畢業(yè)設(shè)計-基于紅外發(fā)射—接收的轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)-文庫吧
2024-11-11 17:09 本頁面
【正文】 會形成一個由低變高、再由高變低的過程。當這個（由高變低的）過程發(fā)生后，開關(guān)管 VT2 的集電極就會輸出一個脈沖電壓，基于紅外發(fā)射 — 接收的轉(zhuǎn)速 測量系統(tǒng) 第 5 頁 共 24 頁 這個脈沖的下降沿就可作為計數(shù)器的計數(shù)脈沖輸入計數(shù)器的下降沿輸入端 。當物體從紅外發(fā)射管與光電管之間一個個通過時，就會有一個個計數(shù)脈沖輸入計數(shù)器，于是計數(shù)器就將通過的物體統(tǒng)計出來。 計數(shù)與顯示電路 （ 1） 、 計數(shù)電路 光電計數(shù)部分：當光敏三極管 VT1 接收到紅外發(fā)光二極管 VD1 射來的紅外光線時，其亮電流增大，內(nèi)阻減小，集電極輸出低電平。 計算公式如下； Ig=SgEU (21) Ic=Ig (22) Uc=VccR2*Ic (23) 故光敏三極管集電極輸出低電平。此低電平加到電壓比較器 IC2B的反向輸入端 6腳，同時因 IC2B同向輸入端 5腳經(jīng)過 R3,R4 電阻分壓后，電壓為 ，因此 6腳電壓小于 5腳電壓， IC2B的 7腳輸出高電平。此高電平又加到比較器IC2A的反相輸入端 2 腳，使 2腳電壓高于同向輸入端 3 腳的電壓，比較器 IC2A的 1 腳輸出為低電平，此低電平使光電耦合器內(nèi)藏發(fā)光管亮，對應的光敏管導通，三極管 VT2 也導通， VT2 集電 極輸出低電平。 U5=R4/(R3+R4)*Vcc= (24) 當有物體通過紅外發(fā)射二極管 VD1 和接受管 VT1 之間時，紅外線被擋住， VT1因無光照，其暗電流小于 ，集電極輸出高電平。因此比較器 IC2B的 6腳大于 5腳電壓，比較器的 7 腳輸出低電平，同樣比較器 IC2A的 2腳電壓小于 3腳的電壓，使 1腳輸出為高電平，光電耦合器截止，三極管 VT2 也截止， VT2 集電極輸出高電平。當物體離開，就回產(chǎn)生下降沿，使計數(shù)部分開始計數(shù)。 基于紅外發(fā)射 — 接收的轉(zhuǎn)速 測量系統(tǒng) 第 6 頁 共 24 頁 圖 23 計數(shù)器 IC3 為雙 BCD 同步加計數(shù)器（ CD4518） ，該電路內(nèi)包含兩個結(jié)構(gòu)相同的計數(shù)單元。每個計數(shù)單元有兩個計數(shù)脈沖輸入端：上升沿觸發(fā)端 CP 和下降沿觸發(fā)端 ____EN 。若用 CP 端觸發(fā)，則將 ____EN 端接高電平；若用 ____EN 端觸發(fā)，則將 CP端接低電平。它有四個輸出端，既 Q1~Q4，輸出為二十一進制碼。另外，它還有一個清零端 R,該端為高電平時計數(shù)器清零，各輸出端為低電平。 在該電路中， CD4518 中的第一計數(shù)器用于個位數(shù)計數(shù)，當計數(shù)脈沖從 端不斷輸入時，它的輸出端 IQ1~IQ4 就會一次輸出從 0000~1001 的二進制碼。這個二進制碼通過譯碼器 IC5的譯碼，就會在數(shù)碼顯示器上顯示 0~9的十個數(shù)字。 CD4518中的第二個計數(shù)器用于十位數(shù)計數(shù)，他的計數(shù)脈沖來自第一計數(shù)器的 IQ4端的輸出脈沖。當?shù)谝挥嫈?shù)器至 1001 后，若再輸入一個脈沖，則計數(shù)器便會復零，輸出端變?yōu)?0000，在 IQ4 由 1 變?yōu)?0 的過程中會形成一個脈沖的下降沿。這個下基于紅外發(fā)射 — 接收的轉(zhuǎn)速 測量系統(tǒng) 第 7 頁 共 24 頁 降沿作為計數(shù)脈沖輸入第二計數(shù)器的 ____EN 端，使十位數(shù)計 1，這個 1 被認為是個位數(shù) 的進位。 （ 2） 、 顯示電路 計數(shù)顯示部分：采用 CD4518 組成 8421 碼同步十進制計數(shù)器，對 VT2集電極輸出的脈沖信號下降沿進行計數(shù)。為滿足下降沿計數(shù)的要求，需要將 CD4518 的cp 端接地，計數(shù)脈沖信號接 EN 輸入端。因 CD4518 內(nèi)含兩個相同的計數(shù)器，可將第一級的 Q4 輸出接第二級的 EN端，構(gòu)成兩級串行計數(shù)，實現(xiàn) 099 的計數(shù)顯示。 CD4518 的第 7 腳， 15 腳為清零端 Cr,通過電阻 R12 接地為零電平，與電容C4 一起實現(xiàn)開機清零作用。譯碼電路采用兩塊 CD4543 分別組成 BCD7 段譯器，驅(qū)動 LED 數(shù)碼顯示器。電阻 R13R26 為限流電阻。 它可將計數(shù)器輸出的四位二進制碼通過譯碼變?yōu)閿?shù)字顯示器的數(shù)碼筆段，這些筆段分別與數(shù)字 0~9 的筆段相對應。 數(shù)碼譯碼器（ CD4543）是一只具有鎖存功能的七段字形譯碼器，它內(nèi)部設(shè)有鎖存單元，可以防止在計數(shù)過程中顯示的數(shù)字發(fā)生翻動現(xiàn)象。該電路為十六腳扁平塑封結(jié)構(gòu)。它有四個輸入端（即 A、 B、 C、 D，用來輸入由計數(shù)器輸出的二進制碼）、七個筆段輸出端（即 a~g，接數(shù)碼顯示管的筆段輸入端）、一個鎖存控制端 LE（當 LE=1 時，數(shù)據(jù)被送至輸出端； LE=0 時數(shù)據(jù)被鎖存）、一個消隱控制端BI（當 BI=1時，顯示器消隱； BI=0 時，正常顯示）和一個共陰共陽極控制端 DFI（當 DFI=1 時可接共陽極 LED 數(shù)碼管； DFI=0 時接共陰極數(shù)碼管）。 在該電路中， LE=1 接電源。 DFI、 BI接地，采用共陰極數(shù)碼顯示管。 （二）、 元器件選擇 電阻全部采用（ 1/8） W金屬膜電阻。 電壓比較器為低功耗，低失調(diào)的 LM393， LM393 電壓比較器芯片內(nèi)部裝有四個獨立的電壓比較器，是很常見的集成電路。它類似于增益不可調(diào)的運算放大器。每個比較器有兩個輸入端和一個輸出端，任意一個端加上一個固定電壓做參考電壓，如 IC2B 的 5 腳和 IC2A的 3腳，另一端加一個待比較的信號電壓。當“ +”基于紅外發(fā)射 — 接收的轉(zhuǎn)速 測量系統(tǒng) 第 8 頁 共 24 頁 端電壓高于“ ”端時，輸出管截止，相當于輸出端開路，即輸出高電平。當“ ”端電壓高于“ +”端時，輸出管飽和，相當于輸出管接低電平，即輸出低電平。 光電耦合器采用 4N35。反光型光電耦合器有兩種。一種是 LED 和光電二極管封裝在一個殼內(nèi)，兩者發(fā)射光軸同接收光軸夾一個銳角， LED發(fā)出的光被測物體反射，并被光電二極管接收，構(gòu)成反光型光電耦合器。另一種是 LED 和光電二極管平行封裝在一個殼體內(nèi)， LED 發(fā)出的光可以在較遠的位置上放置的器件放射到光電二極 管的光敏面上。顯然這種反光型光電耦合器要比成銳角的耦合器作用距離遠。本次實驗采用后一種耦合器。光電耦合器特點： (1)、 具有電隔離的功能。 (2)、 信號傳輸是單向性的。 (3)、 具有抗干擾和噪聲說完能力。 (4)、 響應速度快。 (5)、 適用方便，具有一般固體器件的可靠性，體積小，重量輕，抗震，密封防水，性能穩(wěn)定，耗電省，成本低，工作溫度范圍在 55— 100 攝氏度。 三極管將微弱信號放大，采用 VT2 為 2SC218。 電壓比較器 電壓比較器就是集成運放在非線性狀態(tài)下的具體應用．所謂電壓比較器，就是一種用來 比較輸入信號電壓大小的電子電路．它可以將連續(xù)變化的模擬信號轉(zhuǎn)換成僅有兩個狀態(tài)的矩形波．集成運放工作在非線性區(qū)時，兩個輸入端誰的電位高，輸出就反映誰的特征，這是構(gòu)成電壓比較器的理論基礎(chǔ)． (1)、
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