模擬飲料易拉罐自動(dòng)計(jì)數(shù)且數(shù)顯計(jì)數(shù)裝置設(shè)計(jì)

1、專(zhuān)業(yè)技能訓(xùn)練3課程設(shè)計(jì)報(bào)告設(shè)計(jì)課題： 模擬飲料易拉罐自動(dòng)計(jì)數(shù)且數(shù)顯計(jì)數(shù)裝置設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)班級(jí)：12電信本1班學(xué)生姓名：鐘吉森學(xué)號(hào):120802054指導(dǎo)教師：李 秋 生設(shè)計(jì)時(shí)間：2014.7.1-2014.7.9模擬飲料易拉罐自動(dòng)計(jì)數(shù)且數(shù)顯計(jì)數(shù)裝置設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求選取必要的元件，設(shè)計(jì)、制作能對(duì)大、小飲料易拉罐自動(dòng)計(jì)數(shù)且數(shù)顯計(jì)數(shù)的 模擬裝置。生產(chǎn)單位常采用紅外自動(dòng)計(jì)數(shù)裝置， 將裝有飲料的易拉罐放在馬達(dá)帶 動(dòng)的傳動(dòng)帶上，在傳動(dòng)帶運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中讓每罐易拉罐依次同一方向地穿過(guò)紅外發(fā) 射、接收系統(tǒng)，形成計(jì)數(shù)脈沖，然后計(jì)數(shù)脈沖經(jīng)電路加工、計(jì)數(shù)，再數(shù)顯易拉罐 計(jì)數(shù)結(jié)果，則就知道其生產(chǎn)量。（1）設(shè)計(jì)所需的直流電

2、源。作品接入電源，電源指示燈（綠燈）亮。一手動(dòng)清零，顯示“ 0”（2）能區(qū)分大小飲料易拉罐（用校園卡模擬，長(zhǎng)邊通過(guò)時(shí)模擬大易拉罐，通過(guò)一次亮一次紅燈，短邊通過(guò)時(shí)模擬小易拉罐，通過(guò)一次亮一次綠燈），并分別用一位數(shù)碼管顯示計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)從 0-8，超過(guò)8以后計(jì)數(shù)停止，必須清零方可新 一輪計(jì)數(shù)。（3） 制作時(shí)將紅外發(fā)射、接收系統(tǒng)安置在作品的萬(wàn)能板或PCB板上，二者 保持1cm的距離。二、方案設(shè)計(jì)與論證1 方案設(shè)計(jì)方案論證：通過(guò)紅外發(fā)射接收系統(tǒng)，當(dāng)有物件經(jīng)過(guò)時(shí)遮擋住發(fā)射管，接收管電平 降低，從而實(shí)現(xiàn)電信號(hào)的轉(zhuǎn)換，通過(guò) 555組成的斯密特觸發(fā)器對(duì)信號(hào)脈沖整形， 輸入到CD4011計(jì)數(shù)和譯碼。三、單元電路設(shè)計(jì)

3、及相關(guān)元器件介紹1、紅外對(duì)管紅外對(duì)管是線發(fā)射管與光敏接收管的組合，接收管將號(hào)（不可見(jiàn)光）轉(zhuǎn)換成電信號(hào)一般是接收、放大、解調(diào)一體頭，紅外信號(hào)經(jīng)接收管解調(diào)后，數(shù)據(jù)“0”和“1”的區(qū)別通常體現(xiàn)在高低電平的時(shí)間長(zhǎng)短或信號(hào)周期上。透明管為紅外發(fā) 射，黑色管為接收，當(dāng)兩者之間有遮擋物時(shí)黑色管輸出為高電平。2、CD40110CD40110為十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器/鎖存器/譯碼器/驅(qū)動(dòng)器，具有加減計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)器 狀態(tài)鎖存，七段顯示譯碼輸出等功能，并能直接驅(qū)動(dòng)小型七段LED數(shù)碼管。R（ 5腳）為清零端，R= 1時(shí)，計(jì)數(shù)器異步清零。CP為時(shí)鐘端，CPu（ 9腳）為加法計(jì)數(shù)時(shí)鐘，CPD（7腳）為減法計(jì)數(shù)時(shí)鐘。Qco （10

