《數(shù)字電子技術》課程設計報告

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1、《數(shù)字尅子技術》課程設計題目學生姓名專業(yè)班級學號院（系）指導教師完成吋間光敏計數(shù)器電氣工程學院****2013年12月8日1課程設計的目的12課程設計的任務與要求13設計方案與論正23.1力-案一23.2方案二33.3方案三54設計原理及功能說明65單元電路的設計75.1元器件說明75.2單元電路設計96制作與調試117總結12參考文獻15附錄—：總體電路原理圖16附錄二：元器件清單181課程設計的目的現(xiàn)今人們在生活、學習和工作中，經(jīng)常需要對某種物品進行數(shù)量統(tǒng)計。而在學校的教學中，也吋常要對教室或實驗室里的人數(shù)進行統(tǒng)計，以便了解需要準備的教學儀器或是參考資料的數(shù)口。常

2、規(guī)的機械計數(shù)和人工計數(shù)不僅麻煩,而且極為浪費時間和資源。隨著社會自動化的不斷普及，人們日漸需求一種自動計數(shù)的裝置。在學習了脈沖數(shù)字電路的基礎上，筆者設計了一種利用光線的通斷來統(tǒng)計數(shù)目的光控計數(shù)器。其主要系統(tǒng)組成為：光電轉換模塊、整形模塊、吋序控制模塊、計數(shù)譯碼模塊和顯示模塊，通過對光電的轉換，由時序邏輯電路控制，達到自動計數(shù)的功能。此產(chǎn)品簡單方便，非常易于用于實際生活中,有教高的實用價值。2課程設計的任務與要求本設計主要是在《數(shù)字電子技術》的基礎上利用光線的通斷來統(tǒng)計計數(shù)。本電路的指導思想是設計電路光控電路，放置在流水線旁。當有產(chǎn)品通過光電門吋，都會先觸發(fā)光控電路，根

3、據(jù)光控電路產(chǎn)牛觸發(fā)脈沖令計數(shù)器進行加計數(shù)。要求通過后面的編碼芯片和譯碼芯片在數(shù)碼管上顯示數(shù)據(jù)，要求計數(shù)器的最大計數(shù)容量為99o3設計方案與論正3.1方茱一的產(chǎn)品數(shù)量，因此可以在內部存儲器空間定義它的顯示緩存區(qū)，用來暫存數(shù)碼管顯示的當前值。系統(tǒng)在初始化程序之中，設置外部屮斷0產(chǎn)生屮斷標志TO,并初始化值為Oo當有外部屮產(chǎn)生吋，相應的中斷置1。當外部中斷0產(chǎn)生中斷時，在主程序中掃描TO是否為1。當TO為1時，調用光電計數(shù)子程序，將顯示暫存變量加l,o每當通過光電門的產(chǎn)品數(shù)量達到12時，蜂鳴器響一聲，并清零緩存，繼續(xù)計數(shù)。設計原理圖如圖3?2工作原理：由于光電技術電路需要在

4、數(shù)碼管上顯示通過光電門U.J-3.2方案二設計構思圖如圖3-3圖3-3構思圖設計原理圖如圖3-4圖3-4丿京理圖工作原理：首先由光控電路將接收的光信號轉換為電信號，經(jīng)由555定時器組成的施密特觸發(fā)器整形和555定時器組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器觸發(fā)脈沖，輸出計數(shù)脈沖信號。再通過計數(shù)器和譯碼器,在數(shù)碼顯示管上顯示數(shù)R的增加或減少，實現(xiàn)口動計數(shù)的功能。3.3方案三設計構思如圖3-5圖3-5構思圖設計原理圖如圖3-6R1DIVCCVCC165$iVCCOi10<0TDMWISWU!RB!LT▼=±C27吃QA0QCQDRoll)腑腑酬gCKB跑4--?-^^RsrTffiDEC(VO

5、LTTRIGOHGM)RSTvtc1HRDISCCVOLTTRIGorrGXDLS15S5HLiAObAlc.42dA3ef制eILioT15.?MlDP炳Rg￡CBHBOVOCRBILTaA0bAlcA!dA)eIIJ_101_Ls[K2圖3-6原理圖工作原理：首先由光控電路將接收的光信號轉換為電信號，經(jīng)施密特觸發(fā)器整形觸發(fā)脈沖，輸出計數(shù)脈沖信號。再通過計數(shù)器和譯碼器，在LED數(shù)碼顯示管上顯示數(shù)口的增加或減少，實現(xiàn)自動計數(shù)的功能。3.4方案的確認經(jīng)過小組成員的多次仿真和商議，決定，方案一的電路利用了單片機的原理與本次的《數(shù)字電子技術》實訓的要求不符所以直接放棄。方案

6、二的電路經(jīng)多次仿真和調試沒冇實現(xiàn)預期結果也由于電路功能過于復雜不適合初學者制作也放棄。所以最后決定使用方案三。4設計原理及功能說明設計原理：光電轉換電路用于將光信號轉換為系統(tǒng)所需的電信號。由于需要進行數(shù)目的加和減的運算，此部分需要兩個相同的光控電路。每個電路的組成為：一個發(fā)射管，一個接收管以及一個三極管，同時還有一個20歐姆和一個20K歐姆的電阻。接通電源后，接收管接收到發(fā)射管射來的紅外光線。當冇人通過兩個二極管間吋，三極管電流增大，內阻減小，集電極輸出低電平，送至施密特觸發(fā)器。本課題中選用的是555雙D觸發(fā)器，用于和其它芯片一起構成時序邏輯電路。由于555是上升邊沿

7、觸發(fā)的邊沿D觸發(fā)器，電路結構是維特一阻塞型的，所以又稱維特一阻塞觸發(fā)器。它要求控制端D的信號應超前CP脈沖上升邊沿2Tpdl時間建立，并要求在CP脈沖觸發(fā)邊沿到來后繼續(xù)維持lTpdl吋間（此處的Tpdl是TTL門的平均傳輸延遲時間）。信號傳輸?shù)胶竺娴木幋a和譯碼部分。計數(shù)和譯碼由兩個個計數(shù)器、兩個譯碼器和兩個數(shù)碼管來完成，用于接收計數(shù)脈沖信號并將其轉化成單獨的信號輸出并顯示。在本課題中選用了74LS192加減計數(shù)器、CD4511譯碼器和共陰極LED數(shù)碼顯示管。功能說明：木電路的指導思想是設計光控電路，放置在流水線旁。當有產(chǎn)品通過光電門吋，都會先觸發(fā)光控