红外光电计数器实验报告(DOC)

前言随着社会的发展和人民生活水平的提高，电子电器设备在人们的生活中所起的作用越来越大，可以说离开了电子电器设备，人们的生活将变的非常不便，数字电路是现代电器设备常见的电路，可以肯定，数字电路在不久的将来将会在很大程度上取代传统的模拟电路。

与传统的电路相比，光电技术与数字技术结合设计的电子电路系统性能更佳。

光电技术是二十世纪兴起和发展起来的一门重要的科技，特别是爱因斯坦发现光电效应以后，光电技术经历了飞速的发展，并且在生产和生活领域得到了广泛的应用，尤其是在自动控制领域，其所起的作用越发的明显，可以说，离开了光电技术，很多高精度的智能控制将不可能实现。

光电计数器是现代工业中起了重要作用的一种控制设备，它能准确快速的记录生产中的相关数据，经过传输线传输给微处理器再根据所提供的数据进行某种固定的运算后，向系统的相关部件发送操作指令。

本实验所要求设计的是一个简单的探测计数设备，在设计过程中，根据所选择器件的不同，不同系统设计的参数也有不同的要求，由于采用555构成的多谐振荡器报警电路，应选用合理的R、C器件，实现控制报警。

第一章设计要求1．1 设计要求〖基本要求〗利用发光二极管和光敏三极管作为光电计数器的传感器进行计数，用数码管显示计数值，当数码管显示值与设定值相同时报警，此外计数器停止计数，手动清除报警后可重新工作。

第二章系统的组成及工作原理2．1系统的组成框图2．2系统的工作原理光电计数器由光电检测电路，信号产生电路，计数译码显示电路，置数电路和报警电路组成，当实验室的光电计数电路系统的系统电源开启后，系统的红外线发射部分一直处于工作状态，同时红外线感应部分也处于接收状态，红外线接收管导通。

只有当挡光时，才能使红外接收管的状态发生改变，接收管状态的改变是光电感应的直接表现。

系统原理框图全面的反映了计数过程，其具体过程是，当操作者打开计数系统后，由于环境要求该电路每次启动时都是从零开始计数，而系统启动时所显示的数字是随机的，因此决定了要对起始状态清零，然后系统可以从0——99之间计数，当光被挡住时，会在光电发射和接收电路的共同作用下产生一个电信号变化（高低电平的跳变），然后加计数，到99时停止，并报警。

信息与电气工程学院课程设计说明书（2015 /2016 学年第1 学期）课程名称：小型数据设计题目：红外线计数器专业班级：计算机1401学生姓名：何亚茹赵君王中昆学号：140210122 140210107 140210121指导教师：生龙设计周数：二周设计成绩：2016年01月08日目录1 程序设计 (1)2 课程设的主要内容 (1)2.1设计的要求.............. . (1)2.2创新方案及原理分析 (1)2.3方案论证与选择 (2)2.4软件的设计 (3)3主要芯片设计 (4)3.1介绍 (4)3.2 51 单片机的特点 (5)3.3数码管 (7)4系统设计 (8)4.1单片机最小设计系统 (8)4.2红外线检测电路 (9)4.3计数显示部分 (10)4.4蜂鸣器报警电路 (10)4.5按键控制电路 (11)5 红外计数器程序设计 (11)5.1主程序设计 (11)5.2子程序设计 (13)6总结 (15)7参考文献 (16)1、程设计目的课利用AT89C51单片机来制作一个手动计数器。

通过具体的项目设计包括确定控制任务、系统总体方案设计、硬件系统设计、控制程序的设计等，以便掌握单片机系统设计的总体思路和方法，掌握基于单片机控制的电子产品开发的技术方法,培养个人的创新意识和动手能力。

2、课程设计的主要内容2.1设计的要求1.利用AT89C51单片机来制作一个红外线计数器。

有物体经过红外对管时计数一次。

计数的范围是0~99, 计数满时，又从零开始计数。

2.整个系统有较强的抗干扰能力，具有报警能力。

3.将计数值准确显示出来。

2.2创新方案及原理分析总体电路是由AT89C51单片机系统、红外光电管电路、蜂鸣器报警电路、数码管显示部分、复位电路部分组成，其结构如图2.1所示图 2.1 整体方框图红外传感器感受到外界信息时，产生高低电平，通过软件程序设置单片机内部寄存器，当传感器的高低脉冲被单片机接收到时，单片机产生中断，中断产生后进入中断服务程序，通过设置中断服务程序，进行计数。

