光电检测技术课程设计流水线光电计数器的设计
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
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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。
光电检测技术课程设计
光电检测技术 课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握光电检测技术的基本原理，理解光电效应、光电器件的工作机制及其在检测中的应用；2. 使学生了解不同类型的光电传感器及其特点，能根据实际需求选择合适的光电传感器；3. 引导学生掌握光电检测系统中的信号处理方法，了解相关检测电路的设计与实现。
技能目标：1. 培养学生运用光电检测技术解决实际问题的能力，能进行简单的光电检测系统设计；2. 提高学生动手实践能力，能正确操作光电传感器及相关检测设备，进行数据采集和处理；3. 培养学生团队协作和沟通能力，能在小组合作中共同完成光电检测系统的设计与调试。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对光电检测技术及其应用的兴趣，激发创新意识，提高学习积极性；2. 增强学生的环保意识，了解光电检测技术在环保、节能等领域的重要作用；3. 引导学生树立正确的价值观，认识到光电检测技术在国家经济发展和国防建设中的地位和作用。
课程性质：本课程为高二年级物理选修课程，结合物理知识和实际应用，注重理论与实践相结合。
学生特点：高二学生在物理知识方面具备一定基础，具有较强的逻辑思维能力和动手实践能力，对新技术和新设备充满好奇心。
教学要求：结合学生特点，注重启发式教学，提高学生的主动学习能力；注重实践操作，培养学生的实际操作能力和问题解决能力。
通过本课程的学习，使学生能够将光电检测技术应用于实际生活和工作中，为我国光电产业的发展做出贡献。
二、教学内容1. 光电检测技术基本原理- 光电效应（光电导效应、光伏效应、光生伏特效应）- 光电器件（光敏二极管、光敏三极管、光电管、光电耦合器）2. 光电传感器及其应用- 不同类型的光电传感器（环境光传感器、位置传感器、转速传感器等）- 光电传感器的选型与应用3. 光电检测系统设计- 信号处理方法（模拟信号处理、数字信号处理）- 检测电路设计与实现（放大电路、滤波电路、信号转换电路等）4. 实践操作与案例分析- 光电传感器操作与调试- 光电检测系统设计实例分析- 小组项目：设计并实现一个简易的光电检测系统教学大纲安排：第一周：光电检测技术基本原理学习，了解光电器件的工作机制；第二周：学习光电传感器及其应用，进行光电传感器选型分析；第三周：学习光电检测系统设计，掌握信号处理方法和检测电路设计；第四周：实践操作与案例分析，小组项目设计与实施；第五周：项目展示与评价，总结课程学习成果。
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。
光电检测课程设计_基于51单片机计数器
安徽科技学院光电检测课程设计报告课题名称：反射式光电检测电路姓名：汤智专业：电子科学与技术指导教师：无2014-4-19反射式光电检测电路课程设计摘要：在当今的电子电路设计中，光电传感器被越来越广泛的应用于各种检测电路；人们在日常生活，生产过程中，主要依靠检测技术对信息经获取、筛选和传输，来实现制动控制，自动调节；由于微电子技术，光电半导体技术，光导纤维技术以及光栅技术的发展，使得光电传感器的应用与日俱增。
这种传感器具有结构简单、非接触、高可靠性、高精度、可测参数多、反应快以及结构简单,形式灵活多样等优点，在自动检测技术中得到了广泛应用，它一种是以光电效应为理论基础，由光电材料构成的器件。
所以光电传感器的研究是非常有必要的，本文的研究对象就是反射式光电检测电路设计，本设计利用光电二极管与光敏二极管构成光信号的接收装置，将光信号转化为电信号，再将所得微弱电信号处理为可用电信号，通过双传感器电路实现自动化检测以及计数，从而完成工厂生产中对产品质量的检测以及对合格产品计数。
一、设计思路：随着电子技术自动化的发展，自动检测及控制在生活中运用得越来越广泛，特别是工业上的自动控制系统；本次实验基于对工厂流水线上产品质量检测及产品数量计数而设计的反射式光电检测电路，该电路系统运行稳定，装配简单，价格低廉，精确度高而有很大的应用前景。
二、设计流程及目的1、明确设计题目，确定方案。
对于考虑的方案，经过比较后，确定选择哪个方案。
2、单元电路的设计和元器件的选择，列出元器件清单。
3、画出完整的电路原理图和必要的仿真图，并说明主要工作原理及流程。
