表工作原理：当LD =1,CR=0时,若时钟脉冲加入到U CP 端,且D CP =1,则计数器在预置数的基础上完成加计数功能,当加计数到9时,CO 端发出进位下跳脉冲；若时钟脉冲加入到D CP 端,且U CP =1,则计数器在预置数的基础上完成减计数功能,当减计数到0时,BO 端发出借位下跳变脉冲;由74LS192组成的一百进制递加计数器如下图,其预置数为N=1001 10018421BCD=99;它的计数原理是：只有当低位CO 端发出进位脉冲时,高位计数器才作加计数;当高、低位计数器处于99,且置数端LD =0,计数器完成并行置数,此计数器的置数值为99,当置数到99时可用复位端使其清零,在U CP 端的输入时钟脉冲作用下,计数器再次进入下一循环加计数;图 计数器计数置位部分声光报警模块由555定时器和三极管构成的报警电路如图所示;其中,555构成多谐振荡器,振荡频率 f0=1/R1+2R2CLn2=R1+2R2C,其输出信号经三极管推动扬声器;PR 未控制信号,当PR 为高电平时,多谐振荡器工作；反之,电路停振;图 报警工作电路555电路的工作原理555电路的内部电路方框图如图所示;它含有两个电压比较器,一个基本RS 触发器,一个放电开关管T,比较器的参考电压由三只 5K Ω的电阻器构成的分压器提供;它们分别使高电平比较器A 1 的同相输入端和低电平比较器A 2的反相输入端的参考电平为CC V 32和CC V 31;A 1与A 2的输出端控制RS 触发器状态和放电管开关状态;当输入信号自6脚,即高电平触发输入并超过参考电平CC V 32时,触发器复位,555的输出端3脚输出低电平,同时放电开关管导通；当输入信号自2脚输入并低于CC V 31时,触发器置位,555的3脚输出高电平,同时放电开关管截止;D R 是复位端4脚,当D R ＝0,555输出低电平;平时D R 端开路或接V CC ,V C 是控制电压端5脚,平时输出CC V 32作为比较器A 1 的参考电平,当5脚外接一个输入电压,即改变了比较器的参考电平,从而实现对输出的另一种控制,在不接外加电压时,通常接一个μf 的电容器到地,起滤波作用,以消除外来的干扰,以确保参考电平的稳定;T 为放电管,当T 导通时,将给接于脚7的电容器提供低阻放电通路;图 555电路的内部电路方框图本电路由555定时器和外接元件R 1、R 2、C 构成多谐振荡器,脚2与脚6直接相连;电路没有稳态,仅存在两个暂稳态,电路亦不需要外加触发信号,利用电源通过R 1、R 2向C 充电,以及C 通过R 2向放电端 C t 放电,使电路产生振荡;电容C 在CC V 31和CC V 32之间充电和放电,其波形如图b 所示;输出信号的时间参数是T ＝t w1＋t w2, t w1＝R 1＋R 2C, t w2＝2C 555电路要求R 1 与R 2 均应大于或等于1K Ω ,但R 1＋R 2应小于或等于Ω;图 多谐振荡器结构及工作电压波形第五章 实验、调试及测试结果与分析·调试电路板焊接好后,先不能急着通电,先要检查硬件线路,其步骤如下：1检查连线是否正确根据电路原理图连线,按一定顺序一一检查安装好线路,这样可以比较容易查出错线或少线;为了防止出错,对于已查过的线路在电路图上做出标记 ;2元器件的安装情况检查元器件引脚之间有无短路；连接处有无接触不良,有无虚焊,假焊情况；二极管的极性和集成元件的引脚是否连接有误;这样检查无误后就开始通电,通电后发现十位数码管中e 极二极管不亮,找出其连接译码器的15脚,发现是虚焊了,重新焊了下,通上电数码管正常工作;当我们把遮光物放在对管再抽出的过程中,数码管没变化,还是显示00,通过用数字万用表检测后,发现红外接收管内阻很大,已经烧坏了,可能是在焊接的过程中,温度过高散热不当所致,后又换了个红外接收管;当再次通电后,在用同样的方法发现数码管还是不计数,我们用万用表检查了以下,发现当没有遮住红外管时,红外接收管的电压为本应该在左右,当遮住了红外管后,电压变为,总结下低电平电压过高,不能使反向器反向,也就不能使计数器计数,我们把红外管对折后重新焊接,在通上电,这次把电源电压改小了,改为原来是,结果板子正常工作了,能实现00-99计数了,而且比较稳定;结果与分析通过调试以后,电路板可以按照预定的要求实现功能;刚开始通电,数码管显示00,当有遮光物挡住又拔出时,计数器进行加1,这样能完成00—99计数,通过检测我们发现红外管需要对折焊接后才会更加灵敏,这样才能使脉冲信号更加稳定,