紅外計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)報(bào)告

1、stc89c52的室內(nèi)火、氣安全檢測裝置設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告課程名稱 電子技術(shù)課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目 stc89c52的室內(nèi)火、氣安全檢測裝置設(shè)計(jì)專 業(yè) 電子科學(xué)與技術(shù) 班 級 姓 名 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師 報(bào)告成績 二一二年四月八日1電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一、課題名稱紅外計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)二、設(shè)計(jì)任務(wù)1、設(shè)計(jì)一個(gè)紅外計(jì)數(shù)器，要求能夠?qū)崿F(xiàn)非接觸式的計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)功能；2、 電路基本要求內(nèi)含紅外發(fā)射和接收裝置、計(jì)數(shù)顯示等；3、 畫出紅外計(jì)數(shù)器的電路原理圖，分析各部分電路的工作原理；4、 電路制作與調(diào)試，測試紅外計(jì)數(shù)效果；5、 簡易故障的判定及排除。三、技術(shù)指標(biāo)a) 計(jì)數(shù)器能從0計(jì)數(shù)至99；b) 紅外對管距離要達(dá)到5c

2、m以上。四、設(shè)計(jì)報(bào)告根據(jù)要求撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告6紅外計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告目 錄1、 任務(wù)分析1二、設(shè)計(jì)方案1 三、電路設(shè)計(jì)4四、焊接及調(diào)試45、 展望56、 感想5參考文獻(xiàn)6元器件清單6成績單紅外計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)一、任務(wù)分析 計(jì)數(shù)器發(fā)展：1666年，在英國samuel morland發(fā)明了一部可以計(jì)算加數(shù)及減數(shù)的機(jī)械計(jì)數(shù)機(jī) 1694年,德國數(shù)學(xué)家，gottfried leibniz ，把巴斯卡的pascalene 改良，制造了一部可以計(jì)算乘數(shù)的機(jī)器，它仍然是用齒輪及刻度盤操作。 1893年,第一部四功能計(jì)算器被發(fā)明。 1939年11月,john vincent atannsoff 與 john be

3、rry 制造了一部16位加數(shù)器。它是第一部用真空管計(jì)算的機(jī)器。 1939-40年,schreyer 完成了用真空管的10位加數(shù)器，以及用氖氣燈(霓虹燈)的存貯器。 1941年2月,zuse 完成v3”(后來叫z3)，是第一部操作中可編寫程序的計(jì)數(shù)機(jī)。 1943年12月, tommy flowers與他的隊(duì)伍，完成第一部“colossus”，它有2400個(gè)真空管用作邏輯部件，5 個(gè)紙帶圈讀取器(reader)，每個(gè)可以每秒工作5000字符。之后的歲月計(jì)算機(jī)興起，計(jì)數(shù)器基本運(yùn)用于計(jì)算機(jī)技術(shù)中 本課程設(shè)計(jì)掌握微弱信號(hào)的傳送方式，以及接受信號(hào)的放大、檢波、反向處理、以及傳感器知識(shí)；掌握555時(shí)基電路構(gòu)

4、成單穩(wěn)觸發(fā)器、多諧振蕩器的設(shè)計(jì)方法；掌握數(shù)字電路計(jì)數(shù)、譯碼、顯示系統(tǒng)的工作原理及設(shè)計(jì)方法。所設(shè)計(jì)的計(jì)數(shù)器是采用紅外線遮光方式，抗干擾性好，可靠性高?？捎糜跍y量賓館、飯店、商場、超市、博物館、展覽觀、車站、碼頭、銀行等場所的人員數(shù)量及人員流通數(shù)量，同時(shí)絲毫不會(huì)侵犯到被測人員的個(gè)人隱私。該產(chǎn)品應(yīng)用廣泛，也可以測量流水線上的產(chǎn)品的數(shù)量，以及可檢查產(chǎn)品有無缺損。 本電路的指導(dǎo)思想是利用紅外發(fā)光管發(fā)射紅外線，紅外接收管接收此紅外線，并將其放大、整流形成高電平信號(hào)。當(dāng)有人或物擋住紅外光時(shí)，接收管沒有接收到紅外信號(hào)，放大器將輸出低電平，同時(shí)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)這個(gè)低電平脈沖，并經(jīng)譯碼驅(qū)動(dòng)電路使數(shù)碼管顯示數(shù)值。這樣就得