4、运用ISIS 7 Professional和Keil uVision4仿真软件测试，并能实现基本的功能，以及思考与探讨一些可扩展的空间。
目的：通过本次光电检测电路的设计，可以使参与成员了解各种光电二极管，光敏二极管的属性及使用方法，以及计算机辅助设计，单片机使用的方法，熟悉电路设计的全过程，提高参与成员的综合设计能力，甚至通过本课程设计的改进可以演化出一系列的电路检测电路，并将其应用到日常的生产与创造中，在这里我们设计检测产品合格的光电检测电路。
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。
流水线计数显示设计
［】 １ 郑琼 茹． 蹭耀 辉探 究太 阳能 源与建 筑有 机结合 和合 理利 用． Ｊ ． （］ 四 川建 筑， ０ ２ ０ ４年 ５ ． 期 【］ ２ 范健灵： 宅采 暖分 户计 量初探 【 ． 住 Ｊ 建设科技 （ 设部 ） ０３ ｌ期． 】 建 ，２０ 年 １
码管 的 连接 才用 ８ ５ 芯 片 扩展 Ｉ 口。 １５ Ｏ
一 一 一
一 一
１ 言 引
工业 自动 化生 产 中为 了计 算生 产产 品 的数量 以及 检 查在 生产 中有 无 发
生错误， 经常需要统计产品的数量 。 了检测的方便， 为 鉴于实用性 ， 我们利 用单片机搭建计数系统 ， 并通过数码管进行显示 。
２硬件 设计
２１ ．传感器 对产 品的监 测 电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器。 它首先把被测量的
参考文 献 ［】 １ 童敏 明 等， 测与 转换技 术， 国矿业 大学 出版社 ． 检 中 ［ 】 汉才 ， 片机原 理及 其接 口技 术， ２胡 单 清华 大学 出版社 ． 【］ ３徐爱钧， 单片机原 理实用教程 —— 基于ｐｏｅｓ ｒｔｕ 虚拟仿真， 电子工业出版社
２２ －测量 与转换 电路： 光 电测量 电路如 图２当 产 品从 光源 与 光敏 元 件 中 间通 过 时 ， ： 可在 电容 Ｃ 的两 端产 生一 个 负脉 冲 。
为了提高系统的抗干扰能力， 防止出现死循环和程序乱飞的情况发生 ， 采用软件 “ 门狗” 看 的设计方法 。 门狗作用 的前提是程序进入死循环 ， 看 不 能及时喂狗而导致的， 当系统掉入死循环后 ， 只有比这个死循环程序更高级 的中断程序才能夺取对Ｃ Ｕ的控制权 。 Ｐ 为此用一个定 时器来￣ｗａｃ ｄ ｇ， ｔｈ ｏ 并把它的溢 出设为高级中断。 此时系统中的其它 中断要设为低级 中断。 当程序掉入死循环后， 在设定的时间范围之后， 例如每１ｎｓ ６＝ 】 喂狗一次， 即 产生 中断， Ｄ中断可直接转向出错处理程序。 Ｔ 简单的Ｅ Ｒ处理程序如下： Ｒ
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。
光电计数器课程设计样本
目录1 绪论.............................................................................. 错误!未定义书签。
1.1 设计背景 ................................................................ 错误!未定义书签。
1.2 设计任务与要求.................................................... 错误!未定义书签。
2 相关原理分析 (2)2.1 单片机原理 (2)2.2 555定时器原理 (2)2.3上拉电阻原理 (3)3 系统总体方案的设计 (4)4 系统详细设计 (4)4.1 晶振电路设计 (4)4.2电源电路设计 (5)4.3 复位电路设计 (5)4.4 光电管电路设计 (6)4.5显示电路设计 (6)5 系统测试 (7)5.1 主要元器件 (7)5.2 焊接元器件 (7)5.3 系统测试注意事项 (8)5.4 程序设计 (8)6 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1绪论1.1设计背景数字式电子计数器有直观和计数精确的优点, 当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, 有着其它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, 但经过级联能够扩展为四位, 甚至多位。
光电计数器是经过红外线发射和接收进行计数, 有直射式和反射式两种, 一般见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。
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。