计数更准确,还有板子的工作电压要调好,不能过高也不能太低,要让板子能正常工作即可,在焊接时一定注意温度控制好,可以先把一些敏感元件引脚留长些,这样可以方便散热,以免烧坏元件;总结为期一周的电子课题设计终于落下帷幕了,我和我的搭档经过这一周的辛苦努力,终于得到了收获,完成了我们的电子设计---光电计数器;因为以前动手很少,对做电子线路板经验不足,所以刚开始有点不知所措,但我们没有放弃这次难得的动手机会,通过查阅相关资料,把原理图画好,经过仿真确定其可行性,然后就开始焊接电路板,在焊接电路板的过程中,我们从中发现了许多问题,也遇到了不少难题,不过我们没有退却,在指导老师的帮助下,把问题给逐一解决了,而且在动手操作的过程中,也领悟到了许多焊接技巧,方法,增强了实践动手能力,当我和搭档把电路板成功焊接完成后,非常兴奋,很有成就感,更增加了我们以后动手操作的信心,在后期调试过程中,通过数字万用表,示波器等相关测量工具获得了计数器的一些工作参数,在结合实验现象和结果分析,更加懂得了该光电计数器的工作原理;感谢学校给我们提供了这次宝贵的动手实践机会,通过动手操作,我们学到了许多书本上没有的知识,而且更加巩固了所学知识,真正做到了所学即所用;经过这次电子设计,我从中收获了很多,更加懂得了理论联系实际的重要性,让我们对电子设计这门科目有了更深一层次的了解;我相信我能在以后的电子设计中做的更好,会有更多新的发现;参考文献1 梁宗善. 电子技术基础与课程设计.华东理工大学出版社. 1994.2 郁汉琪. 数字电子技术实验及课题设计.高等教育出版社.3 梁廷贵、王裕琛.译码器编码器数据选择器电子开关电源分册.科学技术文献出版社.4 杨志忠、卫桦林. 数字电子技术. 高等教育出版社.5 杜虎林.数字万用表使用测量技法与故障检修.人民邮电出版社.6 吴运昌.模拟集成电路原理与应用.华南理工大学出版社.7 黄智伟. 全国大学生电子设计竞赛技能训练.北京航空航天大学出版社.8 刘守义.数字电子技术基础.清华大学出版社.附录1电路原理总图附录2电路元器清单。
毕业论文光电计数器设计及制作
目录摘要 (2)第一章光电转换部分 (5)§1。
1光源的基本特性和选择 (5)1。
1。
1热辐射光源 (5)1。
1.2气体放电光源 (5)1.1。
3固体发光光源 (5)1。
1.4激光器 (6)§1。
2 光电探测器 (7)1。
2.1光伏探测器的原理 (7)1。
2.2光伏探测器的特性 (9)1.2.3 快速硅PIN光电二极管 (10)§1.3 光电信号输出 (11)第二章计数电路 (12)§2。
1 十进制计数电路设计 (12)§2.2 显示译码电路设计 (13)§2.3 数码显示 (14)第三章光电计数器电路的安装及改进 (16)§3.1 器件准备 (16)3.1。
1 器件清单表 (16)3。
1.2 其它使用的仪器： (16)§3。
2 电路连接 (16)3。
2.1 光电部分 (16)3.2。
2 计数部分 (17)3.2。
3 显示译码部分 (17)3.2.4 显示部分 (18)§3.3 电路分步测试 (18)3。
3.1 光电二极管的测试 (18)3。
3.2 555定时器的测试 (18)3。
3.3 计数电路的测试 (18)3.3。
4显示电路的测试 (19)§3.4 电路总体调试 (19)§3.5 光电转换电路改进 (19)3。
5.1阻抗匹配改进 (19)3。
5。
2 光电计数器适用性改进 (21)参考文献 (23)致谢 ................................................. 错误!未定义书签。
摘要数字式计数器因为其有使用方便，计数精确，显示直观等优点，被广泛应用于各行业生产线上的物件计数。
本论文利用光电二极管接收激光光源发射的光信号，并通过数字计数与显示电路设计了一种光电计数器。
当物件从光电二极管与激光器之间通过时会对光束进行遮挡，光电二极管的电压发生变化。
光电计数器
功耗小或输入电阻大，或抗干 扰容限大，或高低电平一致性
好
普通CMOS 高速CMOS
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２．阻容元件的选择 电阻的选择：
（１）频率不高并需要一定功率时可用线绕 电阻器（如右图）。
（２）高频电路中要选用分布参数很小 的非线绕电阻器（如右图）。
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十、参考文献