前言随着大规模、自动化的生产不断发展,很多企业在生产的过程中,大量使用各种智能化的产品,提高生产管理水平;采用红外线遮光方式的光电计数器,抗干扰性好,可靠性高;可用于测量宾馆、饭店、商场、超市、博物馆、展览馆、车站、码头、银行等场所的人员数量及人员流通数量,同时丝毫不会侵犯到被测人员的个人隐私;该产品应用广泛,也可以测量流水线上的产品的数量,以及可检查产品有无缺损;适用于各种环境对产品的成品或者是半成品进行计数,以满足现代生产的适时管理和需要,实现了智能控制;本人根据了光电计数器的工作原理,再结合了刚学过的模拟电子技术、数字电子技术、光电传感技术等电子类专业知识,制作了一个简易的红外光电计数器,本课题设计是对自己所学知识的一个综合运用和检验;同时也是自己走向社会前对产品的制作工艺以及产品生产流程的了解;该电路的指导思想是利用红外发光管发射红外线,红外接收管接收此红外线,并将其放大、整流转换成高低电平信号,驱动计数器计数,并经译码驱动电路使数码管显示数值;该电路还设计了一个报警电路,当计数器计数到上限时即99时,产生一个进位脉冲来驱动555产生延时信号使蜂鸣器报警;由于本人经验不足,且实验器材精确度不高,故设计还有很多不足和缺陷,需做进一步的改进和完善;第一章设计内容及要求1.设计主要内容该设计以红外发射及接收管为主要元器件产生光电脉冲,该脉冲通过双十进制加法计数器计数,4-8译码器译码,7段数码显示管显示来实现系统0-99光电计数及显示;当计数到99时计数暂停并报警;启动清零开关可重新计数;2.设计要求设计主要包含基本和提高要求两层次基本要求：利用红外发射接收管作为光电计数器的传感器进行计数,用数码管显示计数值,当数码管显示值与设定值相同时报警,此外计数器停止计数,手动清除报警后可重新工作;提高要求：l发光器件和光接收器之间的距离大于lM提示：生于距离较远；需要增大发光二极管的电流,这种情况下只能采用脉冲供电方法,此时有物体和无物体其输出频率会产生变化;2有抗干扰技术,防止背景光和瓶子抖动产生计数误差3每计数100,用灯闪烁2S指示一下;第二章系统设计方案选择方案一图方案一电路原理设计图该电路采用遮光式红外管触发计数器计数,当计数器递增计时到99即定时时间到时,显示器上显示99,同时发出光电报警信号;译码显示电路由74LS48和共阴极七段LED显示器以及1K电阻排组成;报警电路主要由555定时器脉冲控制;秒脉冲发生器产生的信号是电路的时钟脉冲和定时标准,但本设计对此信号要求并不是太高;主要是利用555产生一个延时信号使蜂鸣器扬声报警,此时可按下复位开关是电路重新从00开始计数;方案二图方案二电路原理设计图方案比较1.光电转换部分方案一设计简单,原理清晰,对负载及红外信号的发射强度未予考虑;方案二红外接收管的负载能力得以提高,但实现光电脉冲对电阻及三极管的开关参数有一定的要求,红外接收管还会受到三极管作用下的外围负载影响,不易于实现标准的高低电平转化;2.计数显示部分由于两种方案在计数部分所用的芯片不同,因此在芯片的个数选择和各引角连接方面就存在明显的差异;其一74LS192多了清零端方便清零功能的实现;74LS190就需在置数端实现置数功能基础上做点改进,这里通过一双向开关实现硬件复位;其二是进制设置：74LS192采用的是S9=1001,74LS190采用的是S10=1010;都需要使用与非门实现置数,但是74LS192是同步置数,74LS190是异步置数,74LS192当一有进位信号时就开始置数,而74LS190置数信号有延迟;这是两者最主要的区别,也是方案设计选择前者的主要原因;3.译码部分都采用4输入8输出译码方式,实现功能相同,两者没有明显的优劣差异;4.显示部分都采用共阴极七断数码驱动显示管,此部分没有区别;5.报警设置若实现99报时,方案一设计更简单,直接从CO端引出报警信号,通过555定时器产生一定频率的脉冲驱动报警电路;方案二报警设计具有通用性,能设置0-99范围内任意数值显示时的报警,但设置报警数值时较为不便;考虑实际应用采用方案一;总上所述,方案一更简易、经济,更可行;图系统原理组成框图工作原理该计数器采用了遮光式红外发射与接收管来产生脉冲信号,当没有遮光物时,红外接收管产生低电平信号,再经过三极管信号放大反向后变为高电平信号,最后经过74LS14反向器又变为低电平,同理,当有遮光物挡住对管时,接收管产生高电平信号,在经过放大反向后,作用在74LS192计数器上一个高电平信号,这样就有一个正跳沿脉冲使计数器开始进行加计数,并且通过74LS48译码电路在两个共阴极数码管上显示计数值,计数部分采用了同步时序逻辑电路设计,当计数器递增计数到99即计数最大值时,两计数器开始同步置数,同时高位计数器产生进位脉冲信号驱动报警电路报警,报警电路采用的是NE555构成的多谐振荡器,振荡频率 f0=1/R1+2R2CLn2=R1+2R2C,其输出信号经三极管推动蜂鸣器工作;PR未控制信号,当PR为高电平时,多谐振荡器工作；反之,电路停振;此时可以用复位开关使其清零,当再有脉冲信号时,计数器又开始循环计数;第四章单元电路设计、参数计算、器件选择光电转换模块光电转换的电路见图由于发光二极管的工作电压大约在左右,工作电流大约在4mA到10mA左右,并且电源电压为5V,所以R3=/4mA~10mA=250Ω~625Ω,因此选择470的电阻作为发光管的限流电阻;三极管有放大作用,所以集电极的电流较大,所以要加一个阻值较大的电阻作为限流电阻,因此选择了10KΩ电阻;当接通电源的时候,红外发射管发光,红外接收管反向导通,相当于短路,所以A点的电压为低电平,基极电流降低,发射结的电压降低,所以发射结反向截止,根据三极管基极电压与集电极电压反向的特性,所以集电极电压为高电平,当一旦有东西遮在发光管和光敏三极管中间时,红外接收管正向截止,即A点电位为高电平,当之超过三极管的导通电压一般为硅管为,锗管为左右时,三极管就会导通,当基极电流继续增加时,三极管会饱和导通,此时三极管相当于工作在开关的闭合状态,发射极相当于直接接地,所以集电极输出为低电平;再经过一个反向器后变为高电平,这样就可以给后面计数器一个上升沿脉冲;使其触发开始工作;图光电转换电路计数显示模块4.2.1 数码管译码：编码的逆过程,即将输入代码“翻译”成特定的输出信号;译码器：实现译码功能的数字电路;七段数字显示器原理按内部连接数字显示器分为共阴极和共阳极两种（a）管脚排列图; b共阴极接线图; c 共阳级接线图图数码管内部电路4.2.2 显示译码器74LS48图 74LS48的管脚排列图和其逻辑符号图4.3 A 0 =0时,/ LT =1时,若七段均完好,显示字形是“8”,该输入端常用于检查74LS48显示器的好坏; 当 A 1=1时,译码器方可进行译码显示; 用来动态灭零,当A 2= 1时, 且A 3 =0, 输入A3A2A1A0=0000时,则/ I BR =0使数字符的各段熄灭； / LT为灭灯输入/灭灯输出,当 V CC =0时不管输入如何, 数码管不显示数字； 为控制低位灭零信号,当A 3=1时, 说明本位处于显示状态;若 A 3 =0, 且低位为零, 则低位零被熄灭;图 译码显示电路 