5、到要統(tǒng)計(jì)的人或物的數(shù)量。計(jì)數(shù)范圍在099之間，如果需要還可擴(kuò)展。 計(jì)數(shù)器的用途：加減計(jì)數(shù)、定時(shí)、分頻等功能二、設(shè)計(jì)方案1.本課程設(shè)計(jì)的指標(biāo)要求的是設(shè)計(jì)、制作一個(gè)反射型計(jì)數(shù)器，對從檢測頭前方經(jīng)過的人手進(jìn)行檢測，當(dāng)人手通過時(shí)，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值自動(dòng)加一，反射感應(yīng)距離大于5cm，系統(tǒng)供電電壓不大于9v。2.所涉及主要電路：1）、發(fā)射器發(fā)出的紅外光信號(hào)經(jīng)過反射進(jìn)入接收管變?yōu)殡娦盘?hào)，信號(hào)經(jīng)過放大比較整形變換為觸發(fā)脈沖。2）、為了增加作用距離，建議采用脈沖紅外光交流驅(qū)動(dòng)模式。3）、觸發(fā)脈沖作為加法計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖，完成計(jì)數(shù)過程。4）、七段led數(shù)碼管完成計(jì)數(shù)信號(hào)顯示。 a、7085三端穩(wěn)壓管 7085的引腳圖b

6、、555計(jì)時(shí)器工作原理： 555定時(shí)器的組成和功能圖是555定時(shí)器內(nèi)部組成框圖。它主要由兩個(gè)高精度電壓比較器a1、a2，一個(gè)rs觸發(fā)器，一個(gè)放電三極管和三個(gè)5k電阻的分壓器而構(gòu)成。 它的各個(gè)引腳功能如下：1腳：外接電源負(fù)端vss或接地，一般情況下接地。8腳：外接電源vcc，雙極型時(shí)基電路vcc的范圍是4.5 16v，cmos型時(shí)基電路vcc的范圍為3 18v。一般用5v。3腳：輸出端vo2腳：低觸發(fā)端6腳：th高觸發(fā)端4腳：是直接清零端。當(dāng)端接低電平，則時(shí)基電路不工作，此時(shí)不論、th處于何電平，時(shí)基電路輸出為“0”，該端不用時(shí)應(yīng)接高電平。5腳：vc為控制電壓端。若此端外接電壓，則可改變內(nèi)部兩個(gè)

7、比較器的基準(zhǔn)電壓，當(dāng)該端不用時(shí)，應(yīng)將該端串入一只0.01f電容接地，以防引入干擾。7腳：放電端。該端與放電管集電極相連，用做定時(shí)器時(shí)電容的放電。 c、七段數(shù)碼顯示器 七段數(shù)碼顯示器是微機(jī)系統(tǒng)常用的輸出設(shè)備。 發(fā)光二極管，即led是由半導(dǎo)體材料制成的pn結(jié)，在正向偏置時(shí)會(huì)發(fā)光，具有工作電壓低、體積小、壽命長、響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)。常用的顏色有紅、綠、黃。發(fā)光二極管的正向壓降為2.2v2.6v，工作電流為510ma，其發(fā)光亮度基本與工作電流成正比。因此在使用發(fā)光二極管時(shí)，必須串限流電阻。發(fā)光二極管可工作于脈沖狀態(tài)，在平均電流相同的情況下，脈沖工作狀態(tài)比直流工作狀態(tài)的亮度增加約20%。發(fā)光二極管可以單個(gè)的形

8、式使用，也可將幾個(gè)發(fā)光二極管封裝在一起，根據(jù)封裝的形狀有七段數(shù)碼顯示器、米字型顯示器和點(diǎn)陣式顯示器等不同的形式。當(dāng)發(fā)光二極管導(dǎo)通時(shí)，點(diǎn)亮相應(yīng)的筆劃或點(diǎn)。控制這些發(fā)光二極管的亮與暗，即可顯示不同的字符或符號(hào)。 多個(gè)發(fā)光二極管封裝在一起的七段數(shù)碼顯示器按其連接形式可分為共陽顯示器和共陰顯示器。圖7-1所示為共陽和共陰的七段顯示器，在顯示器中除了顯示數(shù)字必須的七段筆畫外，還提供了小數(shù)點(diǎn)。共陽顯示器的陽極連接在一起，此時(shí)對陽極提供一正電壓，通過限流電阻控制其陰極為高電平或是低電平來決定其暗或是亮。共陰顯示器的陰極連在一起，此時(shí)可將陰極接地，通過限流電阻控制其陽極為高電平或是低電平來決定其亮或是暗。三、

