紅外線計(jì)件器課程設(shè)計(jì)報(bào)告書

1、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目紅外計(jì)件器系 (部)信息科學(xué)與電氣工程學(xué)院專業(yè)自動化班級101學(xué)生姓名崔保昌學(xué)號1008196226月11日至6月15日共1周指導(dǎo)教師 (簽字 )系 主 任(簽字)2012年6 月 17日紅外計(jì)件器一、設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求1 電路組裝與調(diào)試部分1.1紅外檢測模塊的組裝與調(diào)試；1.2數(shù)據(jù)清除按鍵、計(jì)數(shù)器、數(shù)碼管驅(qū)動電路的組裝與調(diào)試。2. 電路設(shè)計(jì)部分2.1使用 NE555時基芯片及其它電子元件設(shè)計(jì)一個能檢測2 秒內(nèi)無脈沖的失落脈沖檢測電路；失落脈沖檢測電路的輸入信號為信號1或信號 2( 詳見附 2: 組裝部分電路原理圖 ) ，當(dāng)有“貨物”通過時，信號1 輸出高脈沖，信號 2 輸出低脈

2、沖；2.2使用電子元件設(shè)計(jì)蜂鳴器驅(qū)動電路，使之按照系統(tǒng)要求工作。二、設(shè)計(jì)原始資料數(shù)字電子技術(shù)英文改編版電子工業(yè)出版社三、設(shè)計(jì)完成后提交的文件和圖表1計(jì)算說明書部分1）方案論證報(bào)告打印版或手寫版2）程序流程圖3）具體程序2/20紅外計(jì)件器2圖紙部分：數(shù)碼管顯示模塊紅外檢測模塊計(jì)數(shù)器模塊失落脈沖檢測模塊蜂鳴器模塊四、進(jìn)程安排教學(xué)內(nèi)容學(xué)時地點(diǎn)資料查閱與學(xué)習(xí)討論1 天現(xiàn)代電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室分散設(shè)計(jì)2天現(xiàn)代電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室編寫報(bào)告1天現(xiàn)代電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室成果驗(yàn)收1天現(xiàn)代電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室五、主要參考資料74HC192 計(jì)數(shù)器 管腳圖及工作原理CD4511 譯碼器管腳圖及工作原理NE555 定時器管腳圖及工作原理共陰

3、極數(shù)碼管的使用說明書數(shù)字電子技術(shù)第九版英文改編版電子工業(yè)出版社3/20紅外計(jì)件器成績評定表口試（答辯）成績報(bào)告成績總評成績4/20紅外計(jì)件器摘要隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，紅外計(jì)件器已被應(yīng)用于生活中的方方面面。如生產(chǎn)流水線，數(shù)據(jù)采集生產(chǎn)工位的工作量計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)，停車場車位計(jì)數(shù)，旅游景點(diǎn)、超市、娛樂場所等的人數(shù)自動統(tǒng)計(jì)，工廠自動化控制系統(tǒng)等。本文設(shè)計(jì)并制作一個簡易的紅外計(jì)件器，當(dāng)“貨物”從收發(fā)模塊經(jīng)過后，數(shù)碼管顯示數(shù)值加 1；當(dāng)有“貨物”通過紅外檢測電路時，紅外檢測電路輸出檢測脈沖，若2 秒內(nèi)沒有“物”通過紅外收發(fā)模塊，即紅外檢測電路輸出脈沖失落時，蜂鳴器報(bào)警；計(jì)件過程中，可通按鍵隨時清除計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)。關(guān)鍵

4、詞： 紅外檢測， NE555，計(jì)數(shù)模塊，蜂鳴報(bào)警5/20紅外計(jì)件器AbstractAlong with the rapid development of science and technology, the infrared piece has been used in all aspects of life. Such as production line, data collection production location count workload statistics, parking lot counter, tourist attractions, the supermar

5、ket, the number of entertainment to statistic, factory automation control system, etc.In this paper a simple design and production of the infrared piece, when "goods" from transceiver module after, digital pipe display numerical add 1; When there is "goods" through the infrared d

6、etection circuit, infrared detection circuit testing pulse output, if 2 seconds no "the thing" through the infrared transceiver module, namely the infrared detection circuit output pulse lose, a buzzer alarm; In the process of piece, can connect button clear count data at any timeKeywords:

7、 infrared detection, NE555, counting module, hum, call the police6/20紅外計(jì)件器目錄前言 .8第一章系統(tǒng)功能原理及硬件介紹 .91.1 74HC192 介紹 .91.2 CD4511 介紹 .111.3 NE555 的介紹 .13第二章理論分析 .152.1.1 計(jì)數(shù)器及顯示模塊 .152.1.2失落脈沖檢測模塊 .16第三章各模塊電路設(shè)計(jì) .163.1計(jì)數(shù)器及顯示模塊 .163.2失落脈沖檢測模塊 17第四章電路與程序設(shè)計(jì) .174.1程序流程圖 .174.2總的電路圖 .19總結(jié) .20 參考文獻(xiàn) .207/20紅外計(jì)件器

