光电计数器设计报告

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光电计数器报告

前言随着社会的发展和人民生活水平的提高，电子电器设备在人们的生活中所起的作用越来越大，可以说离开了电子电器设备，人们的生活将变的非常不便，数字电路是现代电器设备常见的电路，可以肯定，数字电路在不久的将来将会在很大程度上取代传统的模拟电路。

与传统的电路相比，光电技术与数字技术结合设计的电子电路系统性能更佳。

光电技术是二十世纪兴起和发展起来的一门重要的科技，特别是爱因斯坦发现光电效应以后，光电技术经历了飞速的发展，并且在生产和生活领域得到了广泛的应用，尤其是在自动控制领域，其所起的作用越发的明显，可以说，离开了光电技术，很多高精度的智能控制将不可能实现。

光电计数器是现代工业中起了重要作用的一种控制设备，它能准确快速的记录生产中的相关数据，经过传输线传输给微处理器再根据所提供的数据进行某种固定的运算后，向系统的相关部件发送操作指令。

本实验所要求设计的是一个简单的探测计数设备，在设计过程中，根据所选择器件的不同，不同系统设计的参数也有不同的要求，由于采用555构成的多谐振荡器报警电路，应选用合理的R、C器件，实现控制报警。

第一章设计要求1．1 设计要求〖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。

第二章系统的组成及工作原理2．1系统的组成框图2．2系统的工作原理光电计数器由光电检测电路，信号产生电路，计数译码显示电路，置数电路和报警电路组成，当实验室的光电计数电路系统的系统电源开启后，系统的红外线发射部分一直处于工作状态，同时红外线感应部分也处于接收状态，红外线接收管导通。

只有当挡光时，才能使红外接收管的状态发生改变，接收管状态的改变是光电感应的直接表现。

系统原理框图全面的反映了计数过程，其具体过程是，当操作者打开计数系统后，由于环境要求该电路每次启动时都是从零开始计数，而系统启动时所显示的数字是随机的，因此决定了要对起始状态清零，然后系统可以从0——99之间计数，当光被挡住时，会在光电发射和接收电路的共同作用下产生一个电信号变化（高低电平的跳变），然后加计数，到99时停止，并报警。

光电计数器的设计与制作

R5
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

南京信息工程大学光电计数器课程报告

南京信息工程大学光电计数器课程报告滨江学院课程报告题目反射式光电计数器设计院系滨江学院专业电子科学与技术学生姓名***学号指导教师常建华职称副教授二0一三年十一月二十一日目录第一章绪论1.1 光电计数器原理 (1)1.2 国内外研究现状 (2)1.3 本文主要研究内容 (2)第二章光电计数器设计方案论证2.1 遮光式光电计数器 (3)2.2 反射式光电计数器 (3)2.3 方案选择 (4)第三章硬件电路设计3.1 STC89C52简介 (5)3.2 电源电路 (7)3.3 传感器部分 (8)3.3.1 E18-D50NK反射式红外传感器 (8)3.3.2 发射与接收电路 (9)3.4 复位电路 (11)3.5 晶振电路 (12)3.6 显示电路 (12)3.6.1 线段的显示 (13)3.6.2 字符的显示 (13)3.6.3 汉字的显示 (13)3.6.4 1602字符型LCD简介 (13)3.6.5 1602LCD的基本参数及引脚功能 (14)3.6.6 1602LCD主要技术参数 (14)3.6.7 1602LCD的指令说明及时序 (15)第四章反射式光电计数器的软件设计4.1 显示程序 (17)第五章系统调试 (23)参考文献 (23)致谢 (24)附录 (24)反射式光电计数器设计***南京信息工程大学滨江学院电子科学与技术，南京 210044摘要：本文基于STC89c52单片机设计了一个结构简单、性能稳定的工业流水线用反射式光电计数器,可实现产品流水线产品的实时计数功能。

该系统采用型号为E18-D50NK的红外传感器为信号采集装置,将光信号转换成电信号。

以电磁继电器、三极管构成放大电路，放大后的信号经单片机处理后显示在数码管上。

当系统出现锁死情况时可以通过复位键调整，直至系统正常工作。

该系统优点是硬件电路简单，控制系统可靠，具有很强的实用价值。

该系统拓展后，可用于生产流水线的工件计数，具有很好的应用前景。

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。

光电计数器的设计..

