紅外人流量計(jì)數(shù)器實(shí)訓(xùn)報(bào)告

1、電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)報(bào)告題 目 紅外線人流量計(jì)數(shù)器_學(xué)生姓名專業(yè)班級(jí)學(xué) 號(hào)系 （部）指導(dǎo)教師實(shí)訓(xùn)時(shí)間實(shí)訓(xùn)報(bào)告評(píng)語等級(jí)：評(píng)閱人：職稱：年月日一、 實(shí)訓(xùn)目的1、培養(yǎng)動(dòng)手能力，在實(shí)踐中加強(qiáng)對(duì)理論知識(shí)的理解。2裝調(diào)的全過程的方法。3、掌握查找及排除電子電路故障的常用方法。4、學(xué)習(xí)使用 、protel 電路仿真與設(shè)計(jì)軟件，動(dòng)手繪制電路圖。二、實(shí)訓(xùn)設(shè)備及儀器1、電烙鐵：焊接的元件多，所以使用的是外熱式電烙鐵，功率為 30 ，烙鐵頭是銅制。2、螺絲刀、鑷子等必備工具以及練習(xí)焊接時(shí)用的銅絲。3、錫絲：由于錫熔點(diǎn)低，焊接時(shí)，焊錫能迅速散步在金屬表面焊接牢固，焊點(diǎn)光亮美觀。4、松香，導(dǎo)線，剝線鉗等其它需要用到的工

2、具。5、相關(guān)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目所需的電路板，電子元件等。三、實(shí)訓(xùn)要求1、識(shí)別不同的電子元器件的規(guī)格和種類，熟練掌握焊接技術(shù)。2、按照電路圖設(shè)計(jì)合理安排元器件的位置，連接好電路，對(duì)接口進(jìn)行焊接，完成對(duì)指定功能的測(cè)試。未達(dá)到測(cè)試要求的重新調(diào)試，直至排除故障。四、實(shí)訓(xùn)電路設(shè)計(jì)（1人流量計(jì)數(shù)器主要包括以下幾個(gè)內(nèi)容：進(jìn)出門判斷、譯碼和編碼、顯示部分和報(bào)警部分。框圖如下：進(jìn)門判斷電路出門判斷電路譯碼編碼電路報(bào)警電路顯示電路（21、 紅外線的發(fā)射與接收這部分主要用的是紅外對(duì)管如下圖所示：圖 1圖 2圖 1 為實(shí)際的管子1、紅外線發(fā)射管圖 2 為內(nèi)部電路。如圖 1 中的白色管子，紅外線發(fā)射管也稱紅外線發(fā)射 二極管，屬于

3、二極管類。 它是可 以將電 能直接轉(zhuǎn) 換成近 紅外光 （不可 見光） 并能輻 射出去的發(fā)光器件，2、紅外線接收管如圖 1 中的黑 色管子，它是一個(gè)具有光敏特 征的 PN 管，具有單 向?qū)щ娦?，因此工作時(shí) 需加上反向電壓。無光 照時(shí)，有很小的飽和反向 漏電流（暗電流）。此 時(shí)光敏管不導(dǎo)通。當(dāng)光 照時(shí)，飽和反向漏電流馬 上增加，形成光電流， 在一定的范圍內(nèi)它隨入 射光強(qiáng)度的變化而增大。而單獨(dú)的 用紅外對(duì)管不加其他電 路，那么他們之間的距 離太近，所以要加上其他 電路，增大發(fā)射與接收的內(nèi)力。 具體原理圖如下所示：圖 3如圖 3 所示，為紅外 線發(fā)射電路通過左邊的振蕩電 路，以及三極管放大電路，很 大

4、程度上的增加了發(fā)射距離，使 得效果更好。圖 4如圖 4 所示， 為紅外接收電路，無光照時(shí)，有 很小的飽和反向漏電發(fā)過流（暗 電流）經(jīng)過三極管的放 大，集電極上的電流也 比較小，所以R3 兩端的電壓比較小，從而輸出高電平 當(dāng)光照時(shí) ，飽和反向漏 電流馬上增加，形成光 電流，在經(jīng)過三極管的 放大，使得集電極上的電流 變大，從而使 得 R3 兩端的電壓增大 而輸出低電平 。3、對(duì)紅外線發(fā) 射管的檢測(cè)方法由于紅外 線是人肉眼看不見的， 所以我們不能通過肉眼 來觀察，但是照相機(jī)可以 觀察的到紅外線， 們可以把紅外線發(fā)射電路接通 ，然后拿出手機(jī) ，打開照相機(jī)，正對(duì)著發(fā)射管， 看二極管是否亮。4、該部分的總