光电检测的课程设计
光电检测的课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解光电检测的基本原理，掌握光电器件的工作机制和特性。
2. 学生能描述光电检测技术在现实生活中的应用，了解其在不同行业的重要作用。
3. 学生能掌握光电检测系统的组成，了解各个组成部分的功能和相互关系。
技能目标：1. 学生能运用所学知识，设计简单的光电检测电路，进行基本的光电信号检测。
2. 学生能通过实验操作，学会使用光电检测设备，进行数据采集和分析。
3. 学生能通过小组合作，解决实际光电检测问题，提高团队协作和创新能力。
情感态度价值观目标：1. 学生对光电检测技术产生兴趣，培养探究精神和创新意识。
2. 学生认识到光电检测技术在国家经济发展和国防建设中的重要性，增强社会责任感。
3. 学生在学习和实践过程中，树立正确的价值观，尊重科学，遵循伦理道德。
课程性质：本课程为高二年级物理选修课程，结合物理知识和实际应用，培养学生的实践能力和创新精神。
学生特点：高二学生具备一定的物理基础和实验操作能力，对光电检测技术有一定的好奇心，但可能缺乏实际应用经验。
教学要求：结合学生特点，注重理论联系实际，通过实验和案例分析，帮助学生掌握光电检测知识，提高实践操作能力。
同时，关注学生的情感态度价值观培养，激发学生的学习兴趣和社会责任感。
在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 光电效应原理：讲解光电效应的基本概念，包括光电发射、光电导、光伏效应等，以教材中相关章节为基础，结合实例进行阐述。
2. 光电器件：介绍常见光电器件如光敏二极管、光敏三极管、光电池、光电耦合器等的工作原理和应用，结合教材内容，分析器件特性。
3. 光电检测系统：讲解光电检测系统的组成，包括光源、光电器件、信号处理电路等，明确各部分的功能和相互关系，参照教材进度安排教学内容。
4. 实践应用：分析光电检测技术在现实生活中的应用，如自动门控、生产线计数、安防监控等，结合教材案例分析，让学生了解光电检测技术的广泛应用。
光电开关式检测及计数器设计
学校代码：10904机械工程测试技术课程设计光电开关式检测及计数器设计姓 名：学 号：指导教师：院系（部所）：专业：完成日期：随着今社会的飞速发展，越来越多的流水线上的产品和各种公共场所需要进行自动计数。
基于单片机构成的产品自动计数器有直观和计数精确的优点，目前已在各种行业中得到广泛应用。
数字计数器有多种形式，总体来说有接触式和非接触式两种，在科技发展的今天，非接触式红外计数器得到了广泛的应用。
本设计采用一对红外发射接收管作为红外计数器的信号检测头，具有价格低廉，抗干扰性好，结构简单，操作方便等特点。
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、整流形成低电平信号.当有人或物挡住红外光时，接收管没有接收到红外信号，放大器将输出高电平，同时将这个电平信号送入单片机进行控制计数，并且使数码管显示数值。
这样就得到要统计的人或物的数量。
关键字：自动计数；单片机；数码管第1章绪论 (1)1.1前言 (1)1.2选题背景 (1)1.3国内外的研究概况 (1)第2章基于单片机构成的产品自动计数器的设计 (2)2.1方案思路 (2)2.2 系统总体框图和原理 (2)2.3系统单元电路设计 (3)2.3.1电源供电电路 (3)2.3.2 红外线检测部分 (6)第3章单片机计数及控制部分 (8)3.1计数部分 (8)3.2单片机控制部分 (9)参考文献 (10)谢词 (11)第1章绪论1.1 前言在当今社会飞速发展的今天，厂家基本采用流水线技术进行产品生产作业，而怎样对其线上的产品进行实时的、有效的、精确的自动计数成为广大生产厂家十分关注的问题。
传统的机械式或电子式计数器电路比较复杂，元器件数量较多，故障率较高，维修比较困难，而设置预定数值不太方便，功能不易更改且功能过于单一，适用范围较窄。
而基于单片机为核心控制的计数器有着能够实时、精确、可靠、稳定等计数优点已成为广大厂家的首先自动计数装置。
毕业论文光电计数器设计及制作
目录摘要 (4)第一章光电转换部分 (8)§1.1光源的基本特性和选择 (8)1.1.1热辐射光源 (9)1.1.2气体放电光源 (9)1.1.3固体发光光源 (9)1.1.4激光器 (10)§1.2 光电探测器 (12)光电子发射效应也称为光电效应。
入射辐射的作用是使电子从光电阴极表面发射到周围的空间中，即产生光电子发射。
利用光电子发射效应的探测器称为光电子发射探测器，其中有真空光电管、充气光电管和光电倍增管。
(12)光电导是应用最广泛的光电子效应。
光子所激发的载流子仍保留在材料内部，所以光电导是一种内光电效应。
利用光电导效应的探测器是光电导探测器。