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。

光电计数器课程设计实验报告

皖西学院课程设计报告书系别：机械与电子工程系专业：电子信息科学与技术学生姓名：学号：课程设计题目：光电计数器起迄日期: 12月10日~12 月22日课程设计地点:教学实验楼B楼指导教师:张斌前言计数器对某物件进行自动计数，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，实现统计数据的搜集，如在生产流水线包装数量控制等领域的应用，能节省劳动力有能高效地完成任务。

光电计数器采用光电传感器构成的广电门实现对通过光电门的物体进行计数，是一种非接触式计数，在部分场合有着其无比的优越性，从而使其广泛应用于工业生产、实时监测、自动化控制等领域。

本作品为实现光电计数器的功能，采用模数结合的电路，以红外对射光电传感器为传感器件。

电路主要分为信号采集电路、两位十进制计数电路、数码显示电路三个模块，分别实现对通过光电门的物体感应，计数，显示。

计数范围为一百，可以预设计数数目，当计数达到设定后，闪灯报警两秒。

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。

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。

作品电路主要采用常用分立元件和小规模集成电路，结构简单可靠，能够提供准确的统计值，成本低廉，实用性强，二次开发性高目录前言 (2)第一章设计内容及要求 (4)1.1 本次课程设计应达到的目的 (4)1.2 本课程设计课题任务的内容和要求 (4)第二章设计方案 (5)2.1 设计思路 (4)2.2 方案选择 (4)第三章系统组成 (6)3.1 系统框图 (6)3.2 单元电路介绍 (6)3.2.1 信号采集电路 (6)3.2.2 计数电路 (7)3.2.3 数码显示电路 (9)3.2.4 满百报警电路 (11)3.3 调试与测试结果 (12)第四章实验总结 (13)第五章参考文献 (14)附录一电路原理总图 (15)第一章设计内容及要求1.1 本次课程设计应达到的目的1、综合运用相关课程中所学到的理论知识去独立完成某一设计课题；2、通过查阅手册和相关文献资料，培养学生独立分析和解决问题的能力；3、进一步熟悉常用芯片和电子器件的类型及特性，并掌握合理选用器件的原则；4、学会电路的安装与调试；5、进一步熟悉电子仪器的正确使用；6、学会撰写课程设计的总结报告；7、培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。

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
22002222//11//44
10 10
第10页，本讲稿共30页
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）。
2022/1/4 2022/1/4
29 29
第29页，本讲稿共30页
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。
22002222//11//44
26 26
第26页，本讲稿共30页
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
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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。

电气电子毕业设计16传感器课程设计(报告)：光电计数器

引言传感器是一种敏感器件，它能将被测物理量转换成便于测量和处理的另一种物理量。

例如，光、声、磁、温度、压力等非电量通过传感器可转换成电压或电流，从而采用电子设备对其进行控制、测量和处理。

传感器主要用于测量和控制系统，它的性能好坏直接影响系统的性能。

在自动测量过程或控制系统中，首先由传感器感受被测量，而后把它转换成电信号，供显示仪表指示或用以控制执行机构。

如果传感器不能灵敏地感受被测量，或者不能把感受到的被测量精确地转换成电信号，其他仪表和装置的精确度再高也无意义。

传感器应用广泛，种类很多。

其中光电传感器作为一种新型的电压电流测量装置，与传统电磁式互感器相比较，具有绝缘强度高、动态范围大、频带宽、抗干扰能力强、不会产生磁饱和及铁磁谐振、体积小、重量轻、造价低等一系列优点。

本论文主要阐述了利用光电断路器做为敏感元件，将光转换为电信号输出，并用数码管显示，实现光电计数器的功能的过程。

对该电路的工作原理、制作和调试方法等做了深入介绍。

光电计数器在本论文设计中，主要是由光电信号检出、放大、整形、计数和显示5个部分电路构成。

光电断路器、三极管VT1、VT2组成的电路是为了检测输出光电脉冲。

集成计数器A1、A2以及数码管LED等构成的计数电路是为了脉冲信号进行计数。

因此，也可以说该电路是由这两部分电路组成。

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数码显示，简单直观，可适用于诸多行业，以满足现代生产、生活等方面的需求。