5、 原理為 ：當(dāng)沒有人 經(jīng)過時(shí)，由于接收管與 發(fā)射管正對(duì)，發(fā)射管有 光傳給接收管，所以輸 出為低電平，當(dāng)有人通 過時(shí)，發(fā)射管發(fā)射的紅 外線被阻擋，接收管接收不 到紅外線，所以輸出顯示高電平 。2、 進(jìn)出門判斷電路該部分電路主要靠 7474 來實(shí)現(xiàn)圖 5圖 5 為 7474 內(nèi)部構(gòu)造，是有兩片 D觸發(fā)器組成工作電壓為 2V 0.8V CP 上升的過程中輸出改變。其邏輯功能表為：圖 6具體的過程如下：圖 7具體原理圖如圖 7 所示，傳感器傳過來的電平信號(hào)可由高低電平模擬，當(dāng) S、R都接高電平的時(shí)候，一旦 CLK 來一個(gè)高電平脈沖輸出就改變。由于門禁系統(tǒng)里外分別安裝兩個(gè)傳感器 、，有人經(jīng)過時(shí)感應(yīng)器會(huì)從

6、正常狀態(tài)變?yōu)榉钦顟B(tài)，產(chǎn)生 CP 脈沖信號(hào)變化。每當(dāng)有人先經(jīng)過傳感器 A時(shí)，經(jīng)過一次狀態(tài)變化，當(dāng)此人再次經(jīng)過傳感器 B 時(shí)，表明此人已進(jìn)入，此時(shí)記錄進(jìn)入人數(shù)的計(jì)數(shù)器加一，反之當(dāng)有人先經(jīng)過傳感器 B 再經(jīng)過傳感器 A 是表明此人已出去，此時(shí)記錄出去人數(shù)的計(jì)數(shù)器加一。工作過程分析：門系統(tǒng)中安裝兩個(gè)傳感器 A、B，與 A 相連的觸發(fā)器為 D1，與 B 相連的觸發(fā)器為 D2，無人經(jīng)過時(shí)傳感器輸出信號(hào)為低電平，有人經(jīng)過時(shí)輸?shù)?D 觸發(fā)器的 R 端有效，Q 端輸出為 0 此時(shí)不計(jì)數(shù)。當(dāng)有人經(jīng)過 A 時(shí)而未經(jīng)過 B 時(shí)，A 輸出變?yōu)楦唠娖?，D1 D1 觸發(fā)器無時(shí)鐘脈沖信號(hào)輸入，Q1 端輸出保持不變?nèi)詾?0

7、，而由于觸發(fā)器 B 沒有信號(hào)變化，D2 的狀態(tài)不發(fā)生變化輸出 Q2 也為 0，當(dāng)有一時(shí)刻人既經(jīng)過 A 又經(jīng)過 B 傳感器時(shí)，B 傳感器輸出變?yōu)楦唠娖?，該電平脈沖上升沿觸發(fā) D1，使 Q1 端輸出變?yōu)楦唠娖?，此脈沖信號(hào)的上升沿觸發(fā)進(jìn)人計(jì)數(shù)器加一，說明有一人進(jìn)入，而此時(shí) D2 無時(shí)鐘脈沖輸入，Q2 端輸出仍為 0。當(dāng)有人經(jīng)過 B 而未經(jīng)過 A 時(shí)，由于此時(shí) A 觸發(fā)器沒有狀態(tài)變化輸出為 0，D2 Q2 端輸出保持不變?nèi)詾?0，而D1 的狀態(tài)不發(fā)生變化輸出 Q1 也為 0 B 又經(jīng)過 A 傳感器時(shí)，A 傳感器輸出變?yōu)楦唠娖剑撾娖矫}沖上升沿觸發(fā)D2，使Q2 端輸出變?yōu)楦唠娖剑嗣}沖信號(hào)的上升沿觸發(fā)出

8、去計(jì)數(shù)器加一說明有一人出去，而此時(shí)D1 Q1 端輸出仍為 0。3、 譯碼顯示電路該部分電路主要用到 40110 芯片圖 8如圖 8 所示，為 40110 各引腳說明，CR 為清零端，高電平清零，CT 為計(jì)數(shù)允許端，低電平開始計(jì)數(shù)，LE 為為鎖存器預(yù)置端，接低電平計(jì)數(shù)。40110 集合了計(jì)數(shù)器、譯碼器、驅(qū)動(dòng)器于一體，不但使得電路變得簡(jiǎn)單，而且使得電路焊接起來省時(shí)省事。顯示部分用的是七段數(shù)碼管圖 9圖 10圖 9 10 COM個(gè)限流電阻 200 歐姆左右。具體的連接電路如圖：圖 115 去為低電平。對(duì)于 40110 芯片，它既可以正計(jì)時(shí)又可以倒計(jì)時(shí)，所以如果正計(jì)時(shí)，則10 腳連接下一個(gè)芯片的 9

