电子系统课程设计
设计报告设计题目：光电计数器
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前言 (2)
一、设计任务 (2)
二、设计要求及技术指标 (3)
三、设计方案比较 (3)
四、主要元件介绍 (5)
五、电路设计 (10)
六、电路焊接与调试、故障分析与解决 (16)
七、收获与体会 (17)
八、参考文献 (17)
九、附仿真图、元件清单和实物图 (17)
光电计数器
指导教师
摘要：数字式电子计数器有直观和计数精确的优点，目前已在各种行业中普遍使用。数字式电子计数器有多种计数触发方式，它是由实际使用条件和环境决定的。有采用机械方式的接触式触发的，有采用电子传感器的非接触式触发的，光电式传感器是其中之一，它是一种非接触式电子传感器。这种计数器在工厂的生产流水线上作产品统计，有着其他计数器不可取代的优点。该例光电触发式电子计数器只有两位数，但通过级联可以扩展为四位，甚至多位。本文针对光电计数器的设计要求，翻阅了一些资料，基本能实现其所要求的功能。
关键词：电子计数器计数触发光电式传感器
Abstract:Digital electronic counter intuitive and counting accurate advantages, has currently in various industries commonly used. Digital electronic counter have multiple counts, it is triggered by the actual conditions of use and environments. Using the contact of mechanical way, have use trigger non-contact electronic sensors, photoelectric sensor trigger is one of these, it is a kind of non-contact electronic sensors. This counter on the factory production lines for product statistics, has the advantages of other counter irreplaceable. This example photoelectric trigger type electronic counter only two digits, but through the cascade can be extended for four, even more. Aiming at the design requirements of photoelectric counter, looked up some material, basic can realize its the required functions.
KEY WORDS: electronic counters counting trigger photoelectric sensor
前言
在啤酒、汽水和罐头等灌装生产线上，常常需要对随传送带传送到包装处的成品瓶进行自动计数，以便统计产量或为计算机管理系统提供数据。光电计数器是通过红外线发射和接收进行计数，有直射式和反射式两种，通常用于流水线作业工件计数。直射式的发射、接收分体，发生器和接收器分别置于流水线两边，中间没有阻挡时发射器的红外线射到接收器，接收器收到发射来的红外线，经相反处理使之没有信号输出，有工件经过时挡住光路，接收机失去红外线信号的便输出一个脉冲信号到运算累加器进行计数。发射式是发射、接收同体，置流水线一边，前面没有工件往下流时，发射器发出的红外线直接射出没有发射，接收器没有接收到反射来的红外线信号没有输出。有工件经过时挡住光电路使发射器发出的红外线信号发射到接收器上，接收器接收到反射来的红外线信号便输出一个脉冲信号到运算累加器进行计数。
一、设计任务
设计并制作一个光电计数器装置。
二、设计要求及技术指标
1．基本部分
（1）发光器件和光接收器件之间的距离大于1m；
（2）有抗干扰技术，防止背景光或瓶子抖动产生误计数；
（3）每计数100，用灯闪烁2s指示一下；
（4）LED数码管显示计数值。
2．发挥与扩展部分
（1）每计数100，用灯闪烁2s指示一下，同时喇叭发出提示音；
（2）设计一个倒计数器。
实现功能实现方法
发光器件和光接收器件之间的距离等于3m 采用调制解调管，并且在发送端通过三极管对信号进行放大，接收端用聚光头以达到更好的接受效果
有抗干扰技术，防止背景光产生误计数采用180k调制管产生单一频率红外光，接收端采用配套的180k解调管，从而防止了其他频率背景光的干扰。
防止瓶子抖动产生误计数采用施密特反相器对接收端输入信号整形，防止瓶子抖动产生的干扰脉冲带来的错误。
LED数码管显示计数值译码器输入端来自计数器输出端，输出端接
到数码管的相应管脚。
每计数100，用灯闪烁2s指示一下，同时喇叭发出提示音单稳态电路产生2s的正脉冲，对方波发生器产生的5Hz和625Hz的信号产生2s的定时作用，分别控制LED发光和蜂鸣器发生。
设计一个倒计数器计数器采用74LS190，可实现加/减计数，只要控制相应管脚即可
三、设计方案比较
方案一：采用组合逻辑电路和时序逻辑电路实现
电路框图如图3-1所示
图3-1 方案一电路框图
主要设计思路为：没有瓶子挡光时，光接收电路输出低电平，有瓶子挡光时，光接收电路输出高电平。所以每当有一个瓶子通过时，光电转换电路输出一个正脉冲通过单稳态电路给计数电路，计数电路累加计数。由于当计数达到99后，若再有瓶子通过，由555组成的单稳态电路便会输出一个持续时间为2s的高电平脉冲，与另一个由555组成的方波发生器电路一起经过一个与门以及三极管驱动后使LED灯闪烁2s，同时蜂鸣器发出响声作为提示音。
方案二：采用单片机编程实现
利用单片机外部中断方式，当光电转换电路检测到外界有物体移动时，输出由高电平变为低电平。将这一负跳变信号传送给单片机可使其产生一次外部中断，进而执行中断中的指令，由中断服务程序控制计数，LED灯闪烁以及蜂鸣器响。
程序流程图如图3-2所示
图3-2 方案二电路框图
方案比较：
方案一采用组合与时序逻辑电路,采用模块化方法设计电路图，易于实现对电路的检查，且制作成本较低。但其运用了较多的模拟器件，比较容易受到外界的影响。方案二运用单片机编程，可降低设计电路的周期。但编程与程序调试过程较为复杂，且购买单片机成本较高。故综合考虑后，我们决定采用了方案一完成本次课程设计，具体各部分电路图如下文所述。
四、主要元件介绍
1.1 74LS190
74LS190 为十进制同步加/减计数74LS190。其管脚图和功能表如图4-1和图4-2所示：
图4-1 74LS190 管脚图
图4-2 74LS190 功能表