[1]高吉祥．电子技术基础实验与课程设计．北京：电子工业出版社 ，2002年．
[2]彭介华．电子技术课程设计指导．北京：高等教育出版社 ，1997年．
[3]毕满清．电子技术实验与课程设计．北京：机械工业出版社 ，2001年
（４）方案二主要参考元器件 红外发送接收器件、可编程逻辑器件、数码管、
发光二极管等。
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26 26
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九、调试
调试过程是发现错误、改正错误的过程。能够越早地发现 错误，纠正它的代价就越小。错误可以分为：系统方案错误； 系统设计错误；系统实现错误。
系统方案错误是致命的，如果在制作后期才发现它，几乎就 没有挽救的办法。
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１.方案一
(1) 方案一电路系统框图
光源
光接收
信号处理
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计数显示
图1 方案一电路系统框图
17 17
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（２）方案一工作原理
在实际的啤酒等灌装生产线上，当瓶子从光源和光接收器 之间通过时，通过光电转换将光的变化转换成输出电压的变化 ，把输出电压的变化转换成计数脉冲后，就可以实现自动计数 。
毕业论文光电计数器设计及制作
毕业论文光电计数器设计及制作光电计数器是一种常见的数字传感器，可以通过光电元件对光强度进行测量，并将得到的信号转换成数字信号进行计数。
本文将介绍光电计数器的设计和制作过程。
一、原理介绍光电计数器的基本原理是利用光敏元件（比如光敏二极管）和计数器芯片（比如74LS76）实现对光强的测量和数字计数。
具体流程如下：1. 光敏元件接收光信号，将光信号转化为电信号。
这里我们使用光敏二极管，通过照射它来产生电流（或电压）信号。
2. 信号放大。
由于光敏二极管产生的电流信号非常微弱，需要经过一个放大器进行放大，通过构建像素放大器来对信号进行放大。
3. 信号滤波处理。
由于光信号中包含噪声，在进行信号测量之前需要对信号进行滤波处理，通常可以采用低通滤波器来消除高频噪声。
4. 数字计数。
将上述处理之后的信号输入74LS76芯片进行数字计数，可以实现对光信号的计数。
其中，74LS76是一款可同步74LS系列预置式双稳态计数器，包含两个独立恒压源的JK触发器。
二、设计过程1. 光敏元件的选择。
在本设计中，我们选择了光敏二极管作为光敏元件，其灵敏度较高，响应速度较快，此外成本也相对较低。
需要注意选择合适的工作波长（根据不同应用场景的光源波长进行选择）。
2. 像素放大器的设计。
为了放大光敏二极管产生的微弱信号，我们需要构建一个像素放大器。
放大器的主要部件包括一个放大电路和一个反馈电路。
电路设计采用了双运算放大器，具备高增益、高输入阻抗和低噪声等特点。
反馈电路采用了电压跟随器结构，能够实现电压放大，同时对电压进行平滑处理，起到滤波作用。
3. 滤波器设计。
为了消除光信号中的高频噪声，我们采用了一级低通滤波器。
该低通滤波器采用R-C串联结构，通过改变电容的大小可以调节滤波器的截止频率。
4. 计数器的选择。
在本设计中，我们选择了74LS76芯片作为计数器。
这款芯片具有高速、低功耗、低成本的特点，可以满足光电计数器的计数要求。
三、制作过程1. 光电元件的连接。
光电检测技术课程设计流水线光电计数器的设计
光电检测技术课程设计流水线光电计数器的设计仪器科学与工程学院组长：组员：目录1引言 (2)2 设计内容及要求 (2)2.1基本内容 (2)2．2提高要求 (2)3 光电计数器的系统设计 (3)3.1系统硬件设计 (3)3.1．1各模块组成 (4)3.1.2系统总电路图 (7)3.2软件程序设计 (8)4结束语 (11)参考文献 (11)流水线光电计数器的设计摘要：本系统采用的是以单片机AT89C52为核心的自动计数器。
将红外发光管与光电接收管相对放置，每当物体通过一次，光电接收管的输出电压就发生一次变化，这个变化的电压信号通过放大和处理后，输入至单片机AT89C52的P3.2口，通过软件控制并以LED加以显示，便可以实现对物体的计数统计。