根据设计要求由于数码管是由发光二极管构成的,所以要在译码器与数码管之间加1K 的电阻保护,因为选择的是共阴的数码管,数码管的两个公共端与地端相接;4.2.3 十进制计数器74LS19274LS192是双时钟方式的十进制可逆计数器; CPU 为加计数时钟输入端,CPD 为减计数时钟输入端;LD 为预置输入控制端,异步预置;CR 为复位输入端,高电平有效,异步清除;CO 为进位输出：1001状态后负脉冲输出, BO 为借位输出：0000状态后负脉冲输出;图 a74ls192引脚图 b74LS192逻辑符号图表 74LS192的真值表工作原理：当LD =1,CR=0时,若时钟脉冲加入到U CP 端,且D CP =1,则计数器在预置数的基础上完成加计数功能,当加计数到9时,CO 端发出进位下跳脉冲；若时钟脉冲加入到D CP 端,且U CP =1,则计数器在预置数的基础上完成减计数功能,当减计数到0时,BO 端发出借位下跳变脉冲;由74LS192组成的一百进制递加计数器如下图,其预置数为N=1001 10018421BCD=99;它的计数原理是：只有当低位CO 端发出进位脉冲时,高位计数器才作加计数;当高、低位计数器处于99,且置数端LD =0,计数器完成并行置数,此计数器的置数值为99,当置数到99时可用复位端使其清零,在U CP 端的输入时钟脉冲作用下,计数器再次进入下一循环加计数;图 计数器计数置位部分声光报警模块由555定时器和三极管构成的报警电路如图所示;其中,555构成多谐振荡器,振荡频率 f0=1/R1+2R2CLn2=R1+2R2C,其输出信号经三极管推动扬声器;PR 未控制信号,当PR 为高电平时,多谐振荡器工作；反之,电路停振;图 报警工作电路555电路的工作原理555电路的内部电路方框图如图所示;它含有两个电压比较器,一个基本RS 触发器,一个放电开关管T,比较器的参考电压由三只 5K Ω的电阻器构成的分压器提供;它们分别使高电平比较器A 1 的同相输入端和低电平比较器A 2的反相输入端的参考电平为CC V 32和CC V 31;A 1与A 2的输出端控制RS 触发器状态和放电管开关状态;当输入信号自6脚,即高电平触发输入并超过参考电平CC V 32时,触发器复位,555的输出端3脚输出低电平,同时放电开关管导通；当输入信号自2脚输入并低于CC V 31时,触发器置位,555的3脚输出高电平,同时放电开关管截止;D R 是复位端4脚,当D R ＝0,555输出低电平;平时D R 端开路或接V CC ,V C 是控制电压端5脚,平时输出CC V 32作为比较器A 1 的参考电平,当5脚外接一个输入电压,即改变了比较器的参考电平,从而实现对输出的另一种控制,在不接外加电压时,通常接一个μf 的电容器到地,起滤波作用,以消除外来的干扰,以确保参考电平的稳定;T 为放电管,当T 导通时,将给接于脚7的电容器提供低阻放电通路;图 555电路的内部电路方框图本电路由555定时器和外接元件R 1、R 2、C 构成多谐振荡器,脚2与脚6直接相连;电路没有稳态,仅存在两个暂稳态,电路亦不需要外加触发信号,利用电源通过R 1、R 2向C 充电,以及C 通过R 2向放电端 C t 放电,使电路产生振荡;电容C 在CC V 31和CC V 32之间充电和放电,其波形如图b 所示;输出信号的时间参数是T ＝t w1＋t w2, t w1＝R 1＋R 2C, t w2＝2C 555电路要求R 1 与R 2 均应大于或等于1K Ω ,但R 1＋R 2应小于或等于Ω;图 多谐振荡器结构及工作电压波形第五章 实验、调试及测试结果与分析·调试电路板焊接好后,先不能急着通电,先要检查硬件线路,其步骤如下：1检查连线是否正确根据电路原理图连线,按一定顺序一一检查安装好线路,这样可以比较容易查出错线或少线;为了防止出错,对于已查过的线路在电路图上做出标记 ;2元器件的安装情况检查元器件引脚之间有无短路；连接处有无接触不良,有无虚焊,假焊情况；二极管的极性和集成元件的引脚是否连接有误;这样检查无误后就开始通电,通电后发现十位数码管中e 极二极管不亮,找出其连接译码器的15脚,发现是虚焊了,重新焊了下,通上电数码管正常工作;当我们把遮光物放在对管再抽出的过程中,数码管没变化,还是显示00,通过用数字万用表检测后,发现红外接收管内阻很大,已经烧坏了,可能是在焊接的过程中,温度过高散热不当所致,后又换了个红外接收管;当再次通电后,在用同样的方法发现数码管还是不计数,我们用万用表检查了以下,发现当没有遮住红外管时,红外接收管的电压为本应该在左右,当遮住了红外管后,电压变为,总结下低电平电压过高,不能使反向器反向,也就不能使计数器计数,我们把红外管对折后重新焊接,在通上电,这次把电源电压改小了,改为原来是,结果板子正常工作了,能实现00-99计数了,而且比较稳定;结果与分析通过调试以后,电路板可以按照预定的要求实现功能;刚开始通电,数码管显示00,当有遮光物挡住又拔出时,计数器进行加1,这样能完成00—99计数,通过检测我们发现红外管需要对折焊接后才会更加灵敏,这样才能使脉冲信号更加稳定,计数更准确,还有板子的工作电压要调好,不能过高也不能太低,要让板子能正常工作即可,在焊接时一定注意温度控制好,可以先把一些敏感元件引脚留长些,这样可以方便散热,以免烧坏元件;总结为期一周的电子课题设计终于落下帷幕了,我和我的搭档经过这一周的辛苦努力,终于得到了收获,完成了我们的电子设计---光电计数器;因为以前动手很少,对做电子线路板经验不足,所以刚开始有点不知所措,但我们没有放弃这次难得的动手机会,通过查阅相关资料,把原理图画好,经过仿真确定其可行性,然后就开始焊接电路板,在焊接电路板的过程中,我们从中发现了许多问题,也遇到了不少难题,不过我们没有退却,在指导老师的帮助下,把问题给逐一解决了,而且在动手操作的过程中,也领悟到了许多焊接技巧,方法,增强了实践动手能力,当我和搭档把电路板成功焊接完成后,非常兴奋,很有成就感,更增加了我们以后动手操作的信心,在后期调试过程中,通过数字万用表,示波器等相关测量工具获得了计数器的一些工作参数,在结合实验现象和结果分析,更加懂得了该光电计数器的工作原理;感谢学校给我们提供了这次宝贵的动手实践机会,通过动手操作,我们学到了许多书本上没有的知识,而且更加巩固了所学知识,真正做到了所学即所用;经过这次电子设计,我从中收获了很多,更加懂得了理论联系实际的重要性,让我们对电子设计这门科目有了更深一层次的了解;我相信我能在以后的电子设计中做的更好,会有更多新的发现;参考文献1 梁宗善. 电子技术基础与课程设计.华东理工大学出版社. 1994.2 郁汉琪. 数字电子技术实验及课题设计.高等教育出版社.3 梁廷贵、王裕琛.译码器编码器数据选择器电子开关电源分册.科学技术文献出版社.4 杨志忠、卫桦林. 数字电子技术. 高等教育出版社.5 杜虎林.数字万用表使用测量技法与故障检修.人民邮电出版社.6 吴运昌.模拟集成电路原理与应用.华南理工大学出版社.7 黄智伟. 全国大学生电子设计竞赛技能训练.北京航空航天大学出版社.8 刘守义.数字电子技术基础.清华大学出版社.附录1电路原理总图附录2电路元器清单。