74LS190 的预置是异步的，当置入控制端（ LD ）为低电平时，不管时钟CP 的状态如何，输出端（Q0～Q3）即可预置成与数据输入端（D0～D3）相一致的状态。74LS190 的计数是同步的，靠CP 加在4 个触发器上而实现。当计数控制端（CT ）为低电平时，在CP 上升沿作用下Q0～Q3同时变化，从而消除了异步计数器中出现的计数尖峰。当计数方式控制（U /D）为低电平时进行加计数，当计数方式控制（U /D）为高电平时进行减计数。只有在CP 为高电平时CT 和U /D 才可以跳变。74LS190 有超前进位功能。当计数溢出时，进位/错位输出端（CO/BO）输出一个低电平脉冲，其宽度为CP 脉冲周期的高电平脉冲；行波时钟输出端（ RC ）输一个宽度等于CP 低电平部分的低电平脉冲。利用 RC 端，可级联成N 位同步计数器，当采用并行CP控制时，则将RC 接到后一级CT ；当采用并行CT 控制时，则将RC 接到后一级CP。我们的设计中也用到了这个功能。
1.2 74LS47译码器
74LS47管脚图和功能表如图4-3和图4-4所示：
图4-3 74LS47管脚图
图4-4 74LS47功能表
74LS47是驱动共阳极LED数码管的译码驱动器。为了直接驱动指示灯，74LS47的输出端是低电平作用的，即输出为0是，对应的字段点亮；输出为1时，对应的字段熄灭。译码器有4个使能端，灯测试输入LT、静态灭灯输入BI、动态灭零输入RBI、动态灭零输出RBO。
当LT接低电平且BI/RBO端接高电平时，译码器各段输出低电平，数码管七段全亮，因此可利用此端输入低电平对数码管进行测试。RBI是动态灭零输入使能端，LT=1，RBI =0时，如果输入数码DCBA=0000，译码器各段输出端均为高电平，数码不显示数字，并且灭零输出RBO为0。利用RBI端，可对无意义的零进行消隐。BI是静态灭灯输入使能端，它与灭零输出RBO共用一个输出端，当BI=0，不论DCBA为何值状态，译码器各段输出均为高电平，显示器各段均不亮，利用BI可对数码管进行熄灭或工作控制。
RBO是动态灭零输出，当RBI=0，LT=1，DCBA=0000时，表示译码器出于灭零状态，此时BI/RBO为输出端，输出RBO=0。RBO端的设置主要用于多个译码器级联时，对
无意义的零消隐。
1.3 数码管
图4-5 数码管管脚图
中小型的荧光数码管和发光二极管显示器多采用七段形式显示。荧光数码管是一种真空管，其外形引脚如上图所示，灯丝兼作阴极，阳极由涂发光物质的材料制成，其形状为a 、b 、c 、d 、e 、f 、g ，七个笔画段构成的8字，也可增加一个点状显示灯表示小数点。阳极与阴极之间设有栅极，当灯丝加热时发射电子，经加20V 电压的栅极加速后撞击到阳极，如该阳极接有20V 高压则发出荧光；若该阳极未接高压则不发荧光，由此显示相应的字形。七段发光二极管显示器的原理与荧光显示器相似，用七个发光二极管构成a 、b 、c 、d 、e 、f 、g 七个笔画段，并分为共阳极和共阴极两种连接方法。共阳极是将七个发光二极管的阳极接在一起并接在正电源上，阴极接到译码器的各输出端，当哪个发光二极管的阴极为低电平时对应的那个发光二极管就导通发光。共阴极则是将七个发光二极管的阴极联在一起并接地，阳极译码器的各输出端，哪一个阳极为高电平时对应的那个二极管就发光。我们在实验中用到的是共阳极的数码管，在连接电路的时候将3、8两个管脚都接到正电源上。
1.4集成555定时器
集成555定时器的管脚图、内部结构图和功能表如图4-6、图4-7和表4-1所示：
图4-6 成555定时器的管脚图 图4-7集成555定时器内部结构图
U U
7 放电
表4-1集成555定时器功能表
TH（6）TR（2）R(4) OUT(3) T管D（7）× × L L 导通L
＞2/3UDD × H L 导通L
＜2/3UDD ＞1/3UDD H 不变不变不变
＜2/3UDD ＜1/3UDD H H 截止H 555定时电路由2个比较器、1个基本RS触发器、1个反相缓冲器、1个漏极开路的NMOS管和3个5K的电阻组成分压器组成。555外接适当的电阻、电容能方便的构成单稳态触发器和多谢振荡器。在本次设计中，我们采用555构成单稳态触发器来控制计数到达99时灯亮的时间以及防止瓶子抖动而重复计数；除此之外，还用555构成多谐振荡器来控制灯闪的频率和蜂鸣器发声的频率。
1.5 74LS14六反相器（有施密特触发器）
74LS14管脚图和功能表如图4-8和图4-9所示
图4-8 74LS47管脚图
Y=A
Input Output
A Y
L H
H
L
图4-9 74LS47功能表
1.6 74LS08与门
74LS14管脚图和功能表如图4-10和图4-11所示:
图4-10 74LS08管脚图
Y=AB
Input Output A B Y
L L H H
L
H
L
H
L
L
L
H 图4-11 74LS08功能表
五、电路设计
总体方案设计与原理框图
1.计数电路
计数部分选用异步预置加减计数器74LS190,（四位二进制计数）。要实现最大值为100的计数功能，我们采用两片74LS190级联，将低位片的进位端RCO与高位片CLK相连。扩展功能要求实现加减计数，我们在5管脚接入加减选择开关。同时加减计数初值不同(00/99)，我们加入预置开关，预置数D0位与D3位连接加减选择开关，D1与D2接地，即分别预置0000和1001（对应二进制数0和9）。预置开关连接在预置端与地间，按键送低电平，实现加减计数初值预置。具体电路实现如下：
图5-1 计数器电路
2.译码显示电路
译码输入端来自计数器输出端，输出端接至共阳数码管的八个管脚（实际焊接过程中在译码输出端通过1K的限流电阻接至数码管）。具体电路实现如下：
图5-2 数码管显示电路
3.单稳态电路
此部分电路需要实现计数器满后的两秒提示功能。即要为蜂鸣器发生电路和LED显示电路提供两秒的定时。t=1.1?R?C，选用R=200k,C=10uF,定时时间为2.2s满足要求。输入脉冲由高位计数器74LS190提供，输出脉冲用于驱动蜂鸣器与LED。因为大多数时间单稳态电路输出低电平，在计数器满时输出高电平，所以我们设计将LED正极接555输出端，负极接地。同时用NPN三极管驱动蜂鸣器发声。具体电路实现如下：
图5-3 单稳态电路
4.方波发声器
方波发生电路依然油NE555构成。NE555可构成任意频率的方波产生电路。根据LED 管发光和蜂鸣器发声频率要求不同设计电路如下
4.1 LED显示部分
由于人眼的视觉暂留效应，为准确分辨灯的闪烁，我们设计方波周期T=0.7×(100k+2×100k)×1u=0.21(s)。具体电路实现如下：
图5-4 LED显示方波产生电路
4.2蜂鸣器发声部分
蜂鸣器的发生频率在500~1000Hz之间。设计F=621Hz。设计周期T=0.7×(300+2×1k)×1u=1.61(ms)。具体电路实现如下：
图5-5 蜂鸣器发声方波产生电路
5. 驱动
5.1 LED灯闪烁电路
图5-6 LED灯闪烁电路
LED灯闪烁电路如上图所示，当输入端为高电平时，LED灯亮，当输入端为低电平时，LED灯灭。
5.2 蜂鸣器电路
图5-7蜂鸣器电路
蜂鸣器电路如上图5-7所示，原理与LED灯闪烁电路大致相同，在此不再赘述。
6. 红外发射接收电路
6.1 发射部分
采用调制管产生一个180k的波形信号，加到发光二极管上发射。我们利用三极管的开关作用，调制管的1管脚出来的电压较低时，三极管处于截止状态（C,E相当于断开），LED灯不亮；电压较大时可向基极加偏置电流使三极管导通（C,E相当于短路），LED 灯亮。
经过简单计算，取值为R1=R2=23.5Ω，R3=0~100Ω,调到70Ω左右即可。
