产品自动装箱计数生产线Word文档格式.docx
- 文档编号:19002300
- 上传时间:2023-01-02
- 格式:DOCX
- 页数:11
- 大小:235.31KB
产品自动装箱计数生产线Word文档格式.docx
《产品自动装箱计数生产线Word文档格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《产品自动装箱计数生产线Word文档格式.docx(11页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
当个位十进制计数器输入10个脉冲后,输入一个脉冲(进位)到十进制计数器,记以10。
计数过程,以此类推。
该生产线能够记录的最大数量为99999*12件。
1.2设计要求
独立完成设计所有的内容,明确设计任务,根据任务选择合适的方案,画出系统框图,对方案的各部分进行单元电路的设计。
再将各部分连接,设计出完整的系统原理图。
所有的电路必须都通过计算机的仿真,使用Protel软件会出原理图和印制电路板,并完成符合要求的设计说明书的撰写。
2方案设计和论证
本设计通光电元件产生脉冲信号,通过滤波电路,整形电路产生矩形脉冲信号触发计数器计数,当计数脉冲输入十二个脉冲时,向前进位。
方案一:
用光敏电阻组成电路来将光信号转换成电信号。
当有工件通过时,LED灯得灯光被遮挡,光敏电阻的阻值随光照强度的减弱而增大,相应的电压信号为低电平,通过放大电路将信号放大,经过滤波整形电路产生脉冲信号,触发计数器进行计数,通过数码管显示计数值。
方案二:
通过光电二极管将光信号转换为电信号。
当没有工件通过时,LED产生的光照到光电二极管,二极管导通,输出的电压为低电平,当有工件通过时,LED产生的光照到光电二极管,二极管截止,输出的为高电平。
由此产生脉冲信号,利用脉冲信号的上升沿触发计数器进行计数,通过数码管显示计数值。
方案一由于光敏电阻的阻值变化比较微小,且光敏电阻的光电效应受温度影响较大,部分光敏电阻在低温下的光敏电阻灵敏度较高,在高温下的灵敏度则较低,故我采用方案二进行设计。
3单元电路设计和参数计算
3.1系统框图
图3.0系统结构原理框图
3.2单元电路介绍
3.2.1信号的产生
信号的产生由发光二极管将电信号转换成光信号,发光二极管通常用化合物,如砷化镓,磷化镓等制成,当有电流经过时会发出光来,常用来作为显示器件。
连接电路如图1所示,在发射端有一个脉冲信号通过500Ω的电阻作用于光电二极管,这个驱动电路可使LED发出光信号。
图3.1发光二极管发射电路
3.2.2光信号采集
光电二极管的结构与PN姐二极管类似,但在它的PN结处,通过管壳上的一个玻璃窗口能接收外部的光照,可用来作为光的测量,可以将光信号转换成电信号。
由于软件中没有光电二极管符号,故该部分不做仿真。
3.2.3信号的放大部分
运用的是模拟电子技术课程中的单管放大电路,输入的电压信号经过三极管VT2N222A放大,C4和R5构成滤波电路。
电路连接如图2所示。
图3.2放大电路
3.2.4信号整形部分
采用555定时器组成施密特触发器对波形进行整形。
555定时器是一种集模拟,数字于一体的中规模的集成电路,可用于信号的产生和信号的变换,还可用于控制与检测电路中。
只需要外接几个电阻,电容,就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。
电路如图3所示。
图3.3555芯片组成的整形电路
3.2.5十二进制数计数器的实现
计数器是常用的时序电路之一,它不仅可用于对脉冲进行计数,还可以用于分频,定时,产生节拍脉冲以及其它时序信号。
计数器可分为同步计数器和异步计数器,还可分为加计数器和减计数器和可逆计数器,又可分为二进制码,BCD码,循环码等。
设计中用复位法获得十二进制计数器,即用两片47192N芯片可以实现十二进制的计数。
计数序列是1,2,…,11,12,即是十二进制的,且无0数,。
当计数到13时,通过与非门产生一个复位信号,使74192N直接置成0000,而74192N,即时的个位直接置成0001,从而实现1到12的计数。
电路连接如图3所示。
图3.4十二进制的计数电路
3.2.6十进制计数的实现
原理与十二进制的类似,同样用两片74192N可以实现。
当个位重0跳到9时产生进位,并向十位进位,依次可以实现五位十进制的计数。
电路连接如图4所示。
3.2.7显示装置的实现
用7段数码管显示各个部分的计数值,分别接到芯片的输出端的QA,QB,QC,QD即可实现显示的功能。
图3.5十进制计数电路
3.2.8报警和亮灯装置
当箱子装入的工件满十个则会产生一个报警信号,提示箱子快要装满了,响声保持到箱子装满为止。