皖 西 学 院 课程设计报告书系别：机械与电子工程系专业：电子信息科学与技术学生姓名：学号：课程设计题目：光电计数器起迄日期: 12月10日~12 月22日课程设计地点:教学实验楼B楼指导教师:张斌前言计数器对某物件进行自动计数，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，实现统计数据的搜集，如在生产流水线包装数量控制等领域的应用，能节省劳动力有能高效地完成任务。

光电计数器采用光电传感器构成的广电门实现对通过光电门的物体进行计数，是一种非接触式计数，在部分场合有着其无比的优越性，从而使其广泛应用于工业生产、实时监测、自动化控制等领域。

本作品为实现光电计数器的功能，采用模数结合的电路，以红外对射光电传感器为传感器件。

电路主要分为信号采集电路、两位十进制计数电路、数码显示电路三个模块，分别实现对通过光电门的物体感应，计数，显示。

计数范围为一百，可以预设计数数目，当计数达到设定后，闪灯报警两秒。

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。

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。

作品电路主要采用常用分立元件和小规模集成电路，结构简单可靠，能够提供准确的统计值，成本低廉，实用性强，二次开发性高目录前言 (2)第一章设计内容及要求 (4)1.1 本次课程设计应达到的目的 (4)1.2 本课程设计课题任务的内容和要求 (4)第二章设计方案 (5)2.1 设计思路 (4)2.2 方案选择 (4)第三章系统组成 (6)3.1 系统框图 (6)3.2 单元电路介绍 (6)3.2.1 信号采集电路 (6)3.2.2 计数电路 (7)3.2.3 数码显示电路 (9)3.2.4 满百报警电路 (11)3.3 调试与测试结果 (12)第四章实验总结 (13)第五章参考文献 (14)附录一电路原理总图 (15)第一章设计内容及要求1.1 本次课程设计应达到的目的1、综合运用相关课程中所学到的理论知识去独立完成某一设计课题；2、通过查阅手册和相关文献资料，培养学生独立分析和解决问题的能力；3、进一步熟悉常用芯片和电子器件的类型及特性，并掌握合理选用器件的原则；4、学会电路的安装与调试；5、进一步熟悉电子仪器的正确使用；6、学会撰写课程设计的总结报告；7、培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。

(最新)光电计数器_实验报告电子系统课程设计设计题目,光电计数器作者,指导教师,光电计数器实验报告工业生产中常常需要自动统计产品的数量，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。

本次设计的光电计数器采用光电传感器与计数器实现对物件的数目统计。

光电式传感器是将光信号转化为电信号的一种传感器。

我们采用的传感器为红外光电传感器。

一、设计内容及要求设计并制作一个光电计数器装置。

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)发光器件和光接收器件之间的距离大于2m;(2)每计数100，用灯闪烁2s指示一下，同时喇叭发出提示音; (3)设计一个倒计数器。

二、设计方案1.基本思路我们的设计思路是将基本部分与发挥部分统筹考虑，进行方案设计。

第一、光信号的采集，光能否被接收会产生不同的信号，将其转换成高低电平;第二、计数器记录高低电平的变化，实现计数功能;第三、计数器计满后，输出信号通过单稳态触发器，产生2秒延时，同时驱动相应的蜂鸣器电路与LED电路。

2.器件选择计数器:由于计数要求为100，且可以倒计数，我们选择了74LS190计数器，其计数方式为模10的8421BCD码计数。

对射管:74LS190为上升沿计数，因而我们选用使用广泛的红外对射管，光路断开时，输出低电平;光路建立时，输出高电平。

一个上升沿恰好对应一次计数。

此外，它还有集成度高，使用灵活，输出电平稳定等优点。

数码管:我们选用的是8段共阳数码管。

显示译码器:由于计数器输出为8421BCD码，且数码管为共阳，因此我们选用74LS47。

555定时器:由于在计满数后，进位端产生低电平，且要求在两秒内驱动提示电路，因此我们采用被广泛使用的NE555定时电路，用作单稳态触发器。

本电路的实验指导思想是利用红外发光管发射红外线，红外接收管接受此红外线并将其放大，整流形成高电平信号。

二：设计方案1.设计原理该计数器系统总体设计方案是用光电感应器实现对触发感应红外信号数量的采集，将信号传送到防干扰的迟滞比较器，共经过两级比较器，传输信号脉冲，通过74LS190计数器进行计数，计数范围是0～99，通过 74LS248七段译码器进行译码，输出信号给LED数码管进行显示。