9、電路設(shè)計(jì)原理圖四、焊接及調(diào)試 焊接步驟一、預(yù)熱：l烙鐵頭成45度角，頂住焊盤和組件腳。預(yù)先給組件腳和焊盤加熱。l烙鐵頭的尖部不可頂住pcb無銅皮位置，這樣可能將板燒成一條痕跡； 烙鐵頭最好順線路方向；l烙鐵頭不可塞住過孔；l預(yù)熱時(shí)間為1-2秒。二、上錫： 將錫線從組件腳和烙鐵接觸面處引入；l錫線熔化時(shí)，掌握進(jìn)線速度；l當(dāng)錫散滿整個(gè)焊盤時(shí)，拿開錫線；l錫線不可直接靠在烙鐵頭上，以防止助焊劑燒黑；l整個(gè)上錫時(shí)間大概為1-2秒。 三、拿開錫線：l拿開錫線，烙鐵頭繼續(xù)放在焊盤上； 時(shí)間大概為12秒。 四、拿開烙鐵：l當(dāng)焊錫只有輕微煙霧冒出時(shí)候，即可拿開烙鐵l焊點(diǎn)凝固。調(diào)試：1、 斷電檢查硬件電路完成之

10、后，逐個(gè)檢查焊點(diǎn)，及對照原理圖檢查硬件電路。 2、按照老師的指標(biāo)、整個(gè)調(diào)試過程分層次進(jìn)行，先調(diào)試單元電路，再調(diào)試模塊電路，最后系統(tǒng)聯(lián)調(diào)。 3、通電檢查：加入正常電壓6v，觀察各模塊工作波形及工作電壓有無異常。 4、單元電路調(diào)試：利用信號(hào)源或其他實(shí)驗(yàn)儀器判斷各單元電路的工作狀態(tài)。 5、整機(jī)聯(lián)調(diào)：從最前端到末級進(jìn)行統(tǒng)調(diào)，檢查各級動(dòng)態(tài)信號(hào)工作情況，分析是否滿足設(shè)計(jì)要求。 6、先將紅外發(fā)射管和紅外接收管靠近并對準(zhǔn)，確保紅外接收管能接收到紅外發(fā)射管發(fā)出的紅外信號(hào)。接通6v電源后，這時(shí)led發(fā)射紅外光，而后用手或其他物體擋在兩管之間，手晃動(dòng)時(shí)，數(shù)碼管有指示。數(shù)碼管會(huì)從1開始計(jì)時(shí)到99.調(diào)試正常后，按下清零

11、按鈕，這時(shí)，數(shù)碼管顯示“00”，這表示調(diào)試結(jié)束，可以投入使用。5、 展望 在本次實(shí)驗(yàn)中，前期的時(shí)候由于材料找的挺靠譜，所以在制作原理圖是相對較順利，但還是有點(diǎn)小問題，希望以后會(huì)更好一點(diǎn)。不過在制作封裝時(shí)遇到了較大的麻煩（數(shù)碼管），改了好幾次（但最后還是錯(cuò)了）。pcb的話只是時(shí)間花的久了一點(diǎn)，最終布出來的效果還不錯(cuò)。之后的腐蝕、打孔及焊接都還比較順利，只是成品沒有效果比較可惜。6、 感想通過這兩周的課程設(shè)計(jì)，我運(yùn)用了模電與數(shù)電的相關(guān)知識(shí)，自己從頭至尾完完全全的制作了一塊板子。對“紙上學(xué)來終覺淺，絕知此事要躬行”這句話的含義也了解的更加透徹了。雖然，熬夜做pcb；雖然，焊接燙傷了手；雖然但還是很開心（也有放假兩周的喜悅）。最后做完了，驗(yàn)收時(shí)沒有出效果，心里還是有點(diǎn)淡淡的小傷感。呵呵，算了不想了，下次努力吧（如果有下次的話）。 事實(shí)上，只有通過自己親力親為的去解決，才能體會(huì)到成功是的那份收獲時(shí)的喜悅，從這次課程設(shè)計(jì)中，我深切的體會(huì)自己動(dòng)手創(chuàng)造出來的勞動(dòng)成果才是可貴的，不僅如此，在參與動(dòng)手的過程中會(huì)有很多意想不到的收獲。 參考文獻(xiàn)： 【1】紅外探測與控制電路陳永甫 人民郵電出版社 2005年 【2】 protel 99 se 電路設(shè)計(jì)實(shí)用教程.余家春 中國鐵道出版社 2006年 【3】 ne555時(shí)基電路 中源單片機(jī)網(wǎng) 2006年 【4】 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 康華光 高等教育出