红外计数器课程设计报告
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湖州师范学院课程设计总结报告
课程名称设计题目电子技术课程设计
红外计数器
专班姓学
业
级
名
号
电子信息工程
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。
1.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。
1)触发脉冲作为加法计数器的计数脉冲,完成计数过程。
2)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
1
2
3
4
D
V CC
R D
8
4
C
V C TH
TL
5
6
2
5K V 1 5K
V 2 5K
+
A 1 -
+
A 2
-
R
S
Q
Q
Q
3
D
T
7
1
V SS
图 二-1 555 定时器工作原理
555 定时器的组成和功能
B
图是 555 定时器内部组成框图。它主要由两个高精度电压比较器 A 1
、A
2 ,
一个 RS 触发器,一个放电三极管和三个 5K Ω 电阻的分压器而构成。
它的各个引脚功能如下: 1 脚:外接电源负端
V
SS 或接地,一般情况下接地。
8 脚:外接电源 V CC ,双极型时基电路 V CC 的范围是 4.5 ~ 16V ,CMOS 型 时基电路 V CC 的范围为 3 ~ 18V 。一般用 5V 。
A
3 脚:输出端 Vo
2 脚: TL 低触发端 6 脚:TH 高触发端
1
是直接清零端。当 R D 4 脚: R D
2
3
4
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 C 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。共阴显示 器的阴极连在一起,此时可将阴极接地,通过限流电阻控制其阳极为高电平或 是低电平来决定其亮或是暗。
C)CD40110 芯片为十进制可逆计数器/锁存器/译码器/驱动器,具有加减计 &
&
1
3
第三章原理图
图三-1 红外计数器的原理图
图三-2 555 定时器的引脚图和波形
图三-3 CD40110 芯片的引脚图和功能表
图三-4 共阴七段数码管
第四章电路的焊接及调试
焊接步骤
一、预热:
烙铁头成45度角,顶住焊盘和组件脚。预先给组件脚和焊盘加热。烙铁头的尖部不可顶住PCB无铜皮位置,这样可能将板烧成一条痕迹;烙铁头最好顺线路方向;
烙铁头不可塞住过孔;
预热时间为1-2秒。
二、上锡:
将锡线从组件脚和烙铁接触面处引入;
锡线熔化时,掌握进线速度;
当锡散满整个焊盘时,拿开锡线;
锡线不可直接靠在烙铁头上,以防止助焊剂烧黑;
整个上锡时间大概为1-2秒。
三、拿开锡线:
拿开锡线,烙铁头继续放在焊盘上;
时间大概为1-2秒。
四、拿开烙铁:
当焊锡只有轻微烟雾冒出时候,即可拿开烙铁使焊点凝固。
五、调试:
断电检查——硬件电路完成之后,逐个检查焊点,及对照原理图检查硬件电路。
按照老师的指标、整个调试过程分层次进行,先调试单元电路,再调试模块电路,最后系统联调。
通电检查:加入正常电压6V,观察各模块工作波形及工作电压有无异常。
单元电路调试:利用信号源或其他实验仪器判断各单元电路的工作状态。
整机联调:从最前端到末级进行统调,检查各级动态信号工作情况,分析是否满足设计要求。
先将红外发射管和红外接收管靠近并对准,确保红外接收管能接收到红外发射管发出的红外信号。接通6V电源后,这时LED发射红外光,而后用手或其他物体挡在两管之间,手晃动时,数码管有指示。数码管会从1开始计时到99.调试正常后,按下清零按钮,这时,数码管显示“00”,这表示调试结束,可以投入使用。
在本次实验中,我的排线太乱,开始焊接的时候没有很好的安排好排线的位置,果然最后调试的时候是失败的。但要找出问题出在哪里就十分困难的,刚开始出现了许许多多的问题,如:导线总是容易掉,芯片是坏的,等等。
最后我仍然成功了,在老师建议我换掉发射管和接收管之后。