本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数码管显示，可适用于诸多行业。
关键词：自动计数器，计数触发，光电式传感器The design of photoelectric counterKey words：automatic counters, counting trigger, photoelectric sensor1 引言21世纪是信息时代，获取信息，处理信息，运用信息。
传感与检测技术的重要性在于它是获得信息并对信息进行必要处理的基础技术，是获取信息和处理加工信息的手段，无法获取信息则无法运用信息。
在啤酒、汽水和罐头等灌装生产线上，常常需要对随传送带传送到包装处的成品瓶进行自动计数，以便统计产量或为计算机管理系统提供数据。
而数字式电子计数器有直观和计数精确的优点，目前已在各种行业中普遍使用。
数字式电子计数器有多种计数触发方式，它是由实际使用条件和环境决定的，通常分为接触式计数器和非接触式计数器两种。
本次设计的光电计数器为非接触式计数器中的一种。
光电式传感器是将光信号转化为电信号的一种传感器。
它的理论基础是光电效应。
这类效应大致可分为三类。
第一类是外光电效应，即在光照射下，能使电子逸出物体表面。
光电计数器课程设计
电子技术课程设计报告书课题名称 光 电 计 数 器 姓 名黎成芙学 号 0812402-32 院、系、部 物理与电信工程系专 业 通信工程 指导教师蒋冬初2010年01月 10日※※※※※※※※※ ※※※※※※※※2008级学生通信工程电子技术课程设计光电计数器的设计1 设计目的（1）熟悉简单IC集成电路的设计方法。
（2）掌握部分芯片的逻辑功能及使用方法。
（3）掌握Multisim10.0的使用（4）了解光电计数器的组成及工作原理。
2 设计思路光电计数器的工作原理为：首先，控制电源开关打开。
物品从发光二极管与光电三极管之间通过。
产生光电流，然后由施密特触发器进行整型后，形成脉冲计数电压。
输出给倍率可调电路。
通过调节后的电压经过译码电路译码后，然后由译码电路显示。
若计数已经达到一定数量时。
由控制信号，控制停止或驱动传动带进行下一次的计数。
(扩展部分）设计思路如下图1。
图13 设计过程3.1单元电路设计（1）8421码递减计数器计数器选用中规模集成电路74LS192进行设计较为简便，74LS192是十进制可编程同步加/减计数器，它采用8421码二—十进制编码的，并具有直接清零、置数、加/减计数功能。
图中4、5脚分别是加计数、减计数的时钟脉冲输入端，11脚是异步并行置数控制端，12、13脚分别是进位、借位输出端，14脚是异步清除端，15、1、10、9脚是并行数据输入端，3、2、6、7脚是输出端。
74LS192的引脚排列及逻辑符号如图2。
（a）引脚排列 (b) 逻辑符号图2图中： P0、P1、P2、P3为计数器输入端，为清除端，Q0、Q1、Q2、Q3为数据输出端。
其功能表如下：输入输出MR P3P2P1P0Q3Q2Q1Q01×××××××0000×d c b a d c b a00×01××××加计数1011××××减计数3. 2电路设计光电计数器电路如图3所示。
光电计数器的设计
课程设计说明书课程设计名称：数字电路课程设计课程设计题目：光电计数器的设计学院名称：信息工程学院专业：班级：学号：姓名：评分：教师：20 11 年 9 月 5 日数字电路课程设计任务书20 11 －20 12 学年第 1 学期第 1 周－ 2 周题目光电计数器的设计内容及要求1.利用发光二极管和光敏三极管作为光电计数器的传感器进行计数，用数码管显示计数值，当数码管显示值与设定值相同时报警，此外计数器停止计数，手动清除报警后可重新工作。
2.每计数100，用灯闪烁2S指示一下进度安排1.布置任务，查阅资料，选择方案，领实验仪器： 2天2.仿真，画PCB线路板图： 2天3.领元器件，焊接，制作： 3天4.调试： 2天5.验收： 0.5天学生姓名：指导时间：2011年9月1日-2011年9月9日指导地点：任务下达2011 年 9月 1日任务完成2011 年 9 月 9日考核方式 1.评阅□ 2.答辩□ 3.实际操作□ 4.其它□指导教师系（部）主任注：1、此表一组一表二份，课程设计小组组长一份；任课教师授课时自带一份备查。
2、课程设计结束后与“课程设计小结”、“学生成绩单”一并交院教务存档。
