红外计件器设计报告
电子电路设计
题目:红外计件器设计
学院:信息科学与技术学院
专业:电子信息工程 班级:2010级(2)班 姓名
2012年7月26日
红外计件器设计
一、设计内容与要求:
设计一个简易的红外计件器。
基本要求:
(1)当“货物”从收发模块经过后,数码管显示值加1。 (2)当有“货物”通过红外检测电路时,红外检测电路输出检测脉冲,若2秒内没有“货物”通过红外收发模块,即红外检测电路输出的脉冲失落时,蜂鸣器报警。
(3)显示总件数十,用二位LED 显示器,最高可现实99。 (4)计件过程中,可通过按键随时清除计数数据。 二、设计方案
电路要具有计数、清零及显示的功能。当有“货物”通过时,用加法计分器通过控制电路加1。用二片计数器和二个数码管进行对件数的统计和显示。
系统框图如图1所示:
图1 系统框图
三、电路的设计 1、计数部分
设计要求记件数部分可以加1,考虑双时钟输入的十进制计数器74LS192。74LS192是同步十进制可逆计数器,为双时钟输入,具有同步清零和同步置数等功能,具体功能表如下:
故计件数部分电路设计如下:
2、显示部分
数码管按照其发光二极管的连接方式不同,可分为共阳极和共阴极两种。共阴极是指数码管中所有发光二极管的阴极连在一起接低电平,而阳极分别由 a 、b 、c 、d 、e 、f 、g 输入信号驱动,当某个输入为高电平时,相应的发光二极管点亮;共阳极数码管则相反,它的所有发光二极管的阳极连在一起接高电平,而阴极分别由 a 、b 、c 、d 、e 、f 、g 输入信号驱动,当某个输入为低电平时,相应的发光二极管点亮。
由于计数器输出的是8421BCD 码,数码管不能直接显示成数字,为了让数码管显示人们看懂的数字,就需要把计数器输出的8421BCD 码转换成数码管显示的阿拉伯数字,这就需要译码器的翻译。
3、失落脉冲检测部分
设计要求若2秒内没有“货物”通过红外收发模块,即红外检测电路输出的脉冲
失落时,蜂鸣器报警。因此采用
NE555定时器。因为要求在2秒内没有“货
物”通过时蜂鸣器报警,所以应将555定时为2秒,本设计采用555定时器接成单稳态触发器。由此可以得到 T= 1.1RC 根据此公式可以得到电阻与电容的值。其电路图如下:
4、蜂鸣器部分
由于只要给蜂鸣器接一个高电位就会发声,故将555定时器的输出端与蜂鸣器连接。电路图如下:
5、分数清零部分
该部分可运用74LS192高电平清零的功能来实现。因只在需要时进行清零,故可安置一开关。这里可选择跳变开关,可省去清零后让其重新归位的操作,电路图如下:
四、仿真调试与分析
打开Multisim 10软件,将电路进行仿真调试。进行仿真时进行置零、加数操作,以确定电路既能能正常运行,又能满足题目的设计要求。仿真电路如下:
按下调试开关,数码管显示99,再按1,将显示清零。按2,开关闭合,将开关断开则计数器加1。如果在开关断开2秒后开关不闭
合则蜂鸣器开始发出报警声。
五、结论与心得
在这次课程设计中,使我对数字电子的一般设计和功能有了较为
宏观的了解,也提高了我的逻辑思维能力,使我在逻辑电路的分析与设计上有了很大的进步,进一步增进了对一些常见逻辑器件的了解。
开始电路设计只知道需要计数器,但究竟是哪一种或哪几种并不清楚,于是就在网上查找,看了一些相关的设计才知道要用74LS192双时钟十进制加法器,但对它们的功能不清楚,于是又查看与计数器相关的知识,才对以上那两个计数器功能有所了解,从而才开始下面的设计。
最终完成了该设计,满足了题目中的设计要求,但还有些不尽人意的地方。在进行仿真时,要想改变定时器的定时时间就需要改变外加电阻或电容的大小,但由于接入的是定值电阻,所以每次只能用重新换电阻的办法改变其阻值,操作时比较麻烦。在清零的时候每次都要按二次开关才能使用,因此我将其换为复位开关,那么只要按一次就可以将它清零了。这样就能对上面提到的不足进行有效的改进。
完成了这项课程设计,更加地清楚自己该如何的学习,如何的去掌握知识的应用,为以后的专业发展和工作奠定基础。
六、附录(元件清单表)
1、计数器74LS192(2片)
2、译码器CD4511(2片)
3、显示器(2片)
4、跳变开关(1个)
普通开关(1个)
5、电阻 (3个)
R32.2¦¸
6、电容(2个)
7、三极管 (PNP 1个)
8、5V 直流电源
9、蜂鸣器(1个)