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总结报告
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
图二1555定时器工作原理
555定时器的组成和功能
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A1、A2,一个RS触发器,一个放电三极管和三个5KΩ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VSS或接地,一般情况下接地。
8脚:
外接电源VCC,双极型时基电路VCC的范围是4.5~16V,CMOS型时基电路VCC的范围为3~18V。
一般用5V。
3脚:
输出端Vo
2脚:
低触发端
6脚:
TH高触发端
4脚:
是直接清零端。
当
端接低电平,则时基电路不工作,此时不论
、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:
VC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,具有加减计数,计数器状态锁存,七段显示译码输出等功能。
第三章原理图
图三1红外计数器的原理图
图三2555定时器的引脚图和波形
图三3CD40110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:
l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。
l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;
l烙铁头不可塞住过孔;
l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;
l锡线熔化时,掌握进线速度;
l当锡散满整个焊盘时,拿开锡线;
l锡线不可直接靠在烙铁头上,以防止助焊剂烧黑;
l整个上锡时间大概为1-2秒。
三、拿开锡线:
l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:
l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。
第五章成品展示
红外计数器的成品
第六章心得体会
通过此次为期一周的课程设计,利用书本上学过的数字电路部分的知识,运用到实际的电路设计当中去。
能过充分调动自己一些在课堂上所没有的积极性。
在这一周里,完全靠自己的能力和所学有限的知识去解决红外计数器。
经过一周的实践,所学到的一些东西:
①、利用网络这个信息汇集的领域,通过检索、阅读,提高自己阅读文献的本领;
②、在焊接过程中对芯片工作原理的认识得到提升,把原本书本上抽象转化为具体中去;
③、在查阅芯片功能的同时可以了解另外具有相似功能的芯片,增加对芯片认识的范围;
④、对设计电路的趣味性有很大的提高,激发自己的动手的积极性;
我在这一周中失败了不止一次,但是最后仍然成功了,这是我自己不停地调试着寻找问题的原因。
在此期间,我更加了解了电路图,增强了动手能力,不再是纸上谈兵。
希望下次课程设计能做得更好。
附件1:
所需材料表
课程设计题目:
红外计数器
课程设计元器件清单表
器件名称
型号
数量
红外发射器
TLN104
1
红外接收器
TLP104
555定时计数器
CD40110芯片
CD40110(十进制加减法计数/译码)
2
共阴七段数码管
按钮开关
电容
电容0.1UF
3
电阻
电阻150kΩ
电阻20kΩ
电阻360Ω
电阻470Ω
电阻400Ω
14
万能板
芯片底座
DIP8芯片底座
DIP16芯片底座
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