图5-8 调制管实物图
电路图如下:
图5-9 发射电路
6.2 接收部分
采用180k解调管，将LED灯发出来的光进行解调。从无接收到接收，解调管2脚出来一个低电平，经过施密特反相器变为高电平，给74190一个从低到高的脉冲跃变，计数一次。施密特反相器还能进行波形整形，有一定的防抖功能。
图5-10 解调管实物图
电路图如下:
图5-11 接收电路
六、电路焊接与调试、故障分析与解决
在数电课程设计的基础上，我们对计数电路和显示电路都比较熟悉，焊接的时候就着重考虑电路布线问题，使整体电路排布更合理，连线尽量精简以让线路之间串扰较小。布线合理美观，焊接到位给我们调试过程无形减少了很多工作量。
555部分电路是本次课程设计中我们思考的很多的一部分。555先是实现单稳态定时功能，后是实现方波发声功能，我们在电路设计和焊接调试过程中都进行了较多的探索。
具体调试过程总结如下：
1.计数与显示部分电路
首先我们调试了电路的基本功能——计数功能。我们将电路预置在正向计数状态，在数电实验箱上给相应的芯片供电，给接收输入端（计数器脉冲输入端）以1Hz的方波信号，数码管能正确显示输入脉冲的数目。将电路预置在倒计数状态，同样可以实现正确的计数功能。
2.NE555和提示部分电路
首先我们检验单稳态电路的功能，在计数器满，高片计数器进位输出端有效后，检测到555输入端有一个负脉冲。然后我们分别检验LED和蜂鸣器部分的555电路。
在计数满之后，LED灯会亮，但是蜂鸣器不响。我们检查电路连接线路和焊点都没有问题，分析原理之后发现，是驱动三极管的问题——我们用的是9012（PNP管），实际上是单稳态电路和方波发生电路输出端分别相与，输出高电平驱动蜂鸣器发声的，所以我们改用9013（NPN管）。调整后测得蜂鸣器能正常发声。用示波器测得两个555输出端的信号频率，符合LED闪烁频率（2Hz）和蜂鸣器的发声频率(625Hz)。
然后将单稳态电路很方波发生电路连接在一起，测得在单稳态电路的控制下，LED 灯发光和蜂鸣器发声达到2秒的指标。
3.红外发射接收部分电路与整体调试
3.1 最初，红外发射、接收部分我们分别采用光敏发射、接收二极管。在电路整体
连接后，我们测试光电计数功能，发现有效距离最多在50厘米左右。
3.2通过查阅资料了解到，没有对红外光的放大和调制，光波的传输距离很短。所以
采用调制管和解调管式增加有效距离的最佳方案。我们采用180k的调制管和解调管，调制部分经三极管放大后驱动LED管发光，接收端将解调管得输出端加至施密特反相器的输入端。调整后测试得，有效距离明显加大，能达到2米以上。
3.3 思考加大有效距离的原理，我们进一步探索，发现加大三极管对发射信号的放
大作用、增大接收管对红外光的聚光作用能增加距离。所以我们调小三极管集电极的电位器，在接收管上增加一个聚光头。调整之后测得，有效距离进一步增加，能达到3米。
七、收获与体会
八、参考文献
[1]高吉祥．电子技术基础实验与课程设计．北京：电子工业出版社，2002年．
[2]彭介华．电子技术课程设计指导．北京：高等教育出版社，1997年．
[3]毕满清．电子技术实验与课程设计．北京：机械工业出版社，2001年
九、附仿真图、元件清单和实物图
名称参数数量电位器100Ω1个调制管180k 1个解调管180k 1个电阻47Ω4个电阻300Ω17个电阻100kΩ4个电阻 1.0kΩ1个电阻10kΩ1个电阻200Ω1个电容103 10nF 3个电容104 100nF 1个电容105 1uF 2个电解电容10uF 1个9013 2个LED灯2个74LS14 1个74LS190 2个74LS47 2个74LS08 1个NE555P 3个聚光镜1个单刀双掷开关2个2位数码管1个蜂鸣器1个
（理工科类） Ⅰ、课程设计（报告）题目： 对生产线产品计数的光电计数器设计 Ⅱ、课程设计（论文）工作内容 一、课程设计目的 1、通过电子技术基础（模 电、数电）课程的学习，使学生在掌握基本理论知识的基础上，学会常见电子集成器件的使用。2、通过设计一个模数结合 的小型电子电路系统，使学生了解电子电路设计的方法、步骤；学会元器件的选用；学会用软件仿真验证设计方案的正确性；培养综合运用知识和独立开展实践创新的能力。 3、通过搭建调试电路，进 一步熟悉相关仪器设备的使用。 4、通过绘制电路图，熟悉 Protel的使用，扩充专业知识技能。 5、规范化训练学生撰写技 术研究报告，提高书面表达能力。 二、课程设计任务与要求 1、基本部分： 1）由光耦实现产品监测； 2）由计数器对脉冲信号计数，计数结果经LED显示； 3）计数范围0~99，电路具备手动清零功能。 4）根据要求设计电路，画出原理图，用EWB仿真，验证设计方案；
5）学习使用Protel，画出系统的PCB图。 2、发挥部分： 1）计数结果要求实现十位数的动态“零消隐”，即：当计数结果不超过10时，十位数的那个数码管无显示； 2）报告第三部分给出其他设计方案，画出仿真实现的电路图，并与参考方案对比分析。 三、课程设计考核 平时20%；验收40%；报告40% 摘要 21世纪是信息时代，是获取信息，处理信息，运用信息的时代。传感与检测技术的重要性在于它是获得信息并对信息进行必要处理的基础技术，是获取信 息和处理加工信息的手段，无法获取信息则无法运用信息。 光电式传感器是将光信号转化为电信号的一种传感器。它的理论基础是光电效应。这类效应大致可分为三类。第一类是外光电效应，即在光照射下，能使电子逸出物体表面。利用这种效应所做成的器件有真空光电管、光电倍增管等。第二类是内光电效应，即在光线照射下，能使物质的电阻率改变。这类器件包括各类半导体光敏电阻。第三类是光生伏特效应，即在光线作用下，物体内产生电动势的现象，此电动势称为光生电动势。这类器件包括光电池、光电晶体管等。光电效应都是利用光电元件受光照后，电特性发生变化。敏感的光波长是在可见光附近，包括红外波长和紫外波长。数字式电子计数器有直观和计数精确的优点，目前已在各种行业中普遍使用。数字式电子计数器有多种计数触发方式，它是由实际使用条件和环境决定的。有采用机械方式的接触式触发的，有采用电子传感器的非接触式触发的，光
光电计数器实验报告 学生姓名李志 学号081244115 专业名称光信息科学与技术 指导教师易煦农 时间日期2011-10-19 摘要 21世纪是信息时代，是获取信息，处理信息，运用信息的时代。传感与检测技术的重要性在于它是获得信息并对信息进行必要处理 的基础技术，是获取信 息和处理加工信息的手段，无法获取信息则无法运用信息。 光电式传感器是将光信号转化为电信号的一种传感器。它的理论基础是光电效应。这类效应大致可分为三类。第一类是外光电效应，即在光照射下，能使电子逸出物体表面。利用这种效应所做成的器件有真空光电管、光电倍增管等。第二类是内光电效应，即在光线照射下，能使物质的电阻率改变。这类器件包括各类半导体光敏电阻。第三类是光生伏特效应，即在光线作用下，物体内产生电动势的现象，此电动势称为光生电动势。这类器件包括光电池、光电晶体管等。光电效应都是利用光电元件受光照后，电特性发生变化。敏感的光波长是在可见光附近，包括红外波长和紫外波长。数字式电子计数器有直观和计数精确的优点，目前已在各种行业中普遍使用。数字式电子计