8、前言紅外計(jì)件器已被應(yīng)用于生活中的方方面面，如生產(chǎn)流水線， 數(shù)據(jù)采集生產(chǎn)工位的工作量計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)，停車場車位計(jì)數(shù)，旅游景點(diǎn)、超市、娛樂場所等的人數(shù)自動統(tǒng)計(jì)，工廠自動化控制系統(tǒng)等。本文設(shè)計(jì)并制作一個簡易的紅外計(jì)件器，當(dāng)“貨物”從收發(fā)模塊經(jīng)過后，數(shù)碼管顯示數(shù)值加1；當(dāng)有“貨物”通過紅外檢測電路時，紅外檢測電路輸出檢測脈沖，若2 秒內(nèi)沒有“物”通過紅外收發(fā)模塊，即紅外檢測電路輸出脈沖失落時，蜂鳴器報(bào)警；計(jì)件過程中，可通按鍵隨時清除計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)。8/20紅外計(jì)件器第一章系統(tǒng)功能原理及硬件介紹紅外計(jì)件器， 當(dāng)“貨物” 從收發(fā)模塊經(jīng)過后， 數(shù)碼管顯示數(shù)值加 1；當(dāng)有“貨物”通過紅外檢測電路時，紅外檢測電路輸出檢測脈

9、沖，若2 秒內(nèi)沒有“貨物”通過紅外收發(fā)模塊， 即紅外檢測電路輸出脈沖失落時，蜂鳴器報(bào)警；計(jì)件過程中，可通過按鍵隨時清除計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)。紅外計(jì)件器系統(tǒng)框圖如圖1 所示：數(shù)碼管顯示模塊紅外檢測模塊計(jì)數(shù)器模塊失落脈沖檢測模塊蜂鳴器模塊圖 1 系統(tǒng)組成框圖1.1 74HC192介紹十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器74LS192引腳圖管腳及功能表74LS192是同步十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器，它具有雙時鐘輸入，并具有清除和置數(shù)等功能，其引腳排列及邏輯符號如下所示：9/20紅外計(jì)件器圖 5-4 74LS192 的引腳排列及邏輯符號（ a）引腳排列 (b) 邏輯符號圖中：為置數(shù)端，為加計(jì)數(shù)端，為減計(jì)數(shù)端，為非同步進(jìn)位輸出端，為非同步借位輸

10、出端，P0、P1、P2、 P3為計(jì)數(shù)器輸入端，為清除端， Q0、 Q1、Q2、Q3為數(shù)據(jù)輸出端。其功能表如下：表 5-2 74LS192 的功能表10/20紅外計(jì)件器1.2 CD4511介紹12.1 CD4511的特點(diǎn)CD4511 是一個用于驅(qū)動共陰極LED （數(shù)碼管）顯示器的 BCD 碼七段碼譯碼器，特點(diǎn)如下：具有 BCD轉(zhuǎn)換、消隱和鎖存控制、七段譯碼及驅(qū)動功能的CMOS電路能提供較大的拉電流?？芍苯域?qū)動LED顯示器。用 CD4511實(shí)現(xiàn) LED與接口方法如下圖：1.2.2 CD4511的功能介紹BI ：4 腳是消隱輸入控制端，當(dāng) BI=0 時，不管其它輸入端狀態(tài)如何，七段數(shù)碼管均處于熄滅（

11、消隱）狀態(tài)，不顯示數(shù)字。11/20紅外計(jì)件器LT ：3 腳是測試輸入端，當(dāng) BI=1，LT=0 時，譯碼輸出全為 1，不管輸入 DCBA狀態(tài)如何，七段均發(fā)亮，顯示“ 8”。它主要用來檢測數(shù)碼管是否損壞。LE：鎖定控制端，當(dāng) LE=0時，允許譯碼輸出。LE=1 時譯碼器是鎖定保持狀態(tài)，譯碼器輸出被保持在 LE=0時的數(shù)值。A1 、A2、 A3、A4、為 8421BCD碼輸入端。a 、b、c、d、e、f 、g：為譯碼輸出端，輸出為高電平1有效。CD4511的內(nèi)部有上拉電阻，在輸入端與數(shù)碼管筆段端接上限流電阻就可工作。12.3 CD4511的引腳CD4511具有鎖存、譯碼、消隱功能，通常以反相器作輸

12、出級， 通常用以驅(qū)動 LED。其引腳圖如 3-2 所示。各引腳的名稱：其中 7、1、2、6 分別表示 A、B、 C、 D； 5、 4、 3 分別表示 LE、 BI 、LT；13、12、 11、10、9、15、 14 分別表示 a、 b、 c、 d、 e、 f 、 g。左邊的引腳表示輸入，右邊表示輸出，還有兩個引腳 8、 16 分別表示的是 VDD、VSS。1.2.4CD4511的工作原理1CD4511的工作真值表如表3-22鎖存功能譯碼器的鎖存電路由傳輸門和反相器組成 , 傳輸門的導(dǎo)通或截止由控制端 LE 的電平狀態(tài)。當(dāng) LE 為“ 0”電平導(dǎo)通， TG2截止；當(dāng) LE 為“ 1”電平時， T

