课程设计说明书-光控计数器

HarbinInstituteofTechnology课程设计说明书(论文课程名称:设计题目:院系:班级:设计者:学号:指导教师:设计时间:哈尔滨工业大学哈尔滨工业大学课程设计任务书1、实验器件:电板1块发光二极管2个接收二极管2个74LS741片74LS472片74LS003片74LS1922片555定时器2片数码管2个电阻:5.1K欧姆2个370欧姆2个310欧姆14个电容:1µF2个1nF3个2、设计原理及思路:整个系统由五个部分组成:光控电路、触发脉冲、加减计数、显示译码和数码显示,其工作原理框图如下:首先由光控电路将接收的光信号转换为电信号,经施密特触发器整形触发脉冲,输出计数脉冲信号。再通过计数器和译码器,在LED数码显示管上显示数目的增加或减少,实现自动计数的功能。各部分说明:光电转换电路:光电转换电路用于将光信号转换为系统所需的电信号。由于需要进行数目的加和减的运算,此部分需要两个相同的光控电路。每个电路的组成为:一个发射管,一个接收管,同时还有一个370欧姆和一个5.1K欧姆的电阻。接通电源后,接收管接收到发射管射来的红外光线。当有人通过两个二极管间时,内阻减小,集电极输出低电平,送至施密特触发器。时钟脉冲产生电路:对于双D触发器所需要的1000Hz的脉冲,由于在本课题中电路对脉冲的精确度要求不是很高而晶体振荡需要分频,所以采用了555定时器构成的多谐振荡器,使其产生需要的方波作为触发器和计数器的CP脉冲.时序控制电路:时序控制电路在本课题中主要用于判断计数的增加或是减少,在此选用了一个D触发器、三个74LS00芯片来实现。设计思路如下:设初始状态为0,由光控电路部分产生的两列脉冲分别为A,B,设置计数器为增加状态时,如图如上图时序逻辑分析图所示,可得真值表和卡诺图如下:ABQ(tQ(t+1Z000000100010010110000010001100101101因此,得Q(t+1=AB′+AQ=((AB′′(AQ′Z=ABQ(t同理:设置计数器为减少状态时,如上图时序逻辑分析图所示，可得真值表和卡诺图如下：ABQ（t）Q（t+1）Z0000001010100001100000100011101010011111ABQ0100011111110得：Q（t+1）=BA′+BQ=（（BA′）′（BQ））′Z=ABQ（t）计数和译码和显示部分：计数和译码由两个计数器、两个译码器和两个数码管来完成，用于接收计数脉冲信号并将其转化成单独的信号输出并显示。在本课题中选用了74LS192加减计数器、74LS47和共阴极LED数码显示管。3、电路连接测试：电路连接测试：按照电路图在计算机上进行仿真以后，开始在面包板上连接线路。为了更有效的检测电路连接的正确性，采取边连接边测试的方法。总共测试了三个部分：时钟脉冲部分：首先进行测试的是时钟脉冲部分。连接好线路后，连接电源，将555定时器的脉冲输出接口接入示波器，却未得到任何波形。经检查，发现是芯片的位置错了。重新安置芯片后，示波器得到如下波形：计数显示部分：其次测试了计数显示部分。同样的，连接电源，信号发生源调至输出适当频率的脉冲信号，并将其输出接口触碰加减计数器的up/down两脚，数码管稳定而有序地进行数的加减。光电转换部分：最后测试了光电转换部分。将数字万用表的负极端接地，正极端接在三极管的集电极，用硬纸片隔断发射管和接收管，集电极由原来的高电平变为低电平。4、心得体会：心得体会：1）做课程设计同时也是对课本知识的巩固和加强，由于课本上的知识太多，平时课间的学习并不能很好的理解和运用各个元件的功能，在这次课程设计过程中，我们了解了很多元件的功能，并且对于其在电路中的使用有了更多的认识。2）通过动手实践让我们对各个元件映象深刻。认识来源于实践，实践是认识的动力和最终目的，实践是检验真理的唯一标准。3）我们的工作是一个团队的工作。团结协作是我们实习成功的一项非常重要的保证。而这次实习也正好锻炼我们这一点。4）此次课程设计，学到了很多课内学不到的东西，比如独立思考解决问题，出现差错的随机应变，和与人合作共同提高，都受益非浅，今后的制作应该更轻松，自