数器有多种计数触发方式，它是由实际使用条件和环境决定的。有采用机械方式的接触式触发的，有采用电子传感器的非接触式触发的，光电式传感器是其中之一，它是一种非接触式电子传感器。采用光电传感器制作的光电式电子计数器。这种计数器在工厂的生产流水线上作产品统计，有着其他计数器不可取代的优点。 【关键词】光电效应光电传感器光电计数器 ABSTRACT The 21st century is the age of information, it is the access to information, treatment information, use of the information age. Sensing and detection technology is important because it is the access to information and the information necessary to deal with the underlying technology, is access to information and means of processing information, unable to get information you won't be able to use information. Photoelectric sensor is a light signal into an electric signal of the sensor. It is the theoretical basis of the photoelectric effect. These effects can be broadly divided into three categories. The first type is outside of the photoelectric effect, namely, in daylight, can make the tungsten surface. Use this effect caused by device with vacuum photocell, photomultiplier tubes, etc. The second category is the photoelectric effect, i.e., in the light, can make the electrical resistivity of the material change. Such devices include various types of photosensitive semiconductor. The third category is photo voltaic effect, in the light, the objects within the EMF EMF, this is called light-induced electromotive force. This class of
计数器工作原理及应用 除了计数功能外，计数器产品还有一些附加功能，如异步复位、预置数（注意，有同步预置数和异步预置数两种。前者受时钟脉冲控制，后者不受时钟脉冲控制）、保持（注意，有保持进位和不保持进位两种）。虽然计数器产品一般只有二进制和十进制两种，有了这些附加功能，我们就可以方便地用我们可以得到的计数器来构成任意进制的计数器。下面我们举两个例子。在这两个例子中，我们分别用同步十进制加法计数器74LS160构成一个六进制计数器和一个一百进制计数器。 因为六进制计数器的有效状态有六个，而十进制计数器的有效状态有十个，所以用十进制计数器构成六进制计数器时，我们只需保留十进制计数器的六个状态即可。74LS160的十个有效状态是BCD编码的，即0000、0001、0010、0011、0100、0101、0110、0111、1000、1001[图5-1]。 图5-1 我们保留哪六个状态呢？理论上，我们保留哪六个状态都行。然而，为了使电路最简单，保留哪六个状态还是有一点讲究的。一般情况下，我们总是保留0000和1001两个状态。因为74LS160从100 1变化到0000时，将在进位输出端产生一个进位脉冲，所以我们保留了0000和1001这两个状态后，我们就可以利用74LS160的进位输出端作为六进制计数器的进位输出端了。于是，六进制计数器的状态循环可以是0000、0001、0010、0011、0100和1001，也可以是0000、0101、0110、0111、1000和1001。我们不妨采用0000、0001、0010、0011、0100和1001这六个状态。 如何让74LS160从0100状态跳到1001状态呢？我们用一个混合逻辑与非门构成一个译码器[图5. 3.37b]，当74LS160的状态为0100时，与非门输出低电平，这个低电平使74LS160工作在预置数状态，当下一个时钟脉冲到来时，由于等于1001，74LS160就会预置成1001，从而我们实现了状态跳跃。
光电计数器的设计
北京交通大学 海滨学院 课程设计题目：光电计数器的设计 专业：光电信息工程班级：光电1101 学号： 11141006 姓名：陈国营
摘要 光电计数器的设计可以对某项物件进行计数，计数物件速度可慢，可快，在实际生产生活中具有广泛的应用，对通过的物体进行计数，在生产流水线包装数量控制等领域的应用，既能节省劳动力有能高效地完成任务，其次它也是光电技术的基础。 在光电计数部分我们考虑到脉冲信号的稳定度、方便检测是否能够产生脉冲信号，因此在电压比较器和NE555之间我们选择了NE555，又要利用遮断式红外控制原理对通过的物件计数，为了感应良好，我们使红外发光管与光电接收管相对安放，同时为避免自然光线干扰引起的误计数，同时因实验室条件有限，在光电计数器工作时尽可能的让房间里没有自然光照射进来。本计数器可实现0～99的计数显示。 每当物件通过一次，红外光被遮挡一次，光电接收管的输出电压发生一次变化，这个变化的电压信号通过放大和处理后，形成计数脉冲，去触发一个十进制计数器，便可实现对物件的计数统计。 关键字：计数脉冲感应光电
本课程设计主要是对于电子信息类专业的学生两年多来的专业知识学习的一个考验以及应用，也是相关专业的同学们开启理论通向实践之门的金钥匙，具有十分重要的意义，既能锻炼同学们的动手操作能力，又能反映出同学们对于电子设备的熟练程度及对简单典型电路原理应用和了解。 本课程设计为光电计数器的设计。光电技术是一门得到迅猛发展的学科，已经渗透到许多的相关的科学领域，应用非常的广泛，而具有代表性的是半导体激光器的广泛应用，具有高量子效率的负电子亲和势。光电阴极的光电倍增管和第三代微光像增强器件的实用化，超大规模的CCD面阵的固体摄像器件已在工业和民用领域都得到了广泛应用，在热成像光电中的红外焦平面技术的应用等等。 本文所讨论的光电计数器是一种比较初级的利用光电感应信号发出的脉冲进行计数的一种简单光电系统。
课程综合设计 课程名称：《数字电路实验》实验名称：《光电计数器》 学院：应用科技学院 专业：电子信息工程 年级：2012级 学号：____________ 姓名：____________