当有工件进入箱子后,LED等会亮,同样在箱子的工件满十时,则灯会灭。
电路连接如图5所示。
图3.6报警和LED灯电路
4,仿真过程和仿真结果
4.1利用Multisim软件对各部分电路进行仿真,得到如下结果,当仿真开始时LED灯发光,光照与光电二极管相对,当没有工件通过时,光直接照到光电二极管上,使输出的电压为低电压;
当有工件通过时,光被遮挡没法照到光电二极管,输出的电压为高电压。
图4.1发光二极管的仿真结果
4.2对放大电路进行仿真,电压通过三极管2N2222A后得到了放大,放大倍数可以通过调节滑动变阻器的阻值来进行控制,电路中的电容C4和电阻R5起到了滤波的作用。
图4.2放大电路仿真波形
4.3放大后的信号作为输入信号输入到由555定时芯片构成的施密特触发器电路中,则可以对信号进行整形产生脉冲信号。
产生的信号作为触发器的触发信号对计数器进行触发。
图4.3整形电路产生的仿真波形
4.4对十二进制电路进行仿真,当脉冲的上升沿到来时,计数器开始计数。
观察可知当个位由1一直跳到9,会产生进位,十位则变为1,然后由于第一片74192N的输入A接+5V,B,C,D均接地,则个位从1开始计数,此时十位的1保持不变。
后当个位从2跳到1时,十位由于74192N的输入端A,B,C,D均接地,则十位置为0。
图4.4十二进制数的仿真结果
4.5对十进制的电路进行仿真,观察到由于引脚UP接高电平,则计数器为加计数,且为上升沿触发。
两片芯片通过进位信号CO级联,当个位由1一直跳到9后则产生进位信号,十位跳为1,实现0到99的计数。
可知用五片74192级联则可以实现从0到99999的计数。
图4.5十进制仿真结果
5直流电源的设计
方案:
并联稳压电源,电路简单易行,所用元件相对较少,当负载电流恒定时稳定性较好,其突出特点是可承受输出短路,但是效率低于串联稳压式电源,输出调节范围小,尤其在小电流时调整承受很大的电流,损耗过大,因而采用串联式稳压电源。
直流稳压电源由电源变压器,整流,滤波和稳压电路四部分组成,原理框图如图5.1所示。
电网供给的交流电压u1经电源变压器降压后,得到符合需要的交流电压u2;
然后经整流电路变换成方向不变,大小随时间变化的脉动电压u3;
再用滤波器滤去其交流分量,就可得到比较平直的直流电压ui.
图5.2所示的为由分立元件组成的串联型稳压电源的电路图。
其整流部分为单相桥式整流,电容滤波电路。
稳压部分为串联型稳压电路,它有调整原件、比较放大器、取样电路、基准电压、过流保护电路等组成。
其稳压过程为:
当电网电压波动,或负载引起输出直流电压变化时,取样电路取出输出电压的一部分输入比较放大器并与基准电压比较,产生的误差信号经V2放大后送至调整管V1的基极,是调整管改变其压降,以补偿压的变化,从而达到稳定输出电压的目的。
图5.1直流电源结构框图
图5.2串联型稳压电源的电路图
6总原理图和元器件清单
图6.1子原理图
图6.2总原理图
6.1,元件清单
表一元件清单表
元件序号
型号
主要参数
数量
R1
500
1
R2
1K
R3
20k
2
R4
2.4K
R5
4.7K
C1
10uF
C2
47uF
74HC14D
DCD_HEX
74LS00
74192N
7410N
7.结论与设计体会
本次设计基本完成,设计制作的一个简易数字电容表。
在制作的过程中,遇到了很多的问题,同时也学到了很多,也懂得了如何综合利用所学到的知识,并多方面的途径掌握所学到知识。
先是通过各方面的书籍和报刊对设计任务进行了解并确定制作方案,接着对器材进行选择,利用Multisim对电路进行仿真,仿真过程中出现了很多问题,也正是不断的解决这些问题,制作的方案才能够实现。
本次设计对所用到的几款芯片的功能,引脚接线,工作原理有了一定的了解,基本掌握了设计几种简单功能的单元电路以及她们的仿真。
在这过程中不仅深化了我们所学到的理论知识,同时培养了综合运用能力,增强了独立分析与解决问题的能力。
制作过程中遇到很多问题,因为耐心,细心,坚持不懈的努力才能完成。
8.参考文献
黄智伟.基于NIMultisim的电子电路计算机仿真设计与分析【M】.电子工业出版社
康华光.模拟电子技术基础【M】.高等教育出版社
康华光.数字电子技术基础【M】.高等教育出版社
邹其洪.电力电子实验与计算机仿真【M】.电子工业出版社
张宏建.自动检测技术与装置【M】.化学工业出版社
王兆安.电力电子技术【M】.机械工业出版社
何希才.新型集成电路及其应用实例【M】.科学出版社
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 产品 自动 装箱 计数 生产线