红外反射式通道计数器

1、成都信息工程学院课程设计报告课程名称：红外反射式通道计数器学 院：电子工程学院专业班级：信号处理073班学生姓名：仲广玺(2007021236)景号然(2007031017)指导教师：赵建刘心田杨笔锋完成时间：2009/10/23报告成绩：电子技术课程设计报告一、【设计要求】设计任务：设计并制作一个红外线反射式通道计数器。指标要求：(1 )能够对通道内进出的人数进行统计；当有人进入时自动加一，反之自动减一；有效作用距离20cm ；至少一位数码管显示。二、【设计的作用、目的】进一步掌握数字电路和模拟电路课程所学的理论知识；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

2、；掌握数字电路计数、译码、显示系统的工作原理及设计方法；熟悉常用元器件知识，并掌握其工作原理，进一步学会使用其进行电路设计；了解电路设计的基本思想和方法，学会科学分析和解决问题；6 .学会对所设计电路的软件Proteus仿真过程，了解protell99 SE设计电路和了解绘 制PCB板过程；培养认真严谨的学习态度和实际动手能力以及工艺素质，市场素质，团队精神；培养遇到问题，分析原因，查找原因的能力，以及独立解决问题的能力；学会独立查阅资料，自主学习的能力，以及设计创新的能力。三、【设计过程】 原理概述：(、_ w通过红外接收管接物体)=二-三=_受红外线；改变电路参数，触发电路工作；实现计数功

3、能。设计方案：发射端与接收端：发射与接收端的电路有两种设计方案可供选择(1 )交流驱动：发射端可由555构成多谐振荡，产生窄脉冲方波信号驱 动红外发光管，接收端主要由滤波，放大，比较电路组成。部分参考电路图如下：发射驱动电路：接收电路：VCC +5VVCC +5V -rLTLAVCC +5VVCC +5V -rLTLA滤波电路比较器电路滤波电路(2 )直流驱动：发射端为发射管电阻与电源串联，接收端由三极管构成门 限电路。初步设计电路图如下：发射端电路及参数计算：红外发光管的最大通过电流Im=20mA红外发光管的管压降约为1.2V实际通过电流Id= ( Vcc-Uon ) /R接收端电路及工作原

4、理：三级管电路当接收管未导通时，三极管未导通，输出为电源电压，当接收管道通，继而另三机关导通，电路输出电压为零。后端信号处理及显示电路：方案一：纯硬件电路设计，利用利用单稳态电路或者触发器电路产生触发信号，进而利用CD40110进行加减计数及数码显示 参考电路：方案二：利用单片机进行软件编程，处理红外接收信号并显示。方案选择：通过电路设计复杂程度，实现难易程度，以及试验要求的考虑，最终选择 发射接收端直流驱动，后端信号利用单片机软件编程处理，及计数显示。一.设计电路图如下：3口！154勺心卜: J o o o o o o o o田宜 ri -? ri -? n -? r-i r.jftpHft

5、pHftpnftpH Ph曾目 e.s IT-aIX rqT 自 A橙 M 罔曷 |1/岩 F寻 Ed 1匕旦苴 目昌Ed AATEft _y3口！154勺心卜: J o o o o o o o o田宜 ri -? ri -? n -? r-i r.jftpHftpHftpnftpH Ph曾目 e.s IT-aIX rqT 自 A橙 M 罔曷 |1/岩 F寻 Ed 1匕旦苴 目昌Ed AATEft _y兽 W ft吧.J. SHm m m La ofa二.电路功能及原理说明：发送接收端电路原理（见设计方案-发射端与接收端-直流驱动计数功能：通过软件编程，判断P1.0和P1.1所采集的红外接收信

6、号的高低电频，以及变化的先后顺序进行加减计数。显示功能：通过软件编程对计数变量进行数码译码显示，两个数码管分别显示当前人数和总进入人数。拥挤状态指示灯：通过软件编程对计数变量的值进行判断，当前进入人数为零时指示灯不亮，当人数在1-3时亮一个， 人数为4-7时亮两个，人数为8-9时亮三个。电源指示灯：当电源接通时，指示灯发光。程序：#include#define uint unsigned int#define uchar unsigned charsbit K1=P1A0;sbit K2=P1A1;sbit K3=P1A5;sbit K4=P1A6;sbit K5=P1A7;uchar a=0