本篇论证仔细、全面、深入，通俗易懂，实用性强，本报告所用词汇仔细洗练，都是一些简单易懂的词，读者可以容易了解电路的相关性能。

附录还对整个电路设计中很多问题给予相应的解释和扩展，相信适合多层次电子相关专业人士参阅和参加各种电子竞赛活动的参考资料。

1 主要器件介绍1．1 光电断路器光电断路器是光耦合器中的一种。

光电断路器以光为媒介传输电信号。

它对输入、输出电信号有良好的隔离作用，所以，它在各种电路中得到广泛的应用。

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。

(最新)光电计数器_实验报告

(最新)光电计数器_实验报告电子系统课程设计设计题目,光电计数器作者,指导教师,光电计数器实验报告工业生产中常常需要自动统计产品的数量，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。

本次设计的光电计数器采用光电传感器与计数器实现对物件的数目统计。

光电式传感器是将光信号转化为电信号的一种传感器。

我们采用的传感器为红外光电传感器。

一、设计内容及要求设计并制作一个光电计数器装置。

1(基本部分(1)发光器件和光接收器件之间的距离大于1m;(2)有抗干扰技术，防止背景光或瓶子抖动产生误计数; (3)每计数100，用灯闪烁2s指示一下;(4)LED数码管显示计数值。

2(发挥与扩展部分(1)发光器件和光接收器件之间的距离大于2m;(2)每计数100，用灯闪烁2s指示一下，同时喇叭发出提示音; (3)设计一个倒计数器。

二、设计方案1.基本思路我们的设计思路是将基本部分与发挥部分统筹考虑，进行方案设计。

第一、光信号的采集，光能否被接收会产生不同的信号，将其转换成高低电平;第二、计数器记录高低电平的变化，实现计数功能;第三、计数器计满后，输出信号通过单稳态触发器，产生2秒延时，同时驱动相应的蜂鸣器电路与LED电路。

2.器件选择计数器:由于计数要求为100，且可以倒计数，我们选择了74LS190计数器，其计数方式为模10的8421BCD码计数。

对射管:74LS190为上升沿计数，因而我们选用使用广泛的红外对射管，光路断开时，输出低电平;光路建立时，输出高电平。

一个上升沿恰好对应一次计数。

此外，它还有集成度高，使用灵活，输出电平稳定等优点。

数码管:我们选用的是8段共阳数码管。

显示译码器:由于计数器输出为8421BCD码，且数码管为共阳，因此我们选用74LS47。

555定时器:由于在计满数后，进位端产生低电平，且要求在两秒内驱动提示电路，因此我们采用被广泛使用的NE555定时电路，用作单稳态触发器。

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。

南京信息工程大学光电计数器课程论文报告

滨江学院课程报告题目反射式光电计数器设计目录第一章绪论1.1 光电计数器原理··11.2 国外研究现状··21.3 本文主要研究容··2第二章光电计数器设计方案论证2.1 遮光式光电计数器··32.2 反射式光电计数器··32.3 方案选择··4第三章硬件电路设计3.1 STC89C52简介··53.2 电源电路··73.3 传感器部分··83.3.1 E18-D50NK反射式红外传感器··83.3.2 发射与接收电路··93.4 复位电路··113.5 晶振电路··123.6 显示电路··123.6.1 线段的显示··133.6.2 字符的显示··133.6.3 汉字的显示··133.6.4 1602字符型LCD简介·· 133.6.5 1602LCD的基本参数及引脚功能··143.6.6 1602LCD主要技术参数·143.6.7 1602LCD的指令说明及时序··15第四章反射式光电计数器的软件设计4.1 显示程序··17第五章系统调试·23参考文献··23致··24附录··24反射式光电计数器设计***信息工程大学滨江学院电子科学与技术， 210044摘要：本文基于STC89c52单片机设计了一个结构简单、性能稳定的工业流水线用反射式光电计数器,可实现产品流水线产品的实时计数功能。

该系统采用型号为E18-D50NK的红外传感器为信号采集装置,将光信号转换成电信号。

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。

基于51单片机的光电(激光)计数器实验报告

设计题目：激光计数器小组成员：基本要求：通过阻挡激光照射接收器记一次数激光计数器原理主要是利用51单片机接收集成激光接收模块发出的数字信号，采用中断计数，然后驱动数码管显示原理描述：电路的指导思想是利用激光发射器发射激光，集成激光接收器接收此激光，并将其放大、整流形成高电平信号。