设计意义及实现功能: 工厂生产线或某些设备上（如打印机）常装有自动计数器，以便计算产量或为生产过程自动化合计算机管理系统提供数据，计数器种类很多，光电计数器是常见的一种。 设计并制作一个光电计数器，要求如下： （1）光源采用聚焦白炽灯，电压为6.3V，自行选择光敏器件。当有光照到光敏器件上时，计数器不计数，当光照有亮突变到暗的一瞬间，产生一个脉冲沿，对这个脉冲沿进行技术，光照由暗突变到亮不计数。 (2) 计数器范围：00～99。用两只LED数码管作显示组件，可显示00～99。 （3）定数控制功能：当需要定数时，事先预置一个定数值，显示器同时显示这个定数值。每光照一次，计数器减“1”，当定数值减至:“00”,发出声、光报警。 （4）当计数器作“累加”功能时，需先清零。计数器从“00”累加到“99”。当光照次数大于99次时，发出声，光报警。 实验原理 CD4511引脚图及功能 CD4511是一个用于驱动共阴极 LED （数码管）显示器的 BCD 码—七段码译码器，特点如下：具有BCD转换、消隐和锁存控制、七段译码及驱动功能的CMOS 电路能提供较大的拉电流。可直接驱动LED显示器。器中的字形消隐。 其功能介绍如下： BI：4脚是消隐输入控制端，当BI=0 时，不管其它输入端状态如何，七段数码管均处于熄灭（消隐）状态，不显示数字。 LT：3脚是测试输入端，当BI=1，LT=0 时，译码输出全为1，不管输入DCBA 状态如何，七段均发亮，显示“8”。它主要用来检测数码管是否损坏。 LE：锁定控制端，当LE=0时，允许译码输出。 LE=1时译码器是锁定保持状态，译码器输出被保持在LE=0时的数值。 A1、A2、A3、A4、为8421BCD码输入端。 a、b、c、d、e、f、g：为译码输出端，输出为高电平1有效。 CD4511的内部有上拉电阻，在输入端与数码管笔段端接上限流电阻就可工作。 1. CD4511的引脚 CD4511具有锁存、译码、消隐功能，通常以反相器作输出级，通常用以驱动LED。其引脚图如3-2所示。 各引脚的名称：其中7、1、2、6分别表示A、B、C、D；5、4、3分别表示LE、BI、LT；13、12、11、10、9、15、14分别表示 a、b、c、d、e、f、g。左
计数器原理分析及应用实例 除了计数功能外，计数器产品还有一些附加功能，如异步复位、预置数（注意，有同步预置数和异步预置数两种。前者受时钟脉冲控制，后者不受时钟脉冲控制）、保持（注意，有保持进位和不保持进位两种）。虽然计数器产品一般只有二进制和十进制两种，有了这些附加功能，我们就可以方便地用我们可以得到的计数器来构成任意进制的计数器。下面我们举两个例子。在这两个例子中，我们分别用同步十进制加法计数器74LS160构成一个六进制计数器和一个一百进制计数器。 因为六进制计数器的有效状态有六个，而十进制计数器的有效状态有十个，所以用十进制计数器构成六进制计数器时，我们只需保留十进制计数器的六个状态即可。74LS160的十个有效状态是BCD编码的，即0000、0001、0010、0011、0100、0101、0110、0111、1000、1001[图5-1]。 图5-1 我们保留哪六个状态呢？理论上，我们保留哪六个状态都行。然而，为了使电路最简单，保留哪六个状态还是有一点讲究的。一般情况下，我们总是保留0000和1001两个状态。因为74LS160从1001变化到0000时，将在进位输出端产生一个进位脉冲，所以我们保留了0000和1001这两个状态后，我们就可以利用74LS160的进位输出端作为六进制计数器的进位输出端了。于是，六进制计数器的状态循环可以是0000、0001、0010、0011、0100和1001，也可以是0000、0101、0110、0111、1000和1001。我们不妨采用0000、0001、0010、0011、0100
和1001这六个状态。 如何让74LS160从0100状态跳到1001状态呢？我们用一个混合逻辑与非门构成一个译码器[图5.3.37b]，当74LS160的状态为0100时，与非门输出低电平，这个低电平使74LS160工作在预置数状态，当下一个时钟脉冲到来时，由于等于1001，74LS160就会预置成1001，从而我们实现了状态跳跃。 图5.3.37b用置数法将74160接成六进制计数器（置入1001） 比这个方案稍微繁琐一点的是利用74LS160的异步复位端。下面这个电路中[图5.3.34]，也有一个由混合逻辑与非门构成的译码器。 图5.3.34用置零法将74LS160接成六进制计数器
百度文库- 让每个人平等地提升自我！ - 1 - 湖南科技大学 单片机课程设计 题目基于单片机的计数器设计姓名李建雄 学院机电工程学院 专业测控技术与仪器 学号09030303 指导教师戴巨川 成绩 二〇一二年六月二日
百度文库- 让每个人平等地提升自我！ - 2 - 摘要 本设计是根据我们所学习的单片机课程，按照课程要求进行的课程检验。单片 机技术是一个不可或缺的技术，尤其是对于我们测控技术与仪器专业来说它是我们必须要掌握的技能之一，使我们未来工作和生活的根本。现在的社会是一个信息科技高速发展的社会，也是一个电子技术和微机计算机迅速发展的时代，单片机的档次和水平在不断的提高，其应用的领域和范围也越来越广，成为现代电子系统中最重要的智能化核心部分。 随着计数器技术的不断发展与进步，计数器的种类越来越多，应用的范围越来越广，随之而来的竞争也越来越激烈。过硬的技术也成为众多生产厂商竞争的焦点之一。厂商为了在竞争中处于不败之地，从而不断地改进技术，增加产品的种类。 现计数器的种类以增加到：电磁计数器、电子计数器、机械计数器（拉动机械计数器、转动机械计数器、按动机械计数器、测长机械计数器）、液晶计数器等。 计数器的应用范围也遍布印刷、纺织、印染、针织、电缆、电讯、军工、轻工、机械、开关、断路器、矿山、实行多班制的纺织行业的织布机、织带机、制线、制带、造纸、制革、薄膜、高压开关电器产品、试验设备，印刷设备、短路器、医疗、纺织、机械、仓库和码头的货运、行人及车辆过往的数量计数、冶金、食品、国防、包装、配料、石油、化工、发电、机床、仪表、自动化控制等行业。
百度文库- 让每个人平等地提升自我！ - 3 - 目录 2.2设计原理 (6) 数码管的介绍 ............................................................................................................................... - 11 -3.3电路仿真. (11)
光电计数器的设计 摘要： 21世纪是信息时代，是获取信息，处理信息，运用信息的时代。传感与检测技术的重要性在于它是获得信息并对信息进行必要处理的基础技术，是获取信息和处理加工信息的手段，无法获取信息则无法运用信息。 光电式传感器是将光信号转化为电信号的一种传感器。它的理论基础是光电效应。这类效应大致可分为三类。第一类是外光电效应，即在光照射下，能使电子逸出物体表面。利用这种效应所做成的器件有真空光电管、光电倍增管等。第二类是内光电效应，即在光线照射下，能使物质的电阻率改变。这类器件包括各类半导体光敏电阻。第三类是光生伏特效应，即在光线作用下，物体内产生电动势的现象，此电动势称为光生电动势。这类器件包括光电池、光电晶体管等。光电效应都是利用光电元件受光照后，电特性发生变化。敏感的光波长是在可见光附近，包括红外波长和紫外波长。数字式电子计数器有直观和计数精确的优点，目前已在各种行业中普遍使用。数字式电子计数器有多种计数触发方式，它是由实际使用条件和环境决定的。有采用机械方式的接触式触发的，有采用电子传感器的非接触式触发的，光电式传感器是其中之一，它是一种非接触式电子传感器。采用光电传感器制作的光电式电子计数器。这种计数器在工厂的生产流水线上作产品统计，有着其他计数器不可取代的优点。关键词：计数光电传感器单片机 设计内容与要求： 1、发光器件和接收器件之间的距离大于一米； 2、有抗干扰技术，防止由于抖动产生的误计数； 3、每计数100，用等闪烁2s指示一下； 4、LED数码显示计数器。
