快速運(yùn)動(dòng)物體的光電檢測和計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)(已修改)
2025-07-19 13:45 本頁面
【正文】 快速運(yùn)動(dòng)物體的光電檢測與計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)摘要：快速運(yùn)動(dòng)物體的光電檢測與計(jì)數(shù)主要是利用光電發(fā)射管和接收管組成檢測單元，當(dāng)發(fā)射管與接收管之間有障礙物（即被檢測計(jì)數(shù)的物體）時(shí)，光線被阻斷，接收管接收不到信號，從而引起接收管輸出信號的改變，根據(jù)檢測接收管的這一信號即可判斷反射管與接收管之間是否有障礙物，達(dá)到計(jì)數(shù)的目的。在較大體積物體的檢測與計(jì)數(shù)、室外等復(fù)雜環(huán)境下的物體檢測與計(jì)數(shù)等應(yīng)用中，環(huán)境中的光線對檢測有很大影響，這種情況下需要考慮到對光電發(fā)射管發(fā)射信號的PWM調(diào)制，以抑制環(huán)境對檢測的影響。本設(shè)計(jì)采用采用紅外發(fā)射管和接收管組成檢測計(jì)數(shù)傳感器，通過檢測光電接收管的輸出信號來檢測物體，并對輸出信號采用NE555芯片組成的斯密特觸發(fā)器整形，輸入到計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，本設(shè)計(jì)中計(jì)數(shù)器采用74HC161計(jì)數(shù)芯片，其輸出經(jīng)過74LS48解碼后直接驅(qū)動(dòng)7端數(shù)碼管顯示計(jì)數(shù)值。經(jīng)過對系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析、PROTUES仿真以及綜合調(diào)試分析，本設(shè)計(jì)達(dá)到了快速運(yùn)動(dòng)物體的光電檢測與計(jì)數(shù)所要求的預(yù)期目標(biāo)。關(guān)鍵詞：光電檢測 計(jì)數(shù)器 數(shù)字電路 目錄 1 序言 1 光電計(jì)數(shù)器的研究背景 1 光電計(jì)數(shù)器的應(yīng)用領(lǐng)域 2 課題研究的主要內(nèi)容 2 本文的主要內(nèi)容 22 總體方案設(shè)計(jì) 3 總體功能分析 3 紅外調(diào)制與驅(qū)動(dòng)方案選擇 4 檢波電路方案選擇 4 信號整形方案選擇 5 計(jì)數(shù)器電路設(shè)計(jì)方案 5 主要器件的選型 63 系統(tǒng)電路設(shè)計(jì) 8 短距離紅外計(jì)數(shù)檢測電路 8 遠(yuǎn)距離紅外計(jì)數(shù)檢測電路 8 40kHz帶通濾波器 9 LM567鑒頻電路 9 計(jì)數(shù)器電路設(shè)計(jì) 10 NE555電路設(shè)計(jì) 11 40kHz信號發(fā)生電路 11 斯密特觸發(fā)器 124 系統(tǒng)電路的PROTUES仿真 13 系統(tǒng)的仿真模型 13 仿真運(yùn)行 13結(jié)束語 16致謝 17參考文獻(xiàn) 18附錄 整體電路圖 19 1 序言 光電計(jì)數(shù)器的研究背景光電計(jì)數(shù)器是電子計(jì)數(shù)器中的一種，其核心部分都是由數(shù)字電路邏輯組成的增計(jì)數(shù)或者減計(jì)數(shù)電路。電子計(jì)數(shù)器是利用數(shù)字電路技術(shù)數(shù)出給定時(shí)間內(nèi)所通過的脈沖數(shù)并顯示計(jì)數(shù)結(jié)果的數(shù)字化儀器，電子計(jì)數(shù)器是其他數(shù)字化儀器的基礎(chǔ)。在它的輸入通道接入各種模數(shù)變換器，再利用相應(yīng)的換能器便可制成各種數(shù)字化儀器。電子計(jì)數(shù)器的優(yōu)點(diǎn)是測量精度高、量程寬、功能多、操作簡單、測量速度快、直接顯示數(shù)字，而且易于實(shí)現(xiàn)測量過程自動(dòng)化，在工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中得到廣泛應(yīng)用 。