13、G1截止， TG2導(dǎo)通，此時有鎖存作用。如圖 3-33譯碼4消隱BI 為消隱功能端，該端施加某一電平后，迫使B 端輸出為低電平，字形消隱。消隱控制電路如圖3-4 所示。消隱輸出 J 的電平為J=（C+B）D+BI如不考慮消隱 BI 項(xiàng)，便得 J=（B+C） D據(jù)上式，當(dāng)輸入 BCD代碼從 1010-1111時， J 端都為“ 1”電平，從而使顯示器中的字形消隱。輸入輸出LE BI LIDCBAabcdefg顯示XX0XXXX 11111118X01XXXX0000000消隱01100001111110012/20紅外計(jì)件器011000101100001011001011011012011001

14、11111001301101000110011401101011011011501101100011111601101111110000701110001111111801110011110011901110100000000消隱01110110000000消隱01111000000000消隱01111010000000消隱01111100000000消隱0111111000000消隱111XXXX鎖存鎖存表 3-2 CD 4511的真值表1.3NE555的介紹NE555是一種應(yīng)用特別廣泛作用很大的的集成電路，屬于小規(guī)模集成電路，在很多電子產(chǎn)品中都有應(yīng)用。NE555的作用是用內(nèi)部的定時器來構(gòu)成

15、時基電路，給其他的電路提供時序脈沖。NE555時基電路有兩種封裝形式有，一是dip 雙列直插 8 腳封裝，另一種是sop-8小型（ smd）封裝形式。其他ha17555、lm555、ca555 分屬不同的公司生產(chǎn)的產(chǎn)品。內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理都相同。NE555的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可等效成23 個晶體三極管 .17 個電阻 . 兩個二極管 . 組成了比較器 .RS 觸發(fā)器 . 等多組單元電路 . 特別是由三只精度較高 5k 電阻構(gòu)成了一個電阻分壓器 . 為上 . 下比較器提供基準(zhǔn)電壓 . 所以稱之為 555。13/20紅外計(jì)件器NE555屬于 cmos工藝制造。NE555引腳圖介紹如下：1地GND 2 觸發(fā)3

16、輸出4復(fù)位 5控制電壓6 門限 (閾值） 7放電8電源電壓 Vcc14/20紅外計(jì)件器第二章理論分析紅外件計(jì)數(shù)器采用了 74HC192計(jì)數(shù)器， CD4511譯碼器，共陰極數(shù)碼管和 NE555定時器，蜂鳴器報(bào)警。2.1.1 計(jì)數(shù)器及顯示模塊將一片 74HC192 的 DOWN 和 LOAD 端口接高電平， BO 接下一片74HC192 的 UP 端口。CLR 端口與開關(guān)相接，實(shí)現(xiàn)清除計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)的功能。將 CD4511 的 EL 端接地， BI 和 LT 端口接高電平。15/20紅外計(jì)件器2.1.2失落脈沖檢測模塊使用 NE555時基芯片及其它電子元件設(shè)計(jì)一個能檢測2 秒內(nèi)無脈沖的失落脈沖檢測電路；

17、失落脈沖檢測電路的輸入信號為信號1 或信號2( 詳見附 2: 組裝部分電路原理圖 ) ，當(dāng)有“貨物”通過時，信號 1 輸出高脈沖，信號 2 輸出低脈沖；第三章各模塊電路設(shè)計(jì)3.1 計(jì)數(shù)器及顯示模塊信號輸入 UP 端口， CLR 接高電平，計(jì)數(shù)器正常工作。圖 7計(jì)數(shù)器及顯示原理圖16/20紅外計(jì)件器3.2失落脈沖檢測模塊圖 9 檢測失落脈沖的NE555電路第四章電路與程序設(shè)計(jì)4.1 程序流程圖17/20紅外計(jì)件器開始紅外檢測模塊失落脈沖檢測模塊蜂鳴器模塊計(jì)數(shù)器模塊數(shù)碼顯示模塊結(jié)束18/20紅外計(jì)件器4.2總的電路圖19/20紅外計(jì)件器總結(jié)通過為期一周的課程設(shè)計(jì)， 利用書本上學(xué)過的數(shù)字電路部分知識， 運(yùn)用到實(shí)際的電路設(shè)計(jì)中去， 充分調(diào)動自己課堂上所沒有的積極性， 完全考自己的能力和有限的知識去解決紅外計(jì)件器。利用網(wǎng)絡(luò)這個信息匯集的領(lǐng)域，通過檢索、閱讀，提高自己閱讀文本的本領(lǐng)。對芯片工作原理的認(rèn)識得到提升， 把課本上的抽象轉(zhuǎn)化為具體中去。 對設(shè)計(jì)電路的趣味性有很大的提高，激發(fā)自己動手的積極性。本設(shè)計(jì)在選題及研究過程中得到初老師的悉心指導(dǎo)。老師多次詢問研究進(jìn)程，并為我指點(diǎn)迷津，幫助我開拓研究思路，精心點(diǎn)拔、熱忱鼓勵。教師一絲不茍的作風(fēng)，嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的態(tài)度，踏踏