其中，个位计数器的进位标志位接到十位计数器的计数控制端CLK控制十位计数器工作计数，因为74LS190是十进制计数器，计数的结果是BCD码0000～1001，经过译码器数码管后显示的十进制00～99。

实验原理是，每当光电传感器接收到信号，信号在通过两级比较器后，就会有一个上升沿信号作为时钟信号，控制计数器工作，同时计数开始，每触发一次到移开形成一个上升沿脉冲，并且只能计数一次。

2.红外对管计数器系统简介（1）红外计数器系统的组成1.74LS1902.74LS248引脚符号与功能：其电路原理如下：74LS248是一个用于驱动共阴极LED （数码管）显示器的BCD 码—七段码译码器的特点：具有BCD转换，消隐、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显示其中a b c d 为BCD 码输入，a为最低位。

L T为灯测试端，加高电平时，显示器正常显示，加低电平时，显示器一直显示数码“8”，各笔段都被点亮，以检查显示器是否有故障。

当要求输入0～15 时，消隐输入(/BI)应为高电平或开路，对于输出0 时还要求脉冲消隐输入(/RBI)为高电平或开路。

a～g是7 段输出，可驱动共阴LED数码管。

所谓共阴LED 数码管是指7 段LED 的阴极是连在一起的，在应用中应接地。

限流电阻要根据电源电压来选取，电源电压5V可以使用1KΩ的限流电阻。

3.555定时器4.数码管数码管通常有发光二极管（LED）数码管和液晶（LCD）数码管，数码管是共阴极数码管，译码器的输出端接到数码管的输入端，输出端与地之间接电阻1K欧姆限流保护数码管，否则数码管容易烧坏。

湖州师范学院课程设计总结报告课程名称电子技术课程设计设计题目红外计数器专业电子信息工程班级姓名学号指导教师报告成绩信息工程学院二〇一五年十二月十二日《红外计数器设计与制作》总结报告目录《红外计数器设计与制作》 (1)第一章设计任务与要求 (2)第二章方案设计 (2)第三章原理图 (4)第四章电路的焊接及调试 (6)第五章成品展示 (8)第六章心得体会 (9)附件1：所需材料表 (10)第一章设计任务与要求1.功能要求(1) 设计一个红外计数器，要求能够实现非接触式的计数统计功能；(2) 电路基本要求内含红外发射和接收装置、计数显示等；(3) 能够从00计数至99。

2.设计要求(1) 分析各部分电路的工作原理；(2) 学会基本电子元器件的选择与分辨；(3) 电路焊接与调试，测试红外计数效果；(4) 简易故障的判定及排除。

第二章方案设计1.本课程设计的指标要求的是设计、制作一个红外线计数器，对从红外线发射管和红外线接收管中用纸或饭卡实现，当纸或饭卡通过时，计数器计数值自动加一，系统供电电压为5V。

2.所涉及主要电路：1）TLN104发射器发出的红外光信号经过反射进入TLP104接收管变为电信号，信号经过放大比较整形变换为触发脉冲。

2）为了增加作用距离，建议采用脉冲红外光交流驱动模式。

3）触发脉冲作为加法计数器的计数脉冲，完成计数过程。

4）共阴七段数码管完成计数信号显示。

a）555定时器的功能---实现施密特的功能4脚：DR是直接清零端。

当DR端接低电平，则时基电路不工作，此时不论TL、TH处于何电平，时基电路输出为“0”，该端不用时应接高电平。

5脚：V为控制电压端。

若此端外接电压，则可改变内部两个比较器的基准C电压，当该端不用时，应将该端串入一只0.01μF电容接地，以防引入干扰。

7脚：放电端。

该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容的放电。

B)共阴七段数码管在显示器中除了显示数字必须的七段笔画外，还提供了小数点。

湖州师范学院课程设计总结报告课程名称电子技术课程设计设计题目红外计数器专业电子信息工程班级姓名学号指导教师报告成绩信息工程学院二〇一五年十二月十二日《红外计数器设计与制作》总结报告目录《红外计数器设计与制作》 (1)第一章设计任务与要求 (2)第二章方案设计 (2)第三章原理图 (4)第四章电路的焊接及调试 (6)第五章成品展示 (8)第六章心得体会 (9)附件1：所需材料表 (10)第一章设计任务与要求1.功能要求(1) 设计一个红外计数器，要求能够实现非接触式的计数统计功能；(2) 电路基本要求内含红外发射和接收装置、计数显示等；(3) 能够从00计数至99。

2.设计要求(1) 分析各部分电路的工作原理；(2) 学会基本电子元器件的选择与分辨；(3) 电路焊接与调试，测试红外计数效果；(4) 简易故障的判定及排除。

第二章方案设计1.本课程设计的指标要求的是设计、制作一个红外线计数器，对从红外线发射管和红外线接收管中用纸或饭卡实现，当纸或饭卡通过时，计数器计数值自动加一，系统供电电压为5V。

2.所涉及主要电路：1）TLN104发射器发出的红外光信号经过反射进入TLP104接收管变为电信号，信号经过放大比较整形变换为触发脉冲。

2）为了增加作用距离，建议采用脉冲红外光交流驱动模式。

3）触发脉冲作为加法计数器的计数脉冲，完成计数过程。

4）共阴七段数码管完成计数信号显示。

a）555定时器的功能---实现施密特的功能4脚：DR是直接清零端。

当DR端接低电平，则时基电路不工作，此时不论TL、TH处于何电平，时基电路输出为“0”，该端不用时应接高电平。

5脚：V为控制电压端。

若此端外接电压，则可改变内部两个比较器的基准C电压，当该端不用时，应将该端串入一只0.01μF电容接地，以防引入干扰。

7脚：放电端。

该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容的放电。

B)共阴七段数码管在显示器中除了显示数字必须的七段笔画外，还提供了小数点。

红外光谱仪实验报告红外光谱仪实验报告引言：红外光谱仪是一种广泛应用于化学、生物、材料等领域的实验仪器，它能够通过检测物质在红外光波段的吸收和散射来分析物质的结构和成分。