7、,b=0,c,d,e;void delay(uchar z)延时函数( uint x,y;for (x=z;x0;x-)for (y=110;y0;y-);uchar code table=数码管段选码(0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66,0 x6d,0 x7d,0 x07,0 x7f,0 x6f,0 x77,0 x7c,0 x39,0 x5e,0 x79,0 x71,0;void display( uchar x,uchar y)/显示函数( P0=tablex;delay(5);P2=tabley;void led( uchar t)拥挤指示灯函数( if (a=0

8、) TOC o 1-5 h z (K3=1;K4=1;K5=1;if (a0 & a=4 & a=8 & a=9)(K3=0;K4=0;K5=0;void main()( P1=0 xff;P0=0 x00;P2=0 x00;while(1)(c=P1;c=c|0 xf0;switch(c)信号采集判断及计数程序( case 0 xfc: if(K1=0)( while(K2);( delay(5);while(!K1);delay(5);while(!K2);if(K1=1 & K2=1 & a9)( a+;if(b0)( a-;break;else( break; default:brea

9、k;display(a,b);led(a);电路的安装与调试1 )使用的仪器：万用表，直流电压源，示波器组装焊接：在结构上，红外接收管和发射管应并列平行安装，按照电路图以此焊接。调试的方法：1、断电检查：硬件电路完成之后，逐个检查焊点，及对照原理图检查硬件电路。2、通电检查：加入正常电压，观察各模块工作波形及工作电压有无异常。3、单元电路调试：利用信号源或其他实验仪器判断各单元电路的工作状态。4、整机联调：从最前端到末级进行统调，检查各级动态信号工作情况，分析是否满足设计要求。5、参数计算和器件选择：元件见附录表11 )红外发射管限流电阻参数的确定：红外发射管可承受的电压为1.5v，电流为10

10、 20mARmax=(5-1.5)/10=350Q，Rmin=(5-1.5)/20=175Q 取 R = 200Q;2)红外接收管限流电阻参数的确定：经过测试和对电路的分析选择R=250KQ (因无250KQ电阻，所以选择用2个510KQ电阻并联)；3)七段数码管限流电阻参数的确定：.Rmax=(5-3.3)/10=170Q, Rmin=(5-3.3)/20=85Q .取 R=100Q6、测试的数据：红外接发射管两端电压工作电压：1.2V红外接收管两端电压接收管不导通接收管导通V1 =4.556VV2 = 4.215V元件列表及参数：序号元件名称参数备注1电阻100,200,8.2K2排组1K

11、8联3电容22u瓷片4电容22u电解5数码管单联共 阴6晶振12M7红外发射管8红外接收管9按键10单片机AT89C5211三极管805012滑动变阻器100K13发光二极管红色14排孔，排针实际PCB图：电路的特点及方案的优缺点：此方案的总体特点就是应用了单片机进行后端数据的处理操作使 电路简单，复杂度降低。缺点：缺点就是在发射接收端采用了直流驱动，这样一来与交流驱动相比工作距离短，看干扰能力差。四、【参考文献】数字电路技术基础模拟电子技术基础单片机原理及应用四、【课程建议】以下为我组对电子试验学科课程的建议:在课上老师提到，学生动手能力差，基础知识及 试验操作掌握的不好，以此我小组对此问题提出一些建议。老师所提出的问题主要在，原件 参数识读不清，基本试验操作没有掌握，对于此类问题，可以在学生大一学期，以为没有电 子类试验，所以可以专门开设一门电子基础实验，课时不用很长，主要讲授电子基础知识， 包括：原件识别，参数读取以及基本试验仪器操作方法等内容，该学科的最终考评可以分为 试验操作和理论笔试两部分，且过关难度提高（因