(13)1.2.1光伏探测器的原理 (13)光伏效应是另一种应用广泛的内光电效应，是半导体受光照射产生电动势的现象。
虽然非本征光伏效应也是可能的，但几乎所有实用的光伏探测器都使用本征的光伏效应。
同时用p-n结来实现这种效应的。
(13)1.2.2光伏探测器的特性 (15)1.2.3 快速硅PIN光电二极管 (16)图8.PIN光电二极管的光谱响应曲线 (18)§1.3 光电信号输出 (18)第二章计数电路 (19)§2.1 十进制计数电路设计 (19)§2.2 显示译码电路设计 (22)§2.3 数码显示 (24)第三章光电计数器电路的安装及改进 (26)§3.1 器件准备 (26)3.1.1 器件清单表 (26)表3 (26)3.1.2 其它使用的仪器： (27)§3.2 电路连接 (27)3.2.1 光电部分 (27)3.2.2 计数部分 (27)3.2.3 显示译码部分 (28)3.2.4 显示部分 (29)§3.3 电路分步测试 (29)3.3.1 光电二极管的测试 (29)3.3.2 555定时器的测试 (30)3.3.3 计数电路的测试 (30)3.3.4显示电路的测试 (31)§3.4 电路总体调试 (31)§3.5 光电转换电路改进 (32)3.5.1阻抗匹配改进 (32)计数电路 (33)显示电路 (33)光电输出 (33)电路 (34)光电转换电路 (34)3.5.2 光电计数器适用性改进 (34)（1）根据物件大小调整 (34)（2）根据计数容量调整 (34)参考文献 (36)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。
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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。
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。
随着科学技术的发展，电子计数器的辅助功能也逐渐增加，现在已经出现了多功能计数器，多功能计数器产品的响应度较高，交直、流电两用、耗能低、价格低、无机械碰撞、无磨损、使用寿命长，既可计数，又可计算。
例如在毛衣编织机上运用，除可计数和计算外，还可实现断线报警。
通用计数器不仅可测频率、周期还可以测多周期平均、时间间隔、频率比和累计等。
系列化微波计数器是电子计数器发展的一个重要方面。
由于有光电计数的设计理念，因此有了光电计数的发展。
在市场电子计数器行业需求增长有所减缓的现状下，产能扩张的势头并没有得到较好的控制。
产能过剩、重复建设不仅导致生产与消费的失衡，而且还引发了电子计数器行业内的一系列恶性价格竞争，影响了电子计数器行业业的盈利能力。
由于当前电子计数器行业效益下滑，所以对电子计数器行业企业授信更要慎重。
必须关注电子计数器行业子行业，关注电子计数器行业上下游企业，优化客户结构，针对电子计数器行业行业需求进行新产品开发。
2 设计内容及要求2.1基本内容本次设计光电计数器，使用红外发光二极管、红外接收管，实现计数功能。
实际工作示意图：通过对光电传感器经过比较器输出的脉冲数计数，计数出产品数。
通过LED 数码管显示出来。
3 光电计数器的系统设计3.1系统硬件设计检测部分使用红外对管：发射管和接收管。
当物体穿过光路时，接收头输出为高电平，反之则为低电平，接收头的电平信号经由一电压比较器反相后送入CPU。
接单片机P3.2口，启动计数器开始计数，并将计数后所得的数据送给LED 显示。
系统原理框图如图2.1所示。
图3.2 光电转换电路红外对管和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 V V 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 V V 7.04.05-=6.7K ῼ取R2=10K ῼ，其中5V 是电源电压，0.4V 是光敏三极管的饱和压降。
红外对管的输出脉冲信号加到一个迟滞比较器（或者称作施密特触发器）。
它有两个门限电压，分别称作上门限电压V1和下门限电压V2，两者的差值称为门限宽度获迟滞宽度，即：ΔV=V1-V2假设比较器输出高电平V3，则V3和Vcc 共同加到同向输入端的合成电压：V=533R R R +V3+535R R R +Vcc 当比较器输出为低电平V4时，按同样的分析求得加到同向输入端的合成电压为：V5=533R R R +V4+535R R R +Vcc若Vi 有大减小的通过V5时，则Vo 由Vo1上跃到Vo2。