光电计数器的设计可以对某项物件进行计数，计数物件速度可慢，可快，在实际生产生活中具有广泛的应用，对通过的物体进行计数，在生产流水线包装数量控制等领域的应用，既能节省劳动力有能高效地完成任务，其次它也是光电技术的基础。
在光电计数部分我们考虑到脉冲信号的稳定度、方便检测是否能够产生脉冲信号，因此在电压比较器和NE555之间我们选择了NE555，又要利用遮断式红外控制原理对通过的物件计数，为了感应良好，我们使红外发光管与光电接收管相对安放，同时为避免自然光线干扰引起的误计数，同时因实验室条件有限，在光电计数器工作时尽可能的让房间里没有自然光照射进来。
本计数器可实现0～99的计数显示。
每当物件通过一次，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。
光电计数器课课程设计
光电计数器课课程设计一、教学目标本章节的教学目标是使学生掌握光电计数器的基本原理和操作方法，培养学生运用光电计数器进行数据采集和分析的能力。
具体目标如下：1.知识目标：–了解光电计数器的工作原理；–掌握光电计数器的结构及其各部分功能；–理解光电计数器在实际应用中的重要性。
2.技能目标：–能够正确操作光电计数器进行数据采集；–能够对光电计数器采集的数据进行处理和分析；–能够运用光电计数器解决实际问题。
3.情感态度价值观目标：–培养学生对光电技术的兴趣，激发学生探索科学的热情；–培养学生合作意识，提高学生团队协作能力；–使学生认识到光电计数器在现代科技领域的重要地位，培养学生的创新精神。
二、教学内容本章节的教学内容主要包括光电计数器的工作原理、结构及其在实际应用中的基本操作。
教学大纲如下：1.光电计数器的工作原理：介绍光电计数器的工作原理，使学生了解光电计数器是如何实现计数的。
2.光电计数器的结构：讲解光电计数器的各个部分及其功能，使学生能够认识并区分各个部分。
3.光电计数器的操作方法：演示光电计数器的操作步骤，引导学生动手实践，掌握操作方法。
4.光电计数器在实际应用中的案例分析：通过实际案例，使学生了解光电计数器在生产、科研等领域的应用，培养学生运用知识解决实际问题的能力。
三、教学方法为了提高教学效果，本章节将采用以下教学方法：1.讲授法：讲解光电计数器的工作原理、结构及其操作方法，使学生掌握基本知识。
2.实验法：安排实验环节，让学生动手操作光电计数器，加深对知识的理解和记忆。
3.案例分析法：通过分析实际案例，使学生了解光电计数器的应用，提高学生的实践能力。
4.讨论法：学生进行分组讨论，培养学生的合作意识和团队协作能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，本章节将准备以下教学资源：1.教材：选用符合教学大纲的教材，为学生提供系统、科学的学习材料。
2.参考书：提供相关参考书籍，丰富学生的知识体系。
光电计数器的设计
光电计数器的设计摘要：采用了光源与计数器分离设计的方法，设计了一种光电感应计数器。
光源采用红外点光源，计数器部分由接收电路、电压放大整形电路、光电耦合器、CD4518等组成，经过译码器的译码，最后通过显示器显示计数结果。
其电路简单、可靠，可以实现0—99的计数显示。
关键词：光电；计数器；整形电路光电技术是光子技术与电子技术相结合而形成的一门技术，已渗透到许多科学领域。
主要研究光与物质中电子相互作用及其能量相互转换的相关技术，以光源激光化，传输波导化、手段电子化、现代电子学中的理论模式和电子学处理方法光学化为特性，是一门新兴的综合性交叉学科。
光电计数器广泛应用于工业生产、实时监测、自动化控制等领域。
本文设计的光电计数器克服了传统的采用机械式计数或反射式计数带来的不足，不仅适合原来传统计数器所适用的场合，同时对传统的计数器也是一个很好的换代产品，特别是对于那些采用人工式计数的场所，也是一个很好的换代产品。
一般的光电计数器采用红外感应器件，或者光电对射器件，其计数范围发散，不适合体积大的固件计数。
该计数器成本低，价格便宜，性能可靠，稳定性高，抗干扰能力强， 计数方向明确，也可对大体积固件计数，能够满足现代生产和生活的需要。
1光电计数器系统的结构组成系统电路主要由接收电路、信号放大电路、波形整形电路、计数器、译码器、显示器、控制电路等组成。
原理框图如图1所示。
（1）接收电路：由于光电计数器的目的是对光信号进行计数，所以接收电路的主要任务是接收光信号，然后转换成电信号，通过所接负载转换成电压信号输出。