計(jì)數(shù)器是在數(shù)字電子技術(shù)中應(yīng)用的最多的時(shí)序邏輯電路。計(jì)數(shù)器不僅能用于對時(shí)鐘脈沖計(jì)數(shù)，還可以用于分頻、定時(shí)、產(chǎn)生節(jié)拍脈沖和脈沖序列以及進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算等。多功能電子式計(jì)數(shù)器由信號輸入電路、信號處理電路、計(jì)數(shù)及顯示驅(qū)動(dòng)電路、計(jì)數(shù)狀態(tài)控制電路、顯示器和電源電路構(gòu)成，可接受各種電壓幅度的脈沖電壓和觸點(diǎn)開/關(guān)兩種形式的輸入信號，信號處理電路通過光電耦合器與信號輸入電路聯(lián)接實(shí)現(xiàn)了信號輸入電路與計(jì)數(shù)工作電路的光電隔離，利用計(jì)數(shù)狀態(tài)控制電路可控制輸入信號的阻斷及計(jì)數(shù)器的復(fù)位。計(jì)數(shù)器有外接端子可與外部控制電路或裝置聯(lián)接由外部來控制計(jì)數(shù)器的工作狀態(tài)和計(jì)數(shù)器的復(fù)位。 多功能電子式計(jì)數(shù)器，包括有電源電路，其特征是由信號輸入電路、信號處理電路、計(jì)數(shù)及顯示驅(qū)動(dòng)電路、計(jì)數(shù)狀態(tài)控制電路、顯示器構(gòu)成，信號輸入電路由至少兩條由限流電阻與開關(guān)串聯(lián)構(gòu)成的分擋開關(guān)電路并聯(lián)構(gòu)成的迭擋器、一端與選擋器輸入端并聯(lián)另一端與電源電路正極聯(lián)接的輸入方式控制開關(guān)、陽極與選擋器輸出端聯(lián)接的發(fā)光二極管、陽極與發(fā)光二極管陰極聯(lián)接，集電極經(jīng)電阻與電源電路正極聯(lián)接的光電偶合器，陽極與光電偶合器陰極聯(lián)接的整流二極管構(gòu)成，信號處理電路由輸入端與信號輸入電路光電偶合器集電極聯(lián)接，其輸出端經(jīng)電阻與電源電路正極聯(lián)接的施密特觸發(fā)器、輸入端與施密特觸發(fā)器輸出端聯(lián)接的同相緩沖器、反相緩沖器，控制端分別與同相緩沖器、反相緩沖器輸出端聯(lián)接，其輸出端并聯(lián)的兩個(gè)膜擬開關(guān)、與模擬開關(guān)輸出端并聯(lián)的濾波電路構(gòu)成，與同相緩沖器輸出端聯(lián)接的模擬開關(guān)的輸人端接電源正極與反相緩沖器輸出端聯(lián)接的模擬開關(guān)的輸入端接公共地，計(jì)數(shù)及顯示驅(qū)動(dòng)電路由計(jì)數(shù)及顯示驅(qū)動(dòng)集成電路芯片和芯片工作輔助外圍電路構(gòu)成，其計(jì)數(shù)輸入端接信號處理電路輸出端，其輸出接顯示器輸入端，計(jì)數(shù)及顯示驅(qū)動(dòng)集成電路芯片為具有復(fù)位端和計(jì)數(shù)使能端的并對計(jì)數(shù)輸入端的脈沖信號以十進(jìn)位方式計(jì)數(shù)的具有多位顯示譯碼和直接驅(qū)動(dòng)顯示器進(jìn)行數(shù)碼顯示的集成電路芯片，計(jì)數(shù)狀態(tài)控制電路由一端接計(jì)數(shù)及顯示驅(qū)動(dòng)集成電路芯片復(fù)位端，另一端接系統(tǒng)公共地的復(fù)位開關(guān)和公共端接集成電路芯片的計(jì)數(shù)使能端，其另外面端分別接電源電路正極和公共地的單刀雙擲開關(guān)構(gòu)成。 光電計(jì)數(shù)器的應(yīng)用領(lǐng)域光電計(jì)數(shù)器被廣泛用于社會(huì)生活的多個(gè)領(lǐng)域，發(fā)揮著它的作用，為人民提供便利。在高速公路的管理中，為了更好地提高高速公路的現(xiàn)代化管理水平，發(fā)揮專業(yè)技術(shù)的優(yōu)勢，尋找高速公路管理方面的切入
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