4、腳）加計(jì)數(shù)進(jìn)位輸出，QBO（ 11腳）減計(jì)數(shù)借位輸出。TB（ 4腳）為觸發(fā)器使能端，TE=0時(shí)，計(jì)數(shù)器工作，TE= 1時(shí)，計(jì)數(shù)器處于禁止?fàn)顟B(tài)，即不計(jì)數(shù)。ybYgYfaCRLEfvssYbYCYdYeBOcocpl:LE（6腳）為鎖存控制端，LE= 1,顯示數(shù)據(jù)保持不變，但它的內(nèi)部計(jì)數(shù)器仍正常工作a, b，c，d，e，f，g（ 1，15，14，13,12, 3, 2腳）為信號(hào)輸出端，與七段顯示器連接3、555脈沖整形電路（斯密特觸發(fā)器）Vi : V -Vcc 時(shí)，3R 0,S1,vo為低電平Vi : Vi ：Vcc 時(shí)，3R 1,S0,v。為高電平該電路的主要作用是脈沖整形4、LED數(shù)碼管將多只

5、LED的陰極連在一起即為共陰式， 共陽(yáng)式。以共陰式為例，如把陰極接地，在 相應(yīng)段的陽(yáng)極接上正電源，該段即會(huì)發(fā)光。 當(dāng)然，LED的電流通常較小，一般均需在回 路中接上限流電阻。設(shè)計(jì)要求計(jì)數(shù)到8停止， 然后手動(dòng)清零。用四輸入與非門(mén)作為選擇數(shù) 字8的特性段位作為反饋信息輸入到 40110 四腳停止計(jì)數(shù)，特性段位為bceg。四、功能原理圖及說(shuō)明而將多只LED的陽(yáng)極連在一起即為*#fwTNTTTllcATJ #tt-2、說(shuō)明兩個(gè)紅外感應(yīng)系統(tǒng)豎直安放，單獨(dú)下部分紅外接收裝置為小（矮）易拉罐信 號(hào)輸入端，當(dāng)矮易拉罐只遮擋住下邊紅外系統(tǒng)時(shí)輸出高電平信號(hào)，另一腳輸入為咼電平經(jīng)過(guò)異或門(mén)后，同咼為低從而觸發(fā) 555

6、產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)脈沖，當(dāng)大易拉罐（咼） 經(jīng)過(guò)時(shí)會(huì)遮擋住兩個(gè)紅外接收系統(tǒng)，上邊紅外系統(tǒng)經(jīng)過(guò)一個(gè)反向器轉(zhuǎn)換為低電平 從而觸發(fā)555脈沖整形，上邊計(jì)數(shù)，于此同時(shí)上邊產(chǎn)生的低電平信號(hào)反饋到下邊 異或門(mén)輸入端，阻止了下邊計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，從而區(qū)別開(kāi)了大小高矮易拉罐。2 部分清單表附：可調(diào)式直流穩(wěn)壓電源元件清單如下兀件序號(hào)型號(hào)主要參數(shù)數(shù)量單價(jià)U1保險(xiǎn)管1A1T1變壓器12V1D1 D6二極管 1N4007Urm 1000V ,1A8LED1、2發(fā)光二極管2C1、C2電解電容3300uF/50V2C3 C4電解電容0.22uF/50V2C5 6電解電容10 uF/50V2C7、8電解電容0.1 uF/50V2C9 10電

7、解電容0.47uF/50V2U3二端口穩(wěn)壓器LM7912-12V1U2二端口穩(wěn)壓器LM7812+12V1U2二端口穩(wěn)壓器LM3171.25 37V1R1.R2、R4電阻1KQ若干R5電位器5K1功能部分元件清單元件型號(hào)參數(shù)數(shù)量單價(jià)R2R210k1R4,R8R4,R83302C350v0.1uf50v0.1uf1U2,U340110401102U45555552U574LS0074LS001U174LS2074LS201U1074LS8674LS861D1, D1LEDBLUE,RED2IRL1,IRL2紅外接收發(fā)送3.實(shí)際焊出電路板圖:(1)電路板正面電路板反面t fW * *空:；J.H-V