该电路用红外发光二极管和光电三极管组成。
（2）信号放大电路：由于光经过光电三极管产生的电信号很微弱，不能使后面的波形整形电路及计数器正常工作，所以要经过放大电路放大到一定程度才可以使后面的电路正常工作。
（3）波形整形电路：波形整形电路是通过一个电压比较器将正弦波、三角波等转换成高低电平。
基于计数器工作时钟脉冲需要高低相间的电平，然而，经过光电三极管又经放大的电压信号是正弦曲线，所以电压比较器在此的作用非常重要。
光电计数器
二、设计要求：1、设计光电计数器，要求使用红外发光二极管、红外接收管，实现计数功能；2、发光器件和接收器件之间的距离大于1m；3、有抗干扰技术，防止由于抖动产生的误计数；4、每计数100，用等闪烁2s指示一下；5、LED数码管显示计数值。
方案二：采用单片机编程实现利用单片机外部中断方式，当光电转换电路检测到外界有物体移动时，输出由高电平变为低电平。
将这一负跳变信号传送给单片机可使其产生一次外部中断，进而执行中断中的指令，由中断服务程序控制计数，LED灯闪烁程序流程图如下图所示：方案比较： 方案一采用组合与时序逻辑电路,采用模块化方法设计电路图，易于实现对电路的检查，且制作成本较低。
但其运用了较多的模拟器件，比较容易受到外界的影响。
方案二运用单片机编程，可降低设计电路的周期，具有很高的精确性。
综合考虑后，我决定采用了方案一完成本次课程设计，系统的原理框图如图1所示。
图 1 系统电路原理图具体各部分电路图如下文所述。
五、具体实现：总电路图如下：1、电源部分：采用5V电源直接驱动。
2、光电转换部分：红外对管和R1，R2组成的光电检测电路，负责把被检测的数量转换成电压脉冲信号。
工作时红外发光管发出的红外光线投射到光敏三极管上，光敏三极管导通，集电极输出低电平；当红外光线被检测物遮断时，光敏三极管截止，集电极输出高电平。
遮断一次输出一个脉冲，因此脉冲的个数就是被检测物的数量红外对管中红外发光管的正向电流为50mA，在环境温度为25°C时，它的最大耗散功率100mW，正向压降1.5V。
当环境温度上升时，允许的正向工作电流还要减小。
为了留有一定的欲量，取它的工作电流为20mA。
则R1=mA VV 205.15-=175 ῼ取R1=200ῼ，其中5V是电源电压，1.5V是红外发光管的正向压降。
根据红外对管的计数手册可知：使红外发光管的正向电流为20mA,当有遮挡时，光敏三极管Iceo=100nA；无遮挡时，光敏三极管的Ic=0.7mA.为了使光敏三极管能工作在开关状态，则R2=mA VV7.04.05-=6.7Kῼ取R2=10Kῼ，其中5V是电源电压，0.4V是光敏三极管的饱和压降。
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课程设计说明书课程设计名称：数字电子技术基础课程设计题目：学院名称：专业：班级：学号：姓名：评分：教师：20 年月数字电路课程设计任务书13 － 14 学年第 1学期第 2 周－ 3 周题目光电计数器的设计内容及要求〖基本要求〗利用发光二极管和光敏三极管作为光电计数器的传感器进行计数，用数码管显示计数值，当数码管显示值与设定值相同时报警，此外计数器停止计数，手动清除报警后可重新工作。
〖提高要求〗l)发光器件和光接收器之间的距离大于lM(提示：若距离较远可增大发光二极管的电流，这种情况下只能采用脉冲供电方法，此时有物体和无物体其输出频率会产生变化2)有抗干扰技术，防止背景光和瓶子抖动产生计数误差3每计数100，用灯闪烁2S指示一下进度安排1. 仿真、画PCB线路板图、领元器件：2天2. 制作、焊接：2天3．调试：3天3. 验收：1天4. 提交报告：13-14学年第一学期3～7周学生姓名：指导时间：第2～3周指导地点：任务下达 13年 9 月 7 日任务完成年月日考核方式 1.评阅□√ 2.答辩□√ 3.实际操作□√ 4.其它□指导教师系（部）主任注：1、此表一组一表二份，课程设计小组组长一份；任课教师授课时自带一份备查。
2、课程设计结束后与“课程设计小结”、“学生成绩单”一并交院教务存档。
摘要光电计数器的设计可对物件计数，计数物件速度可慢、可快，它在生产流水线包装数量控制等领域广泛应用，既节省劳动力又高效地完成任务。
设计采用模数结合电路。
电路主要分为信号采集电路、两位十进制计数电路、数码显示电路、报警电路四个模块，分别实现对通过光电门的物体感应，计数，显示，报警。