目录 第1章引言 (2) 第2章光电计数器的系统设计 (3) 2.1系统硬件设计 (3) 2.1.1各组成模块 (4) 2.1.2主要芯片元器件引脚图及功能介绍 (7) 2.2系统软件设计 (9) 第3章设计原理 (10) 3.1计数测量 (10) 3.2 中断方式计数 (11) 第4章软件程序的设计 (11) 4.1 时间控制设置 (11) 4.2 10ms定时设置 (12) 4.3 中断闪烁2S (12) 4.4 总程序调试 (12) 第一章引言 传感与检测技术是一门知识面广、综合程度高、实用性很强的专业课程。它从传感器的基本理论入手，着重讲叙传感器的结构与感测原理，传感器是一个二端口的装置，不同的传感器输入-输出特性不同，同一传感器适应不同的被测信号呈现的特性也有所不同。尤其当被测信号为静态信号时两种状态下，传感器的输入-输出特性完全不同。感测技术在许多新技术、新器件里都有应用，在课程安排上，以信息的传感、转换、处理为核心，从基本物理概念入手，阐述热工量、机械量、几何量等参数的测量原理及方法。 自动化的计数提高了工业生产上的效率以及准确性，计数的自动化和智能化最终能加速实现现代化的工业。随着生产自动化、设备数字化和机电一体化的发展,对光电计数器的需求日益增多。 光电计数器设计一方面是为了巩固课本所学知识，完成知识迁移，另一方面加强动手能
二．计数器设计 1.实验目的 计数器在数字逻辑设计中的应用十分广泛，可以对时钟信号进行计数，分频和产生序列信号，也可以用在计时器和串并转换等电路。这次实验我们就来学习一下如何用Robei和Verilog语言来设计一个4比特计数器。 2.实验要求 计数器对每个时钟脉冲进行技术，并将计数值输出出来。这个实验我们来设计一个4比特的计数器，其技术范围在0～F之间，也就是计数到最大值16. 设计波形要求如图1所示。 图1. 计数器输出波形要求 3.实验内容 3.1 模型设计 1)新建一个模型。点击工具栏上的图标，或者点击菜单“File”然后在下 拉菜单中选择“New”，会有一个对话框弹出来（如图2所示）。在弹出的对话框中设置你所设计的模型。
图2. 新建一个项目 参数填写完成后点击“OK”按钮，Robei就会生成一个新的模块，名字就是counter，如图3所示： 图3. 计数器界面图 2)修改模型。在自动生成的界面图上进行名称的修改，输入引脚为clock, enable 和reset，输出引脚修改成count。其中count引脚的“Datasize”为4比特，用户可以输入4，也可以输入3:0。为了区分每个引脚，我们可以修改每个引脚的Color值，并点回车保存。修改完成后如图4所示。如果选中模块，按“F1”键，就会自动生成一个Datasheet，如图5所示。
图4. 修改引脚属性 图5. “Datasheet”截图 3)输入算法。点击模型下方的Code（如图6所示）进入代码设计区。
图6. 点击Code输入算法 在代码设计区内输入以下Verilog代码： always @ (posedge clock) //学习always语句的写法，并设置敏感信号。时钟上升沿触发begin //学习Verilog if else语句的写法 if (reset == 1) begin count<= 0; end //if enable is 1, counter starts to count else if (enable == 1) begin count <= count + 1; end end 4)保存。点击工具栏图标，或者点击菜单“File”中的下拉菜单“Saveas”， 将模型另存到一个文件夹中。 5)运行。在工具栏点击或者点击菜单“Build”的下来菜单“Run”，执 行代码检查。如果有错误，会在输出窗口中显示。如果没有错误提示，恭喜，模型counter设计完成。 3.2测试文件设计
景德镇陶瓷学院 电子电路CAD课程设计课题名称光敏计数器 所在院系机电学院 班级13自动化2班 学号201310320210 姓名董儒诚 指导老师刘蜀阳 时间2015年12月30日 word . .
光敏计数器 设计一种自动计数的装置。在学习了脉冲数字电路的基础上，利用光线的通断来统计数目的光控计数器。其主要系统组成为：光电转换模块、整形模块、时序控制模块、计数译码模块和显示模块，通过对光电的转换，由时序逻辑电路控制，达到自动计数的功能 目录 前言 (1) 第一章设计要求 (2) 1.1 基本要求 (2) 1.2 提高要求 (2) word . .
第二章系统组成及方案设计 (3) 2.1 系统组成 (3) 2.1 方案一 (3) 2.2 方案二 (4) 2.3 方案比较与选择 (4) 第三章单元电路的工作原理 (5) 3.1 光电转换电路 (5) 3.2 计数电路 (5) 3.3 报警电路 (7) 3.4 电路仿真 (9) 第四章组装及测试结果与分析 (10) 4.1 焊接是特别要注意的几点： (10) 4.2 测试 (10) 4.3 结果 (11) 第五章总结 (12) 附录一元件清单 (13) 附录二总电路图 (14) 参考文献 (15) word . .
前言 21世纪是信息时代，是获取信息，处理信息，运用信息的时代。传感器是获取信息并对信息进行必要处理的基础技术，是获取信息和处理加工信息的手段，无法获取信息则无法运用信息。基于光电效应的传感器，光电式传感器在受到可见光照射后即产生光电效应，将光信号转换成电信号输出。它除能测量光强之外，还能利用光线的透射、遮挡、反射、干涉等测量多种物理量，如尺寸、位移、速度、温度等，因而光电式传感器是一种应用极广泛的重要敏感器件。光电计数器的设计是一种比较初级的利用光电传感器发出信号脉冲进行计数的一种简单光电系统。 光电计数器可完成小型的计数功能，可应用于小教室和小餐厅等小容量的场所，进行相应的计数功能，具有很大的实用价值。工业生产中常常需要自动统计产品的数量，计数器在这里有其用武之地。数字式电子计数器有直观和计数精确的优点，目前已在各种行业中普遍使用。数字式电子计数器有多种计数触发方式，它是由实际使用条件和环境决定的，通常分为接触式计数器和非接触式计数器两种。本次设计的光电计数器为非接触式计数器中的一种。 在该光电计数器中，计数的过程其实是获取脉冲源的过程，首先遮挡物遮挡光电传感器产生一下降沿，拿掉遮挡物产生一个上升沿，使计数器得到一个脉冲进行计数。之后计数器输出一个信号输入到译码器中，由译码器控制数码管的显示，数码管最大显示99。计数范围为一百，可以预设计数数目，当计数达到设定后，停止计数并报警，可手动解除报警。 整个电路的设计先借助于仿真软件proteus仿真，得到了预期的结果，而后依据仿真图在实验室焊接、调试，实现了预定的功能。 word . .