当有人或物挡住激光时，接收器没有接收到激光，接收器将输出低电平。

这个便是外部计数脉冲信号。

这个计数脉冲信号送入A T89C51单片机中进行计数控制，在经过扩展、显示驱动完成最后的显示过程。

原理图设计：主模块包括单片机最小系统和电源滤波按键复位模块USB供电模块激光接收器接入模块数码管显示驱动模块PCB图相关代码：#include "reg52.h"unsigned int led[4]={0,0,0,0};unsigned int num[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90}; unsigned int count=0;void delay(unsigned int time){unsigned int i;for(;time>0;time--)for(i=0;i<60;i++);}void Display(){P2=0x08;P0=num[led[0]];delay(10);P2=0x04;P0=num[led[1]];delay(10);P2=0x02;P0=num[led[2]];delay(10);P2=0x01;P0=num[led[3]];delay(10);}void main(){delay(200);P0=0xff;//初始化端口P2=0xff;IT0=1;//初始化外部中断0EX0=1;EA=1;//开总中断while(1){Display();}}void fndIorn(void) interrupt 0 {EX0=0;count++;led[0]=count/1000;led[1]=(count%1000)/100;led[2]=(count%100)/10;led[3]=count%10;EX0=1;}软件清单：Keil 、Altium Designer、STCISP调试过程与结果因为信号的产生于接收均采用的集成模块，硬件方面几乎没有调试过程，一次成功。

北京交通大学—电子系统课程设计—光电计数器

国家电工电子实验教学中心电子系统课程设计设计报告设计题目：光电计数器所在学院电子信息工程学院指导教师2011年12月目录前言 (2)一、设计任务 (2)二、设计要求及技术指标 (3)三、设计方案比较 (3)四、主要元件介绍 (5)五、电路设计 (10)六、电路焊接与调试、故障分析与解决 (16)七、收获与体会 (17)八、参考文献 (18)九、附仿真图 (18)光电计数器靳明双张婷于淑青指导教师郭勇摘要：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。

本文针对光电计数器的设计要求，翻阅了一些资料，基本能实现其所要求的功能。

关键词：电子计数器计数触发光电式传感器Abstract:Digital electronic counter intuitive and counting accurate advantages,has currently in various industries commonly used.Digital electronic counter have multiple counts,it is triggered by the actual conditions of use and ing the contact of mechanical way,have use trigger non-contact electronic sensors,photoelectric sensor trigger is one of these,it is a kind of non-contact electronic sensors.This counter on the factory production lines for product statistics, has the advantages of other counter irreplaceable.This example photoelectric trigger type electronic counter only two digits,but through the cascade can be extended for four,even more. Aiming at the design requirements of photoelectric counter,looked up some material,basic can realize its the required functions.KEY WORDS:electronic counters counting trigger photoelectric sensor前言在啤酒、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。

光电计数器课设报告

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：电子信息工程班级： 090401 学号：姓名：评分：教师：20 11 年 9 月 15 日摘要计数器对某物件进行自动计数，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，实现统计数据的搜集，如在生产流水线包装数量控制等领域的应用，能节省劳动力有能高效地完成任务。

光电计数器采用光电传感器构成的光电门实现对通过光电门的物体进行计数，再通过显示模块和报警模块让使用者能够有效的了解到生产情况，可以用于工业生产和实时监控等领域。

在这次课设中，我组使用发光二极管和光敏二极管来模拟光电门的效果，再通过由OP07构成的比较电路来模拟一个CP脉冲，之后通过由555构成的施密特触发器对采集到的信号进行整形，再输出给由两片74ls160构成的计数电路，通过74ls47驱动晶体管显示计数情况。

当计数达到100时，驱动后级报警电路工作，报警时间为两秒,时间由555构成的但稳态触发器来控制。

关键词：计数器光电传感器整形报警目录前言 (4)第一章设计内容及要求 (5)1.1 基本要求 (5)1.2 提高要求 (5)第二章设计方案 (6)2.1 基本方案 (6)2.2 提高方案 (6)2.3 方案设计过程及原理介绍 (7)第三章系统组成 (8)3.1 系统框图 (8)3.2 单元电路介绍 (9)3.2.1 信号采集电路 (9)3.2.2 整形电路 (10)3.2.3 计数电路 (11)3.2.4数码显示电路 (13)3.2.5 满百报警电路 (13)3.3 调试与测试结果 (15)第四章结论与心得体会 (16)第五章参考文献 (17)附录 (17)附录一有关芯片管脚图 (18)附录二电路原理总图 (20)附录三实物图片 (21)前言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。

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。