当计数达到预设数目后，停止计数并报警，可手动清除报警。
关键词：计数感应报警目录前言 (1)第一章设计要求 (2)1.1 基本要求 (2)1.2 提高要求 (2)第二章系统组成及方案设计 (3)2.1 系统组成 (3)2.1 方案一 (3)2.2 方案二 (4)2.3 方案比较与选择 (4)第三章单元电路的工作原理 (5)3.1 光电转换电路 (5)3.2 计数电路 (5)3.3 报警电路 (7)3.4 电路仿真 (9)第四章组装、调试及测试结果与分析 (10)4.1 焊接是特别要注意的几点： (10)4.2 调试与测试结果 (10)4.2.1 调试的步骤 (10)4.2.2 调试中的问题 (10)4.2.3 结果 (11)第五章总结 (12)参考文献 (13)附录一元件清单 (14)附录二总电路图 (15)附录三方案一原理图 (16)附录三电路仿真图 (17)前言21世纪是信息时代，是获取信息，处理信息，运用信息的时代。
传感器是获取信息并对信息进行必要处理的基础技术，是获取信息和处理加工信息的手段，无法获取信息则无法运用信息。
基于光电效应的传感器，光电式传感器在受到可见光照射后即产生光电效应，将光信号转换成电信号输出。
它除能测量光强之外，还能利用光线的透射、遮挡、反射、干涉等测量多种物理量，如尺寸、位移、速度、温度等，因而光电式传感器是一种应用极广泛的重要敏感器件。
光电计数器的设计是一种比较初级的利用光电传感器发出信号脉冲进行计数的一种简单光电系统。
光电计数器可完成小型的计数功能，可应用于小教室和小餐厅等小容量的场所，进行相应的计数功能，具有很大的实用价值。
工业生产中常常需要自动统计产品的数量，计数器在这里有其用武之地。
数字式电子计数器有直观和计数精确的优点，目前已在各种行业中普遍使用。
数字式电子计数器有多种计数触发方式，它是由实际使用条件和环境决定的，通常分为接触式计数器和非接触式计数器两种。
本次设计的光电计数器为非接触式计数器中的一种。
在该光电计数器中，计数的过程其实是获取脉冲源的过程，首先遮挡物遮挡光电传感器产生一下降沿，拿掉遮挡物产生一个上升沿，使计数器得到一个脉冲进行计数。
之后计数器输出一个信号输入到译码器中，由译码器控制数码管的显示，数码管最大显示99。
计数范围为一百，可以预设计数数目，当计数达到设定后，停止计数并报警，可手动解除报警。
整个电路的设计先借助于仿真软件proteus仿真，得到了预期的结果，而后依据仿真图在实验室焊接、调试，实现了预定的功能。
1第一章设计要求1.1 基本要求利用发光二极管和光敏三极管作为光电计数器的传感器进行计数，用数码管显示计数值，当数码管显示值与设定值相同时报警，此外计数器停止计数，手动清除报警后可重新工作。
1.2 提高要求l)发光器件和光接收器之间的距离大于lM(提示：生于距离较远；需要增大发光二极管的电流，这种情况下只能采用脉冲供电方法，此时有物体和无物体其输出频率会产生变化2)有抗干扰技术，防止背景光和瓶子抖动产生计数误差3)每计数100，用灯闪烁2S指示一下2第二章系统组成及方案设计根据设计要求，方案的设计与制作过程都分为三个部分：产生脉冲源、两位十进制计数、报警。
2.1系统组成本电路设计的系统框图如图3.1所示。
图3.1系统设计原理框图2.1方案一第一部分：产生脉冲源。
根据设计要求利用发光二极管和光敏三极管产生光电转换信号，并经过555单稳电路输出稳定的脉冲源。
第二部分：两位十进制计数。
利用CD4518芯片进行串行计数，将设计的低位输出的4Q接高位的使能端，使得CD4518芯片的两位十进制输出端位有高低之分，再用CD4511芯片译码，将译码结果输出给共阴数码管。
同时通过CD4511芯片的LE锁存控制端，使译码器的输出在99的时候停止。
而用CD4518芯片的1引脚CK端进行清零操作。
第三部分：报警，使用NE555芯片多稳震荡电路。
将NE555芯片的4引脚当做电路的开启端，当4为高时，芯片开始工作，此时NE555与外围电路构成多谐振荡，实现发光LED的闪烁，蜂鸣器报警的作用。
32.2方案二第一部分：产生脉冲源。
询问老师并查阅资料后，发现光电转换电路产生的下降、上升沿比较稳定，所以在这个方案中直接采用光电转换电路产生脉冲源。
第二部分：两位十进制计数。
在这个方案中，使用74LS160进行编码，并通过他的引脚1实现清零的操作，引脚10实现锁存功能。
再经过74LS47译码给共阳数码管，实现从00—99的计数。
第三部分：报警功能。