光电计数器的设计 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020
景德镇陶瓷学院 电子电路CAD课程设计 课题名称光敏计数器 所在院系机电学院 班级 13自动化2班 学号 0210 姓名董儒诚 指导老师刘蜀阳 时间 2015年12月30日 光敏计数器 设计一种自动计数的装置。在学习了脉冲数字电路的基础上，利用光线的通断来统计数目的光控计数器。其主要系统组成为：光电转换模块、整形模块、时序控制模块、计数译码模块和显示模块，通过对光电的转换，由时序逻辑电路控制，达到自动计数的功能
目录 前言 (1) 第一章设计要求 (2) 基本要求 (2) 提高要求 (2) 第二章系统组成及方案设计 (3) 系统组成 (3) 方案一 (3) 方案二 (4) 方案比较与选择 (5) 第三章单元电路的工作原理 (6) 光电转换电路 (6) 计数电路 (6) 报警电路 (8) 电路仿真 (9)
第四章组装及测试结果与分析 (10) 焊接是特别要注意的几点： (10) 测试 (10) 结果 (10) 第五章总结 (11) 附录一元件清单 (13) 附录二总电路图 (14) 参考文献 (15)
前言 21世纪是信息时代，是获取信息，处理信息，运用信息的时代。传感器是获取信息并对信息进行必要处理的基础技术，是获取信息和处理加工信息的手段，无法获取信息则无法运用信息。基于光电效应的传感器，光电式传感器在受到可见光照射后即产生光电效应，将光信号转换成电信号输出。它除能测量光强之外，还能利用光线的透射、遮挡、反射、干涉等测量多种物理量，如尺寸、位移、速度、温度等，因而光电式传感器是一种应用极广泛的重要敏感器件。光电计数器的设计是一种比较初级的利用光电传感器发出信号脉冲进行计数的一种简单光电系统。 光电计数器可完成小型的计数功能，可应用于小教室和小餐厅等小容量的场所，进行相应的计数功能，具有很大的实用价值。工业生产中常常需要自动统计产品的数量，计数器在这里有其用武之地。数字式电子计数器有直观和计数精确的优点，目前已在各种行业中普遍使用。数字式电子计数器有多种计数触发方式，它是由实际使用条件和环境决定的，通常分为接触式计数器和非接触式计数器两种。本次设计的光电计数器为非接触式计数器中的一种。 在该光电计数器中，计数的过程其实是获取脉冲源的过程，首先遮挡物遮挡光电传感器产生一下降沿，拿掉遮挡物产生一个上升沿，使计数器得到一个脉冲进行计数。之后计数器输出一个信号输入到译码器中，由译码器控制数码管的显示，数码管最大显示99。计数范围为一百，可以预设计数数目，当计数达到设定后，停止计数并报警，可手动解除报警。 整个电路的设计先借助于仿真软件proteus仿真，得到了预期的结果，而后依据仿真图在实验室焊接、调试，实现了预定的功能。
目录 1前言 (1) 2设计任务及方案论证 (2) 2.1设计任务 (2) 2.2方案论证 (2) 3电路设计原理 (3) 3.1设计任务及要求 (3) 3.2设计方案 (3) 3.3单元模块 (4) 3.3.1清零电路的设计 (4) 3.3.2光电报警电路的设计 (4) 3.3.3脉冲发生器的设计 (5) 3.3.40~999计数器的设计 (6) 3.3.5译码器的设计 (7) 4电路板的制作及电路焊接与调试 (10) 4.1电路板的制作 (10) 4.2电路的安装 (11) 4.3电路测试 (11) 5设计总结 (13) 参考文献 (14) 鸣谢 (15) 附录一原理图 (16)
1前言 计数器是最常用的时序电路之一，它们不仅可用于对脉冲进行计数，还可用于分频、定时、产生节拍脉冲以及其他时序信号。 计数器的种类不胜枚举，按触发器动作分类，可分为同步计数器和异步计数器；按计数数值增减分类，可分为加计数器、减计数器和可逆计数器；按编码分类，可分为二进制计数器、BCD码计数器、循环码计数器。此外，有时也按计数器的计数容量来区分，例如本设计就是采用十进制计数器74LS160进行设计的。计数器的容量也称为模，一个计数器的状态数等于其模数。 目前，无论是TTL还是CMOS集成电路，都有品种较齐全的中规模集成计数器。只要使用者借助于器件手册的功能表和工作波形图以及引脚的排列，就能正确地运用这些器件设计出自己想要的电路。
2设计任务及方案论证 2.1设计任务 利用数字集成电路（如：74LS160、161、90、290、390、48等）设计一个电子计数器。 2.2方案论证 在设计中采用两个74LS00与非门以及单刀双掷开关等组成脉冲发生电路，此电路不仅能满足按键输入计数方式而且还有去抖功能；计数设计电路中采用74LS160来完成计数功能；通过控制MR、PE、CET、CEP端可实现计数、清零、启动、暂停等功能；而通过74LS48译码器对计数器结果译码并驱动数码管，使数码管显示脉冲发生器产生的脉冲个数，当计数溢出时及计数到999由光电报警电路报警。 综上：该设计不仅能完成设计要求而且精确、经济，所以此设计方案可行。
电子系统课程设计 设计报告设计题目：光电计数器 小组成员 所在学院 指导教师 年月日
目录 前言 (2) 一、设计任务 (2) 二、设计要求及技术指标 (3) 三、设计方案比较 (3) 四、主要元件介绍 (5) 五、电路设计 (10) 六、电路焊接与调试、故障分析与解决 (16) 七、收获与体会 (17) 八、参考文献 (17) 九、附仿真图、元件清单和实物图 (17)
光电计数器 指导教师 摘要：数字式电子计数器有直观和计数精确的优点，目前已在各种行业中普遍使用。数字式电子计数器有多种计数触发方式，它是由实际使用条件和环境决定的。有采用机械方式的接触式触发的，有采用电子传感器的非接触式触发的，光电式传感器是其中之一，它是一种非接触式电子传感器。这种计数器在工厂的生产流水线上作产品统计，有着其他计数器不可取代的优点。该例光电触发式电子计数器只有两位数，但通过级联可以扩展为四位，甚至多位。本文针对光电计数器的设计要求，翻阅了一些资料，基本能实现其所要求的功能。 关键词：电子计数器计数触发光电式传感器 Abstract:Digital electronic counter intuitive and counting accurate advantages, has currently in various industries commonly used. Digital electronic counter have multiple counts, it is triggered by the actual conditions of use and environments. Using the contact of mechanical way, have use trigger non-contact electronic sensors, photoelectric sensor trigger is one of these, it is a kind of non-contact electronic sensors. This counter on the factory production lines for product statistics, has the advantages of other counter irreplaceable. This example photoelectric trigger type electronic counter only two digits, but through the cascade can be extended for four, even more. Aiming at the design requirements of photoelectric counter, looked up some material, basic can realize its the required functions. KEY WORDS: electronic counters counting trigger photoelectric sensor 前言 在啤酒、汽水和罐头等灌装生产线上，常常需要对随传送带传送到包装处的成品瓶进行自动计数，以便统计产量或为计算机管理系统提供数据。