本实验旨在通过使用红外光谱仪，对不同物质进行红外光谱分析，以了解其结构和性质。

实验方法：1. 准备样品：选择不同类型的物质作为实验样品，包括有机化合物、无机物质和生物大分子等。

2. 调整仪器：将红外光谱仪调整至适当的工作状态，确保其稳定性和准确性。

3. 放置样品：将样品放置在红外光谱仪的样品室中，确保其与红外光的路径相交。

4. 开始扫描：启动红外光谱仪，进行光谱扫描。

记录下样品在不同波长下的吸收峰值。

5. 数据分析：根据光谱图，分析样品的结构和成分，并与已知的标准光谱进行对比。

实验结果：通过对多个样品的红外光谱分析，我们得到了以下结果：1. 有机化合物：对于有机化合物，红外光谱能够提供有关它们的官能团和分子结构的信息。

例如，我们对甲醛进行了红外光谱分析，发现了C=O伸缩振动的吸收峰，这表明甲醛中存在醛基。

2. 无机物质：虽然无机物质通常不具有明显的官能团，但红外光谱仍然可以提供一些有用的信息。

例如，我们对二氧化硅进行了红外光谱分析，发现了Si-O 键的吸收峰，这有助于确定硅氧键的存在。

3. 生物大分子：红外光谱对于生物大分子的研究也具有重要意义。

我们对蛋白质进行了红外光谱分析，发现了氨基酸的特征吸收峰，这有助于了解蛋白质的结构和构成。

讨论与结论：红外光谱仪是一种强大的分析工具，在化学、生物和材料科学等领域有着广泛的应用。

通过对不同样品的红外光谱分析，我们可以获得关于它们结构和成分的重要信息。

然而，红外光谱分析也存在一些限制。

首先，样品的制备和处理可能会影响到光谱结果的准确性。

其次，红外光谱仪的分辨率和灵敏度也会对分析结果产生影响。

因此，在进行红外光谱分析时，我们需要注意这些因素，并尽可能采取措施以减小误差。

总之，红外光谱仪是一种重要的实验仪器，能够提供关于物质结构和成分的有用信息。

第1篇一、实验目的1. 掌握红外光谱仪的使用方法。

2. 学会利用红外光谱分析物质的结构和组成。

3. 熟悉红外光谱图的基本分析方法。

二、实验原理红外光谱分析是利用物质分子中的化学键和官能团在红外光区吸收特定波长的红外光，产生振动和转动能级跃迁，从而获得物质的红外光谱图。

红外光谱图中的吸收峰可以提供有关物质结构的信息，如官能团、化学键、分子构型等。

三、实验仪器与试剂1. 仪器：红外光谱仪、样品池、电子天平、移液器、烘箱等。

2. 试剂：待测样品、溶剂、干燥剂等。

四、实验步骤1. 样品制备：将待测样品用电子天平称量，移入样品池中，并加入适量溶剂，使样品充分溶解。

将样品池放入烘箱中，在规定温度下烘干，直至样品池中的溶剂完全挥发。

2. 样品池清洗：将烘干的样品池用去离子水冲洗，并用干燥剂干燥。

3. 红外光谱扫描：将干燥后的样品池放入红外光谱仪中，进行红外光谱扫描。

设置合适的扫描范围、分辨率和扫描次数。

4. 数据处理：将扫描得到的红外光谱图导入数据处理软件，进行基线校正、平滑处理、峰位和峰强分析等。

五、实验结果与分析1. 红外光谱图：在红外光谱图中，可以看到多个吸收峰。

根据峰位和峰强，可以初步判断待测样品的官能团和化学键。

2. 官能团分析：在红外光谱图中，3350-3400 cm^-1处的宽峰属于O-H伸缩振动，说明样品中含有羟基；2920-2850 cm^-1处的峰属于C-H伸缩振动，说明样品中含有烷基；1730-1750 cm^-1处的峰属于C=O伸缩振动，说明样品中含有羰基。

3. 化学键分析：在红外光谱图中，1500-1600 cm^-1处的峰属于C=C伸缩振动，说明样品中含有烯烃；1200-1300 cm^-1处的峰属于C-O伸缩振动，说明样品中含有醚键。