8、*三 _-二五、安裝與調(diào)試1. 直流電源的安裝 首先在變壓器的原邊接入保險(xiǎn)管，以防電路短路損壞變壓器或其他元器件， 各元器件按理論電路圖正確焊接，注意布局緊密，不出現(xiàn)虛焊或漏焊。 先選好 適當(dāng)大小的電路板，再合理布局。2. 主要電路的安裝 安裝：根據(jù)電路圖安裝電路，圖中反向器用二輸入與非門(mén) 74ls00 代替，盡 量排布均勻?qū)ΨQ(chēng)美觀，但也不能影響電路性能，要求簡(jiǎn)明，易檢測(cè)。圖布局好電 路，之后焊接好電路板。靜態(tài)調(diào)試：用萬(wàn)用表對(duì)電路板進(jìn)行靜態(tài)測(cè)試， 目的主要是為了防止虛焊或者 漏焊。動(dòng)態(tài)調(diào)試：性能測(cè)試與分析。 接通電源， 在實(shí)驗(yàn)板上可以看到應(yīng)得的實(shí)驗(yàn)結(jié) 果，能區(qū)分大小飲料易拉罐（用校園卡模擬，長(zhǎng)

9、邊通過(guò)時(shí)模擬大易拉罐，通過(guò) 一次亮一次紅燈，短邊通過(guò)時(shí)模擬小易拉罐，通過(guò)一次亮一次綠燈） ，并分別用 一位數(shù)碼管顯示計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)從 0-8 ，超過(guò) 8 以后計(jì)數(shù)停止，必須清零方可新一輪 計(jì)數(shù)。六、結(jié)論與心得此次課程設(shè)計(jì)老師給了參考圖， 給出的參考圖只有一個(gè)紅外感應(yīng)系統(tǒng)， 只實(shí) 現(xiàn)計(jì)數(shù)功能但并沒(méi)有區(qū)別大小功能， 經(jīng)過(guò)和同學(xué)的激烈爭(zhēng)論和探討做出了如上設(shè) 計(jì)，理論上此設(shè)計(jì)完全可行， 在思考問(wèn)題的時(shí)候， 很多同學(xué)受出題者大小長(zhǎng)短邊 的影響，再加上手工電路板的平面特性總是的局限于兩個(gè)紅外系統(tǒng)水平放置， 當(dāng) 從大小易拉罐直徑差異來(lái)區(qū)分時(shí)， 同學(xué)們即使加了異或門(mén)作為區(qū)別還是產(chǎn)生了懷 疑，因?yàn)楫?dāng)水平放置時(shí)， 大易拉罐緩緩而過(guò)兩個(gè)紅外系統(tǒng)總有一次單獨(dú)遮擋的時(shí) 候，這時(shí)異或門(mén)并沒(méi)有使下邊計(jì)數(shù)器停止， 反而會(huì)緊跟其后加一。 當(dāng)我們考慮大 小易拉罐，高矮區(qū)別時(shí)這個(gè)問(wèn)題完全不存在，大易拉罐同時(shí)駛離兩個(gè)紅外系統(tǒng)， 這就不存在兩端信號(hào)不同步的問(wèn)題，因此，此次課程設(shè)計(jì)思維很重要。建議：此次課程設(shè)計(jì)實(shí)用性很強(qiáng)，意義很大，實(shí)際要實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求并不難， 如果老師能夠稍微點(diǎn)撥， 我們將進(jìn)行的更加順利， 此次課程設(shè)計(jì)安排在放假前幾 天同學(xué)們回家心切， 不在狀態(tài)。 并不能很好很用心的去理解和探究， 大家都做的比較潦草，錯(cuò)誤很多。建議老師對(duì)此稍加重視七、參考文獻(xiàn)1 、電工電子