这部分电路与方案一的设计相同。
通过NE555芯片与外围电路构成多谐振荡，实现发光LED的闪烁，蜂鸣器报警的作用。
2.3方案比较与选择方案一虽然比方案二实现起来更稳定一些，但这这是一个小实验，使用方案一会使简单问题复杂化，有些部分不需要也可以达到实验效果，而且方案二也比方案一更经济实用，总体来讲方案二比方案一的元器件少一些，焊起电路来会更方便一些，分析实验时也会更有效简洁，更主要的是在学科设计中接触74LS160芯片比较多，对其功能比较了解，所以最后决定用方案二来完成实际电路。
4第三章单元电路的工作原理3.1光电转换电路发光器件（例如LED）的输出光强于与通过其工作电流成正比，发光侧与接收侧的距离越大时，要求输出光强也越强，即要求工作电流越大。
一般LED的工作电流约为10—50mA，因此为了提高传送距离，必须提高LED的工作电流。
无遮挡物挡光时，输出一个高电平，产生一个上升沿；有遮挡物挡光时，输出一个低电平，产生一个下降沿。
根据此原理可向计数电路输送其所需脉冲。
图3.2 光电转换电路发光二极管的正常工作压降大约是1.2V，电流大约是20mA，从而可以估算出限流电阻大约是200Ω，光敏三极管在无光照射下，电阻可达数兆欧姆，有足够的光照时，电阻降到几千欧姆，因此其分压电阻可以取几十到几百千欧，具体需根据实际情况调整，这里采用了典型值33kΩ。
3.2计数电路计数电路主要采用计数器统计信号采集电路输出的脉冲个数，实现对物件计数的功能。
为了使电路简单化，减少其它器件的使用，通过查看各种计数器芯片的技术手册，选取74LS160为该电路计数元件。
下图所示为计数电路：5图3.3 两位十进制计数电路设计要求是两位的十进制计数器，根据74ls160的功能图可知，将芯片的进位端连接高位芯片的P、T端，使其只有在低位芯片计到9，Co端输出高电平时才在下个脉冲来到时计一个在十位的数。
当芯片的CR非端、LD非端，即引脚1、引脚9为高电平时，引脚10由高电平变为低电平，则电路将会处于保持状态。
根据电路知高低位芯片的Q3、Q2、Q1、Q0分别为1001时，经过与门与与非门的作用，此时引脚10的电位将会由高电平变为低电平，使电路处于保持状态。
而当CR非端低电平时，电路无论何种状态，芯片产生的功能都为异步清零，将输出直接清零。
3.2.3 数码显示电路该电路是实现将计数电路的计数值以直观的数字方式显现出来，只需实现基本要求即可，无特殊要求。
67计数电路输出两组BCD 码，为了使电路简单，应选用BCD 码—七段数码管译码驱动器，而七段数码管的选择与之配套。
译码器无特殊功能要求。
这里选用了常用的74LS47共阳数码管驱动器，配套选取共阳八段数码管，但小数点位不用。
74LS47为内部有上拉电阻的BCD —七段数码管译码器/驱动器，输出端为低电平有效，可用于驱动缓冲器或共阳数码管。
其功能表如表3-1所示：表3-1 74ls47功能表根据功能表，将LT RIB RBO BI 、、/即引脚3、4、5接高电平，30~A A 接计数电路的30~D D ，该部分电路简单，只要根据功能表将相应端口连接起来即可完成功能，其中公共端要接电阻，起限流作用，保护共阳数码管不被烧坏。
由于数码管相当于并联LED ，因此前面计算的限流电阻计算值仍然适用，但又由于是LED 并联情况，在正常工作时，存在同时数个LED 共同发光的情况，总线中的电流加大，因此应适当减小限流电阻的大小，这里选取100Ω的电阻。
3.3 报警电路 该电路是为了实现数码管显示值为99时报警，此外计数器停止计数，手动清除报警后可重新工作。
当74LS00输出一个输出一个高电位给NE555芯片的4引脚，此8信号可用来触发满百报警电路。
引脚4为高电位时，触发由NE555与外围电路构成多谐振荡，使其输出一个周期为两秒的高电平，使LED 灯闪烁。
NE555是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。
一般用双极性工艺制作的称为 555，用 CMOS 工艺制作的称为 7555，除单定时器外，还有对应的双定时器 556/7556。
555 定时器的电源电压范围宽，可在 4.5V~16V 工作，7555 可在 3~18V 工作，输出驱动电流约为 200mA ，因而其输出可与 TTL 、CMOS 或者模拟电路电平兼容。
555 定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。