4. 分子构型分析：根据红外光谱图中的峰位和峰强，可以初步判断待测样品的分子构型。

六、实验讨论1. 实验过程中，应注意样品池的清洗和烘干，以保证实验结果的准确性。

红外计件器报告设计一、引言红外计件器是一种可以通过红外线技术实现物体计数的仪器。

它广泛应用于工业生产、交通管理和人流统计等领域。

本报告将对红外计件器的原理、设计和应用进行详细介绍。

二、原理红外计件器基于红外线反射原理实现物体的计数。

它由红外发射器和红外接收器组成，当物体进入两者之间的检测区域时，红外线会被物体反射回来，并被红外接收器接收到。

计数器通过检测红外线的反射情况，实现对物体的计数。

三、设计1. 硬件设计红外计件器的硬件设计包括红外发射器、红外接收器、计数器和显示器等部分。

- 红外发射器：用于发射红外线，一般为红外LED灯。

其发射的红外线需要具备一定的功率和波长特性，以保证在不同环境条件下的可靠性。

- 红外接收器：用于接收红外线。

常用的红外接收器有红外二极管和红外传感器等。

它能够将接收到的红外线信号转化为电信号，并传输给计数器进行处理。

- 计数器：用于对接收到的红外信号进行计数，并实时显示计数结果。

- 显示器：用于显示计数器的计数结果。

可采用LED数码管、液晶屏等形式。

2. 软件设计红外计件器的软件设计包括信号处理和计数逻辑两部分。

- 信号处理：通过红外接收器获得的红外信号需要进行预处理。

可以对信号进行滤波、放大等操作，以确保信号的稳定性和可靠性。

- 计数逻辑：通过对红外信号的处理，识别进入和离开指定区域的物体。

当检测到物体进入时，计数器加一；当检测到物体离开时，计数器减一。

同时，计数器需要具备存储功能，以保留计数结果。

四、应用红外计件器在各个领域有着广泛的应用。

1. 工业生产在工业生产中，红外计件器可以用于对产品的计数和分类。

通过对生产过程中物体的计数，可以控制生产线的速度和产量，提高生产效率。

2. 交通管理红外计件器可以应用于交通管理，如对车辆和行人的计数。

通过实时统计交通量，可以优化交通信号灯的配时，缓解交通堵塞问题。

3. 人流统计在商场、地铁站等公共场所的人流统计中，红外计件器可以准确地对人流量进行计数。

一、实验目的1. 了解红外计件器的工作原理和基本组成；2. 掌握红外计件器的组装、调试与使用方法；3. 培养动手能力和团队协作精神。

二、实验原理红外计件器是一种利用红外线检测物体通过的计数装置。

当物体从红外检测区域通过时，红外线被阻断，红外接收模块输出一个脉冲信号，从而实现计数的功能。

本实验采用红外线发射与接收模块进行计数。

三、实验器材1. 红外发射管1只；2. 红外接收管1只；3. 光电耦合器1只；4. 时基集成电路1块；5. 数码管1只；6. 蜂鸣器1只；7. 电阻、电容、导线等实验器材；8. 电源1个。

四、实验步骤1. 红外发射与接收模块的组装：将红外发射管和红外接收管分别焊接在电路板上，并连接好导线。

2. 光电耦合器的组装：将光电耦合器安装在电路板上，并将发射端与红外发射管相连，接收端与红外接收管相连。

3. 时基集成电路的组装：将时基集成电路安装在电路板上，并连接好电阻、电容等元件。

4. 数码管的组装：将数码管安装在电路板上，并连接好电阻、电容等元件。

5. 蜂鸣器的组装：将蜂鸣器安装在电路板上，并连接好电阻、电容等元件。

6. 电路调试：接通电源，观察数码管显示的计数是否正常，若不正常，检查电路连接是否正确，必要时进行调试。

7. 实验验证：将物体从红外检测区域通过，观察数码管计数是否正确，同时观察蜂鸣器是否发出声音。

五、实验结果与分析1. 实验结果：实验过程中，当物体从红外检测区域通过时，数码管显示计数正确，蜂鸣器发出声音。

2. 实验分析：（1）红外发射管和红外接收管的工作原理：红外发射管发射红外线，红外接收管接收红外线。

当物体从红外检测区域通过时，红外线被阻断，红外接收管输出一个脉冲信号。

（2）光电耦合器的作用：将红外接收管输出的脉冲信号传输到时基集成电路，实现信号的放大和整形。

（3）时基集成电路的作用：对光电耦合器输出的脉冲信号进行计数，并将计数结果显示在数码管上。

（4）蜂鸣器的作用：在计数过程中，当物体通过红外检测区域时，蜂鸣器发出声音，提醒实验者。

湖州师范学院课程设计总结报告课程名称电子电子实习设计题目红外计数器设计专业机械设计制造及其自动化班级姓名学号指导教师报告成绩湖州师范学院信息与工程学院二〇一三年五月二十四日《电工电子实习》任务书一、课题名称红外计数器设计二、设计任务1、设计一个红外计数器，要求能够实现非接触式的计数统计功能；2、电路基本要求内含红外发射和接收装置、计数显示等；3、电路焊接与调试，测试红外计数效果；4、简易故障的判定及排除。

三、技术指标a)计数器能从0计数至99；b)红外对管距离要达到1CM以上。

四、设计报告根据要求撰写设计报告《红外计数器设计》课程设计总结报告目录一、任务分析 (1)二、设计方案 (1)三、电路设计 (3)四、焊接及调试 (4)五、展望 (5)六、感想 (5)参考文献.......................................................................................5. 元器件清单 (5)成绩单《红外计数器设计》一、任务分析计数器发展：1666年，在英国Samuel Morland发明了一部可以计算加数及减数的机械计数机1694年,德国数学家，Gottfried Leibniz ，把巴斯卡的Pascalene 改良，制造了一部可以计算乘数的机器，它仍然是用齿轮及刻度盘操作。

1893年,第一部四功能计算器被发明。

1939年11月,John Vincent Atannsoff 与 John Berry 制造了一部16位加数器。

它是第一部用真空管计算的机器。

1939-40年,Schreyer 完成了用真空管的10位加数器，以及用氖气灯(霓虹灯)的存贮器。

1941年2月,Zuse 完成V3”(后来叫Z3)，是第一部操作中可编写程序的计数机。

1943年12月, Tommy Flowers与他的队伍，完成第一部“Colossus”，它有2400个真空管用作逻辑部件，5 个纸带圈读取器(reader)，每个可以每秒工作5000字符。

本科实验报告现代仪器分析实验学院材料科学与工程学院专业班级矿物加工11-2班学生姓名xxxxx学号指导老师_矿物加工教研室制一、实验目的1、掌握红外光谱分析法的基本原理。

2、掌握Nicolet5700智能傅立叶红外光谱仪的操作方法。

3、了解基本且常用的压片制样技术在红外光谱测定中的应用。

4、通过谱图解析及标准谱图的检索，了解由红外光谱鉴定未知物的一般过程。

二、实验原理红外吸收光谱法是通过研究物质结构与红外吸收光谱间的关系，来对物质进行分析的，红外光谱可以用吸收峰谱带的位置和峰的强度加以表征。

测定未知物结构是红外光谱定性分析的一个重要用途。

根据实验所测绘的红外光谱图的吸收峰位置、强度和形状，利用基团振动频率与分子结构的关系，来确定吸收带的归属，确认分子中所含的基团或键，并推断分子的结构，鉴定的步骤如下：(1)对样品做初步了解，如样品的纯度、外观、来源及元素分析结果，及物理性质(分子量、沸点、熔点)。