光电计数器是通过红外线发射和接收进行计数，有直射式和反射式两种，通常用于流水线作业工件计数。直射式的发射、接收分体，发生器和接收器分别置于流水线两边，中间没有阻挡时发射器的红外线射到接收器，接收器收到发射来的红外线，经相反处理使之没有信号输出，有工件经过时挡住光路，接收机失去红外线信号的便输出一个脉冲信号到运算累加器进行计数。发射式是发射、接收同体，置流水线一边，前面没有工件往下流时，发射器发出的红外线直接射出没有发射，接收器没有接收到反射来的红外线信号没有输出。有工件经过时挡住光电路使发射器发出的红外线信号发射到接收器上，接收器接收到反射来的红外线信号便输出一个脉冲信号到运算累加器进行计数。 一、设计任务
闪烁计数器的工作原理 闪烁计数器是一种利用射线引起闪烁体的发光而进行记录的辐射探测器。1947年由J.W. 科尔特曼和H.P.卡尔曼所发明。它由闪烁体、光电倍增管（见光电管）和电子仪器等单元组成。 它是由闪烁体（也称荧光体）和光电倍增管构成。常用的闪烁体有NaI（TI）［铊激活］、ZnS（Ag）和有机晶体“蒽”等，它们在射线照射下会发光（闪烁）。它的工作原理是：射线在闪烁体中产生的光子，打到光电倍增管的阴极上产生光电子，光电子的电子流通过倍增管放大并被阳极接收，形成了一个电脉冲，再由仪器的其他部件加以放大记录。碘化钠晶体常用来测量γ射线，硫化锌晶体常用来测量α射线。闪烁计数器的优点是，效率高、记录快，可以测定射线的能量。 闪烁计数器的应用 射线同闪烁体相互作用，使其中的原子、分子电离或激发，被激发的原子、分子退激时发出微弱荧光（见固体发光），荧光被收集到光电倍增管，倍增的电子流形成电压脉冲，由电子仪器放大分析和记录。利用这种现象可探测带电粒子。可用的闪烁体种类很多，用得较多的有NaI（加微量Tl）、CSI（加微量Tl）、ZnS（加微量Ag ）等无机盐晶体和蒽、茋、对联三苯等有机晶体，也有用液体、塑料或气体的闪烁体。闪烁计数器的优点是效率高，有很好的时间分辨率和空间分辨率，时间分辨率达10^-9秒，空间分辨率达毫米量级。它不仅能探测各种带电粒子，还能探测各种不带电的核辐射；不仅能探测核辐射是否存在，还能鉴别它们的性质和种类；不但能计数，还能根据脉冲幅度确定辐射粒子的能量。在核物理和粒子物理实验中应用十分广泛。 艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台，正品现货、优势价格、迅捷配送，是一站式采购的工业品商城！具有10年工业用品电子商务领域研究，以强大的信息通道建设的优势，以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力，为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品等一系列自动化的工控产品。 如需进一步了解相关仪器仪表产品的选型，报价，采购，参数，图片，批发等信息，请关注艾驰商城https://www.doczj.com/doc/365307927.html,/
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实验五计数器的设计 姓名：班级：学号：实验时间： 一、实验目的 1、熟悉J-K 触发器的逻辑功能 2、掌握J-K 触发器构成异步计数器和同步计数器 二、实验仪器及器件 1、实验箱、万用表、示波器 2、74LS73，74LS00，74LS08，74LS20 三、实验原理 本实验采用集成J-K 触发器74LS73 构成时序电路，其符号、功能、特性方程和状态转换图见下图： 符号： JK 触发器功能表： 表达式：Q n+1=JQ n+KQ n 状态转换图：
主从结构的J-K 触发器在结构上和制造工艺的要求尚还有缺点，使用时要求的工作条件较严格，负载能力也往往达不到理论值。在门电路中往往认为输入端悬空相当于接了高电平，在短时间的试验期间不会出错。但在J-K 触发器中，凡是要求接“1”的，一定要接入高电平，否则会出现错误的翻转。触发器的两个输出的负载过分悬殊，也会出现误翻。J-K 触发器的清零输入端在工作时一定要接高电平或连接到试验箱的清零端子。 下面简要的介绍时序逻辑电路的设计步骤，如下图所示 四、实验内容 1.用J-K 触发器设计一个16进制异步计数器，用逻辑分析仪观察CP和各输出的波形。 逻辑图：
实际波形图： 2.用J-K 触发器设计一个16进制同步计数器，用逻辑分析仪观察CP和各输出的波形。 逻辑图：
实际波形图： 3. 用J-K 触发器和门电路设计一个具有置零，保持，左移，右移，并行送数功能（详 见实验四表二）的二进制四位计数器模仿74LS194功能。（注:在实验箱上可只实现左移或右移功能，在proteus 软件上可实现对五个功能的综合实现） ABCD ， 输出为Q A Q B Q C Q D ,因此可以写出 SL S S A S S Q S S Q S S Q B A A 01010101+++= A C B B Q S S B S S Q S S Q S S Q 01010101+++= B D C C Q S S C S S Q S S Q S S Q 01010101+++=
一、设计任务要求 设计光电计数器，实现无接触计数，主要用于工厂生产线工件计数。可采用遮光式光电传感器或者反射式光电传感器，要求使用红外发光二极管、光电管检测，要求光电发射管和接收管有30mm 以上的间距，在制作实物可用导线引出长度，用LED数码显示器来显示0-999的范围计数，当数字超出999时，能够发出报警，并且能在报警后延时3秒钟自动关闭报警并自动重新计数同时可以手动清除报警，能够实现无接触计数，独立设计光电计数器电路原理图（包含电源部分），画出完整的电路原理图（包含电源部分）和PCB板图，查找资料，要求做出实物，可以使用万用板制作实物，独立完成。 二、方案设计 1、方案 以89C51为核心的计数电路基于单片机的光电计数器，使用89C51单片机，电路简单，需要编写程序，可通过编程实现各种各样的算术算法和逻辑控制，而且体积小，硬件实现简单，安装方便，可实现数码显示和键盘设定等多种功能。采用遮光式光电传感器，将红外发光管与光电接收管相对安放，每当物体通过一次，红外光就被遮挡一次，光电接收管的输出电压就发生一次变化，这个变化的电压信号通过放大和处理后，形成计数脉冲，通过光电隔
离耦合并行输入至89C51单片机的P1口，通过软件控制和键盘设定计数值并用LED 加以显示，便可实现对物体的计数统计。 采用光电传感器，将红外激光发射管与接收管相相对安放，每当物体通过一次，红外光就被阻挡，光电接收管的输出电压就发生一次变化，输入至89C51单片机的P1口，通过软件控制和键盘设定计数值并用LED 加以显示，便可实现对物体的计数统计。 本设计除了单片机外无其他芯片，在发射与接收电路中也只简单的用激光管和感光三极管组成检测部分。接线排线有规律、整齐、增强电路板的艺术美感。 2、 方案系统结构图 图1 如图1所示整个光电计数器系统主要由电源部分、光电发射与 接收电路、计数电路、 报警电路这几个部分组成。当有物体经过时， 红外发光二极管发出的红外信号被物体反射至光电接收管，并被光