红外计数器课程设计

红外计数器设计课程设计总结报告

课程名称电子技术课程设计

设计题目红外计数器设计

专业

班级

姓名

学号

指导教师

报告成绩

二〇〇九年十一月二十日

《电子技术课程设计》任务书

一、课题名称

红外计数器设计

二、设计任务

1、设计一个红外计数器，要求能够实现非接触式的计数统计功能；

2、电路基本要求内含红外发射和接收装置、计数显示等；

3、画出红外计数器的电路原理图，分析各部分电路的工作原理；

4、电路制作与调试，测试红外计数效果；

5、简易故障的判定及排除。

三、技术指标

a)计数器能从0计数至99；

b)红外对管距离要达到5CM以上。

四、设计报告

根据要求撰写设计报告

《红外计数器设计》

课程设计总结报告

目录

一、任务分析 (1)

二、设计方案 (1)

三、电路设计 (4)

四、焊接及调试 (4)

五、展望 (5)

六、感想 (5)

参考文献 (6)

元器件清单 (6)

成绩单…………………………………………………………………………………

《红外计数器设计》

一、任务分析

计数器发展：1666年，在英国Samuel Morland发明了一部可以计算加数及减数的机械计数机 1694年,德国数学家，Gottfried Leibniz ，把巴斯卡的Pascalene 改良，制造了一部可以计算乘数的机器，它仍然是用齿轮及刻度盘操作。

1893年,第一部四功能计算器被发明。

1939年11月,John Vincent Atannsoff 与 John Berry 制造了一部16位加数器。它是第一部用真空管计算的机器。

1939-40年,Schreyer 完成了用真空管的10位加数器，以及用氖气灯(霓虹灯)的存贮器。

1941年2月,Zuse 完成V3”(后来叫Z3)，是第一部操作中可编写程序的计数机。

1943年12月, Tommy Flowers与他的队伍，完成第一部“Colossus”，它有2400个真空管用作逻辑部件，5 个纸带圈读取器(reader)，每个可以每秒工作5000字符。

之后的岁月计算机兴起，计数器基本运用于计算机技术中

本课程设计掌握微弱信号的传送方式，以及接受信号的放大、检波、反向处理、以及传感器知识；掌握555时基电路构成单稳触发器、多谐振荡器的设计方法；掌握数字电路计数、译码、显示系统的工作原理及设计方法。所设计的计数器是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，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。

本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、整流形成高电平信号。当有人或物挡住红外光时，接收管没有接收到红外信号，放大器将输出低电平，同时计数器计数这个低电平脉冲，并经译码驱动电路使数码管显示数值。这样就得到要统计的人或物的数量。计数范围在0~99之间，如果需要还可扩展。

计数器的用途：加减计数、定时、分频等功能

二、设计方案

1.本课程设计的指标要求的是设计、制作一个反射型计数器，对从检测头前方经过的人手进行检测，当人手通过时，计数器计数值自动加一，反射感应距离大于5CM，系统供电电压不大于9V。

2.所涉及主要电路：

1）、发射器发出的红外光信号经过反射进入接收管变为电信号，信号经过放大比较整形变换为触发脉冲。

2）、为了增加作用距离，建议采用脉冲红外光交流驱动模式。3）、触发脉冲作为加法计数器的计数脉冲，完成计数过程。4）、七段LED数码管完成计数信号显示。

a、7085三端稳压管

7085的引脚图

4 3

2

1

D

C B A

5K

5K

5K

+

-

T

Q

&

&

Q

+

-

A

A

S

R

V1

V2

1

D

Q

V

TH

TL

V R

CC

V SS

1

2

84

5

6

3

7

1

2

C

D

b、555计时器工作原理：

555定时器的组成和功能

图是555定时器内部组成框图。它主要由两个高精度电压比较器A1、A2，一个RS触发器，一个放电三极管和三个5KΩ电阻的分压器而构成。

它的各个引脚功能如下：

1脚：外接电源负端V SS或接地，一般情况下接地。

8脚：外接电源V CC，双极型时基电路V CC的范围是4.5 ~ 16V，CMOS型时基电路V CC的范围为3 ~

18V 。一般用5V 。

3脚：输出端Vo 2脚：T L 低触发端 6脚：TH 高触发端

4脚：D R 是直接清零端。当D R 端接低电平，则时基电路不工作，此时不论T L 、TH 处于何电平，时基电路输出为“0”，该端不用时应接高电平。

5脚：V C 为控制电压端。若此端外接电压，则可改变内部两个比较器的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只0.01μF 电容接地，以防引入干扰。

7脚：放电端。该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容的放电。 C 、七段数码显示器

七段数码显示器是微机系统常用的输出设备。

发光二极管，即LED 是由半导体材料制成的PN 结，在正向偏置时会发光，具有工作电压低、体积小、寿命长、响应快等优点。常用的颜色有红、绿、黄。发光二极管的正向压降为2.2V ～2.6V ，工作电流为5～10mA ，其发光亮度基本与工作电流成正比。因此在使用发光二极管时，必须串限流电阻。发光二极管可工作于脉冲状态，在平均电流相同的情况下，脉冲工作状态比直流工作状态的亮度增加约20%。

发光二极管可以单个的形式使用，也可将几个发光二极管封装在一起，根据封装的形状有七段数码显示器、米字型显示器和点阵式显示器等不同的形式。当发光二极管导通时，点亮相应的笔划或点。控制这些发光二极管的亮与暗，即可显示不同的字符或符号。

多个发光二极管封装在一起的七段数码显示器按其连接形式可分为共阳显示器和共阴显示器。图7-1所示为共阳和共阴的七段显示器，在显示器中除了显示数字必须的七段笔画外，还提供了小数点。共阳显示器的阳极连接在一起，此时对阳极提供一正电压，通过限流电阻控制其阴极为高电平或是低电平来决定其暗或是亮。共阴显示器的阴极连在一起，此时可将阴极接地，通过限流电阻控制其阳极为高电平或是低电平来决定其亮或是暗。