(2)确定未知物不饱和度，以推测化合物可能的结构；(3)图谱解析①首先在官能团区(4000～1300cm-1)搜寻官能团的特征伸缩振动；②再根据“指纹区”(1300～400cm-1)的吸收情况，进一步确认该基团的存在以及与其它基团的结合方式。

三、使用仪器、材料1 仪器：美国热电公司Nicolet5700智能傅立叶红外光谱仪；HY-12型手动液压式红外压片机及配套压片模具；磁性样品架；红外灯干燥器；玛瑙研钵。

2 试剂：待测薄膜。

四、实验步骤1. 红外光谱仪的准备（1）打开红外光谱仪电源开关，待仪器稳定30 分钟以上，方可测定；（2）打开电脑，选择win98系统，打开OMNIC E.S.P软件；在Collect菜单下的Experiment Set-up 中设置实验参数；（3）实验参数设置：分辨率 4 cm-1，扫描次数32，扫描范围4000-400 cm-1；纵坐标为Transmittance2．固体样品的制备（1）取干燥的苯甲酸试样约1mg于干净的玛瑙研钵中，在红外灯下研磨成细粉，再加入约150mg干燥且已研磨成细粉的KBr一起研磨至二者完全混合均匀，混合物粒度约为2μm以下（样品与KBr的比例为1:100~1:200）。

《电子技术课程设计》实训报告题目红外线人流量计数器____________________学生姓名专业班级学号系（部）指导教师实训时间实训报告评语等级：评阅人：职称：年月日一、实训目的1、培养动手能力，在实践中加强对理论知识的理解。

2、掌握对电子元器件识别，相应工具的操作，相关仪器的使用，电子设备制作、装调的全过程的方法。

3、掌握查找及排除电子电路故障的常用方法。

4、学习使用proteus、protel电路仿真与设计软件，动手绘制电路图。

二、实训设备及仪器1、电烙铁：焊接的元件多，所以使用的是外热式电烙铁，功率为30 w，烙铁头是铜制。

2、螺丝刀、镊子等必备工具以及练习焊接时用的铜丝。

3、锡丝：由于锡熔点低，焊接时，焊锡能迅速散步在金属表面焊接牢固，焊点光亮美观。

4、松香，导线，剥线钳等其它需要用到的工具。

5、相关实验项目所需的电路板，电子元件等。

三、实训要求1、识别不同的电子元器件的规格和种类，熟练掌握焊接技术。

2、按照电路图设计合理安排元器件的位置，连接好电路，对接口进行焊接，完成对指定功能的测试。

未达到测试要求的重新调试，直至排除故障。

四、实训电路设计（1）、电路设计框图人流量计数器主要包括以下几个内容：进出门判断、译码和编码、显示部分和报警部分。

框图如下：（2）、部分电路设计 1、 红外线的发射与接收这部分主要用的是红外对管 如下图所示：图1图2图1为实际的管子 图2为内部电路。

1、红外线发射管如图1中的白色管子，红外线发射管也称红外线发射二极管，属于二极管类。

它是可以将电能直接转换成近红外光（不可见光）并能辐射出去的发光器件， 2、红外线接收管如图1中的黑色管子，它是一个具有光敏特征的PN 结，属于光敏二极管，具有单向导电性，因此工作时需加上反向电压。

无光照时，有很小的饱和反向漏电流（暗电流）。

此时光敏管不导通。

当光照时，饱和反向漏电流马上增加，形成光电流，在一定的范围内它随入射光强度的变化而增大。

红外光谱仪实验报告【红外光谱仪的基本原理】用一定频率的红外线聚焦照射被分析的试样，如果分子中某个基团的振动频率与照射红外线相同就会产生共振，这个基团就吸收一定频率的红外线，把分子吸收的红外线的情况用仪器记录下来，便能得到全面反映试样成份特征的光谱，从而推测化合物的类型和结构。

IR 光谱主要是定性技术，但是随着比例记录电子装置的出现，也能迅速而准确地进行定量分析。

红外光谱根据不同的波数范围分为不同的三个区：近红外区13.，330~4000厘米-1中红外区4000~650厘米-1远红外区650~10厘米-1根据实验所测绘的红外光谱图的吸收峰位置、强度和形状，利用基团振动频率与分子结构的关系，来确定吸收带的归属，确认分子中所含的基团或键，并推断分子的结构，鉴定的步骤如下： (1)对样品做初步了解，如样品的纯度、外观、来源及元素分析结果，及物理性质(分子量、沸点、熔点)。

(2)确定未知物不饱和度，以推测化合物可能的结构； (3)图谱解析。

【红外光谱仪的应用】红外光谱分析可用于研究分子的结构和化学键，也可以作为表征和鉴别化学物种的方法。

红外光谱具有高度特征性，可以采用与标准化合物的红外光谱对比的方法来做分析鉴定。

已有几种汇集成册的标准红外光谱集出版，可将这些图谱贮存在计算机中，用以对比和检索，进行分析鉴定。

利用化学键的特征波数来鉴别化合物的类型，并可用于定量测定。

由于分子中邻近基团的相互作用，使同一基团在不同分子中的特征波数有一定变化范围。

此外，在高聚物的构型、构象、力学性质的研究，以及物理、天文、气象、遥感、生物、医学等领域，也广泛应用红外光谱。

【实验步骤】1. 了解仪器的基本结构及工作原理2. 红外光谱仪的准备①打开红外光谱仪电源开关，待仪器稳定30分钟以上，方可测定；②打开电脑，选择win98系统，打开OMNIC E.S.P软件；在Collect菜单下的Experiment Set-up中设置实验参数；③实验参数设置3. 红外光谱图的测试①液体样品的制备及测试将可拆式液体样品池的盐片从干燥器中取出，在红外灯下用少许滑石粉混入几滴无水乙醇磨光其表面。