可见，上式所示的V5就是比较器的下门限电压，即V2=V5.相应的迟滞宽度为：ΔV=V1-V2=535R R R +（Vo1-Vo2）调节R1和R2,可以改变ΔV.同时Tw=2ln （1+352R R ）在实际应用中，利用迟滞比较器可以有效的克服噪声和干扰的影响，利用迟滞比较器，只要噪声和干扰的大小处在迟滞宽度内，就不会引起错误的阶跃。
因此，当被测物每遮挡一次红外对管时，施密特触发器输出一个宽度为Tw 的脉冲，该脉冲送到计数器去计数和显示。
C4是滤波电容，可提高单稳态触发器的工作稳定性。
3.1.2单片机系统此设计采用的是AT89C2052单片机进行控制计数。
AT89C52是51系列单片机的一个型号，它是ATMEL 公司生产的。
AT89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes 的可反复擦写的Flash 只读程序存储器和256 bytes 的随机存取数据存储器（RAM ），器件采用ATMEL 公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash 存储单元，功能强大的AT89C52单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合。
AT89C52有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O ）端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，2个读写口线，AT89C52可以按照常规方法进行编程,但不可以在线编程(S 系列的才支持在线编程)。
其将通用的微处理器和Flash 存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash 存储器可有效地降低开发成本。
兼容MCS51指令系统 · 8k 可反复擦写(>1000次）Flash ROM · 32个双向I/O 口 · 256x8bit 内部RAM· 3个16位可编程定时/计数器中断 · 时钟频率0-24MHz· 2个串行中断· 可编程UART串行通道· 2个外部中断源· 共6个中断源· 2个读写中断口线· 3级加密位· 低功耗空闲和掉电模式· 软件设置睡眠和唤醒功能3.1.3计数原理（单片机外部中断）1. 中断的定义所谓“中断”，是指计算机在执行某一段程序的过程中，由于计算机系统内、外的某种原因，有必要中止原程序的执行，而去执行相应的处理程序，待处理结束后，再返回来继续执行原程序的过程。
2 51单片机的外部中断1.外部中断源端口的引脚外部中断0：端口引脚为12（P3.2），引脚符号为INT0。
外部中断1：端口引脚为13（P3.3），引脚符号为INT1。
2.外部中断请求方式负边沿触发，使控制位IT0=1即可。
低电平触发，使控制位IT1=0即可。
AT89S52单片机响应外部中断请求后会自动将外部中断标志位清0，但由于外部中断请求方式的特点，在使用外部中断中要注意避免重复请求问题。
3.8位、可位寻址、复位后内容为00H；作用：为外部中断源和定时/计数功能服务；TCON寄存器TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0IT0：INT0中断请求触发标志，1为负边沿触发，0为低电平触发；IE0：INT0中断请求标志位；IT1：INT1中断请求触发标志，1为负边沿触发，0为低电平触发；IE1：INT1中断请求标志位；四．51单片机外部中断源应用步骤1.设置外部中断请求允许位，设置IE寄存器中的EA、EX1、EX0；2.选择适合的外部中断请求触发方式，设置TCON寄存器的IT1、IT0；3.编写中断处理子程序，注意该子程序的返回指令是RETI；4.注意，INT0的中断入口地址为0003H，INT1的中断入口地址为00013H；在AT89S51中应用两种外部中断源时需要考虑上述四个步骤，但顺序依据编程人员自身特点进行合理安排。
基于此原理，我们选择有外部中断来计数光电检测的变化次数，产品在传送带上运行时，不断地遮挡光源到光敏器件间的光路，使光电脉冲电路随产品的有无产生一个个电脉冲信号。
产品每遮光一次，光电脉冲电路便产生一个脉冲信号，因此，输出的脉冲数即代表产品的数目。
该脉冲经计数电路计数并由显示电路显示出来。
3.1.4显示模块：当向P3.2口输入低电平时，经内部程序运算后进行加法处理，其结果通过三个数码管显示出来。
图3.4 显示电路3.1.4系统总电路图图3.5 系统总电路图当有物体通过时，光电转换电路中的集电极输出高电平。
每通过一个物体形成一个脉冲，即计数一次，脉冲数即通过的物体数。
计数后由LED显示。
3.2软件程序设计为了充分实现实时在线工业检测，在处理过程中采用中断方式进行计数。
发射电路始终发射红外信号，当传送带将物体送进入口时，将信号挡住，即将红外信号变为脉冲信号，此时中断响应。