9、腳，11 腳連接下一個(gè)芯片的 7 腳。該部分總體連接電路為：圖 124、 報(bào)警電路間，就會(huì)出現(xiàn)報(bào)警信號(hào)，提醒人員趕緊離開。該部分用到了 555 電路產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)，40110 進(jìn)行譯碼以及其他的門電路組成。圖 13圖 13 為 555 電路的連接方法,根據(jù)555 電路產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)的公式 T=2(R1+2*R2)CLn2 可以計(jì)算的，當(dāng) R2=51K，R3=47K，C=10uf 是產(chǎn)生的周期正好是 1S。3 端為輸出端，輸出信號(hào)接到 40110 的 9 腳，開始正計(jì)時(shí)。當(dāng)輸出為 4 秒（ABCDEFG 為 1111100）是開始報(bào)警，具體連接如圖：圖 14而 5 端是通過 7474 的兩個(gè)輸入端

10、clk1 和 clk2 通過與非門連接，一旦 clk1、clk2 出現(xiàn)高電平，則 40110 開始計(jì)數(shù)，超過四秒開始報(bào)警。五、實(shí)訓(xùn)仿真結(jié)果與分析圖 15如圖 15 所示，當(dāng)有人經(jīng)過左邊的對(duì)管時(shí)，左邊先出現(xiàn)高電平，同時(shí)右邊的D 觸發(fā)器的 R 端出現(xiàn)高電平，當(dāng)人進(jìn)過右邊的對(duì)管時(shí)，出現(xiàn)高電平，又由于R 端DQ=Q，實(shí)現(xiàn)了電平的翻轉(zhuǎn)。輸出高電平給 40110 的正計(jì)數(shù)端信號(hào)，40110 開始正計(jì)數(shù)。 D 觸發(fā)器的 R R 端已經(jīng)是高電平，同時(shí)又有時(shí)鐘信號(hào)，所以左邊的D 觸發(fā)器輸出發(fā)生改變，即 Q=Q，實(shí)現(xiàn)了電平的翻轉(zhuǎn)。輸出高電平給 40110 的倒計(jì)數(shù)端，40110 開始倒計(jì)數(shù)。40110 的清零端，

11、使得清零端為低電平，開始計(jì)時(shí)，當(dāng) GF 輸出為高電平時(shí)，蜂鳴器開始響，實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能。六、電路制作與調(diào)試電路的制作主要分 3 部分，接收一部分，發(fā)射一部分，顯示與報(bào)警一部分。所以我用了 5 塊板子。2 個(gè)小一點(diǎn)做發(fā)射部分，2 個(gè)小的做接收部分，1 個(gè)大板工作。正常。的來，每焊接好一部，我們都要進(jìn)行測(cè)試，看看功能是否實(shí)現(xiàn)，若沒有，檢查電路，分析原因。面的 RC 振蕩電路。所以我們要調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，調(diào)整到合適的頻率，使得跳動(dòng)樣可以大幅度的減少外界光對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響。是經(jīng)過多次的實(shí)驗(yàn)，整體上還是符合要求的，進(jìn)門加 1，出門減 1。實(shí)現(xiàn)了原來設(shè)計(jì)的目的。達(dá)到了預(yù)期的結(jié)果，實(shí)驗(yàn)成功。七、實(shí)訓(xùn)心得擬電子技術(shù)的相關(guān)知識(shí)又有了更深一步的了解，并且學(xué)會(huì)了怎樣運(yùn)用所學(xué)的知候，沒有查閱數(shù)碼顯示管的參數(shù)，直接用5V 的電壓進(jìn)行測(cè)試，沒想到數(shù)碼管明完全，進(jìn)退位功能實(shí)現(xiàn)不了。還有就是在連接 7474 的時(shí)候，高低電平接錯(cuò)了，過來之后，一切正常。接基本上沒問題，課就是不工作，原因可能就是焊接的問題。小東西，一旦我們做成功了，我們會(huì)有很大的驚喜與快樂。人是很難焊好一些不容易下手的地方，需要另外一個(gè)人的配合。補(bǔ)這些不足。 PCB以后我也應(yīng)該多學(xué)點(diǎn)知識(shí)，彌補(bǔ)自己的不足。附錄：附錄一：元器件清單