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
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《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
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《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„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„
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《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。 13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。
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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
1 2 34 7085的引脚图 VCCD8RD455KV1+VCTH6-A1R&Q13Q5KTL2CV25K+-A2&SQDT71VSS b、555计时器工作原理： B 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VSS或接地，一般情况下接地。 8脚：外接电源VCC，双极型时基电路VCC的范围是4.5 ~ 16V，CMOS型时基电路VCC的范围为3 ~ A
122 3418V。一般用5V。
3脚：输出端Vo 2脚：TL低触发端 6脚：TH高触发端
4脚：RD是直接清零端。当RD端接低电平，则时基电路不工作，此时不论TL、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：VC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。
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三、电路设计
四、焊接及调试 焊接步骤 一、预热：
烙铁头成45度角，顶住焊盘和组件脚。预先给组件脚和焊盘加热。 烙铁头的尖部不可顶住PCB无铜皮位置，这样可能将板烧成一条痕迹； 烙铁头最好顺线路方向； 烙铁头不可塞住过孔； 预热时间为1-2秒。 二、上锡：
将锡线从组件脚和烙铁接触面处引入； 锡线熔化时，掌握进线速度； 当锡散满整个焊盘时，拿开锡线；
锡线不可直接靠在烙铁头上，以防止助焊剂烧黑； 整个上锡时间大概为1-2秒。
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三、拿开锡线：
拿开锡线，烙铁头继续放在焊盘上； 时间大概为1－2秒。 四、拿开烙铁：
当焊锡只有轻微烟雾冒出时候，即可拿开烙铁 焊点凝固。
调试：
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、按照老师的指标、整个调试过程分层次进行，先调试单元电路，再调试模块电路，最后系统联调。
3、通电检查：加入正常电压6V，观察各模块工作波形及工作电压有无异常。 4、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。
5、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。 6、先将红外发射管和红外接收管靠近并对准，确保红外接收管能接收到红外发射管发出的红外信号。接通6V电源后，这时LED发射红外光，而后用手或其他物体挡在两管之间，手晃动时，数码管有指示。数码管会从1开始计时到99.调试正常后，按下清零按钮，这时，数码管显示“00”，这表示调试结束，可以投入使用。 五、展望
在本次实验中，我的排线太乱，开始焊接的时候没有很好的安排排线的位置，还好在最后调试的时候是成功的，如果不成功，要找出问题出在哪里就十分困难。在焊接之前就直接吧led灯和感光三极管安装在电路板上。给最后的调试工作带来了很多困难，最后不得不把 led灯用跳线弄出来后重新调试，给自己找了不小的麻烦。下次实验一点要提前安排好各个元器件的位子。 六、 感想
通过此次为期一周的课程设计，利用书本上学过的数字电路部分的知识，运用到实际的电路设计当中去。能过充分调动自己一些在课堂上所没有的积极性。在这一周里，完全靠自己的能力和所学有限的知识去解决红外计数器。经过一周的实践，所学到的一些东西： ①、利用网络这个信息汇集的领域，通过检索、阅读，提高自己阅读文献的本领； ②、在焊接过程中对芯片工作原理的认识得到提升，把原本书本上抽象转化为具体中去； ③、在查阅芯片功能的同时可以了解另外具有相似功能的芯片，增加对芯片认识的范围； ④、对设计电路的趣味性有很大的提高，激发自己的动手的积极性；
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事实上，只有通过自己亲力亲为的去解决，才能体会到成功是的那份收获时的喜悦，从这次课程设计中，我深切的体会自己动手创造出来的劳动成果才是可贵的，不仅如此，在参与动手的过程中会有很多意想不到的收获。
参考文献： 【1】《红外探测与控制电路》陈永甫 人民邮电出版社 2005年 【2】 Protel 99 SE 电路设计实用教程.余家春 中国铁道出版社 2006年 【3】 NE555时基电路 中源单片机网 2006年 【4】 模拟电子技术基础 康华光 高等教育出版社 2005年 【5】 数字电子技术基础 康华光 高等教育出版社 2006年 【6】 高频电子线路 高等教育出版社 2006年
元件清单
元件名称 TLN104 7805 SW-SPST-MOM 555定时器 RES LED RES RES 7SEG-COM-CAT-BLUE 导线
数量 2 1 1 1 1 1 2 14 2 若干 备注 直流三端稳压器 弹簧式开关 470欧姆 发光二极管 150k 400欧姆 数码管显示器 单股细单线 6
