模拟饮料易拉罐自动计数且数显计

1、专业技能训练3课程设计报告 设计课题： 模拟饮料易拉罐自动计数且数显计数装置设计专业班级：12电信本1班 学生姓名： 钟吉森 学号： 120802054 指导教师： 李 秋 生 设计时间：2014.7.1-2014.7.9 模拟饮料易拉罐自动计数且数显计数装置设计一、设计任务与要求选取必要的元件，设计、制作能对大、小饮料易拉罐自动计数且数显计数的模拟装置。生产单位常采用红外自动计数装置，将装有饮料的易拉罐放在马达带动的传动带上，在传动带运动的过程中让每罐易拉罐依次同一方向地穿过红外发射、接收系统，形成计数脉冲，然后计数脉冲经电路加工、计数，再数显易拉罐计数结果，则就知道其生产量。（1）设计所需

2、的直流电源。 作品接入电源，电源指示灯（绿灯）亮。手动清零，显示“0”。（2）能区分大小饮料易拉罐（用校园卡模拟，长边通过时模拟大易拉罐，通过一次亮一次红灯，短边通过时模拟小易拉罐，通过一次亮一次绿灯），并分别用一位数码管显示计数，计数从0-8，超过8以后计数停止，必须清零方可新一轮计数。（3）制作时将红外发射、接收系统安置在作品的万能板或PCB板上，二者保持1cm的距离。 2、 方案设计与论证1方案设计  方案论证：通过红外发射接收系统，当有物件经过时遮挡住发射管，接收管电平降低，从而实现电信号的转换，通过555组成的斯密特触发器对信号脉冲整形，输入到CD4011计数和译码。3、

3、单元电路设计及相关元器件介绍1、红外对管 红外对管是线发射管与光敏接收管的组合，接收管将号（不可见光）转换成电信号一般是接收、放大、解调一体头，红外信号经接收管解调后，数据 “0”和“1”的区别通常体现在高低电平的时间长短或信号周期上。透明管为红外发射，黑色管为接收，当两者之间有遮挡物时黑色管输出为高电平。2、CD40110 CD40110 为十进制可逆计数器/锁存器/译码器/驱动器，具有加减计数，计数器状态锁存，七段显示译码输出等功能，并能直接驱动小型七段LED数码管。R（5脚）为清零端，R1时，计数器异步清零。  CP为时钟端，CPu（9脚）为加法计数时钟，C

4、PD（7脚）为减法计数时钟。 Qco（10脚）加计数进位输出，QBO（11脚）减计数借位输出。 TB（4脚）为触发器使能端，TE0时，计数器工作，TE1时，计数器处于禁止状态，即不计数。 LE（6脚）为锁存控制端，LE1，显示数据保持不变，但它的内部计数器仍正常工作。 a，b，c，d，e，f，g（1，15，14，13，12，3，2脚）为信号输出端，与七段显示器连接3、555脉冲整形电路（斯密特触发器） 该电路的主要作用是脉冲整形4、 LED数码管 将多只LED的阴极连在一起即为共阴式，而将多只LED的阳极连在一起即为共阳式。以共阴式为例，如把阴极接地，在

5、相应段的阳极接上正电源，该段即会发光。当然，LED的电流通常较小，一般均需在回路中接上限流电阻。设计要求计数到8停止，然后手动清零。用四输入与非门作为选择数字8的特性段位作为反馈信息输入到40110四脚停止计数，特性段位为bceg。四、功能原理图及说明2、说明两个红外感应系统竖直安放，单独下部分红外接收装置为小（矮）易拉罐信号输入端，当矮易拉罐只遮挡住下边红外系统时输出高电平信号，另一脚输入为高电平经过异或门后，同高为低从而触发555产生标准脉冲，当大易拉罐（高）经过时会遮挡住两个红外接收系统，上边红外系统经过一个反向器转换为低电平从而触发555脉冲整形，上边计数，于此同时上边产生的低电平信号

6、反馈到下边异或门输入端，阻止了下边计数器计数，从而区别开了大小高矮易拉罐。2部分清单表附：可调式直流稳压电源元件清单如下元件序号型号主要参数数量单价U1保险管1A1T1变压器1D1D6二极管1N40078LED1、2发光二极管2C1、C2电解电容3300uF/50V2C3、C4电解电容0.22uF/50V2C5、6电解电容10 uF/50V2C7、8电解电容0.1 uF/50V2C9、10电解电容0.47uF/50V2U3三端口稳压器LM7912-12V1U2三端口稳压器LM7812+12V1U2三端口稳压器LM3171.2537V1R1.R2、R4电阻1K若干R5电位器5K1功能部分元件清单

7、元件型号参数数量单价R2R210k1R4,R8R4,R83302C350v0.1uf50v0.1uf1U2,U340110401102U45555552U574LS0074LS001U174LS2074LS201U1074LS8674LS861D1，D1LEDBLUE,RED2IRL1,IRL2红外接收发送3.实际焊出电路板图：（1）电路板正面 (2)电路板反面 五、安装与调试1.直流电源的安装 首先在变压器的原边接入保险管，以防电路短路损坏变压器或其他元器件，各元器件按理论电路图正确焊接，注意布局紧密，不出现虚焊或漏焊。 先选好适当大小的电路板，再合理布局。 2.主要电路的安装 安装：根据电

8、路图安装电路，图中反向器用二输入与非门74ls00代替，尽量排布均匀对称美观，但也不能影响电路性能，要求简明，易检测。图布局好电路，之后焊接好电路板。静态调试：用万用表对电路板进行静态测试，目的主要是为了防止虚焊或者漏焊。动态调试：性能测试与分析。接通电源，在实验板上可以看到应得的实验结果，能区分大小饮料易拉罐（用校园卡模拟，长边通过时模拟大易拉罐，通过一次亮一次红灯，短边通过时模拟小易拉罐，通过一次亮一次绿灯），并分别用一位数码管显示计数，计数从0-8，超过8以后计数停止，必须清零方可新一轮计数。六、结论与心得此次课程设计老师给了参考图，给出的参考图只有一个红外感应系统，只实现计数功能但并没

9、有区别大小功能，经过和同学的激烈争论和探讨做出了如上设计，理论上此设计完全可行，在思考问题的时候，很多同学受出题者大小长短边的影响，再加上手工电路板的平面特性总是的局限于两个红外系统水平放置，当从大小易拉罐直径差异来区分时，同学们即使加了异或门作为区别还是产生了怀疑，因为当水平放置时，大易拉罐缓缓而过两个红外系统总有一次单独遮挡的时候，这时异或门并没有使下边计数器停止，反而会紧跟其后加一。当我们考虑大小易拉罐，高矮区别时这个问题完全不存在，大易拉罐同时驶离两个红外系统，这就不存在两端信号不同步的问题，因此，此次课程设计思维很重要。建议：此次课程设计实用性很强，意义很大，实际要实现设计要求并不难，如果老师能够稍微点拨，我们将进行的更加顺利，此次课程设计安排在放假前几天同学们回家心切，不在状态。并不能很好很用心的去理解和探究，大家都做的比较潦草，错误很多。建议老师对此稍加重视。7、 参考文献 1、电工电子实践指导（第三版），王港元主编，江西科学技术出版社（2009） 2、