【正文】 在電路設(shè)計(jì)上要盡量簡(jiǎn)潔，使用常用器件來(lái)降低制作成本；工藝上要追求精致，減小儀器的體積；性能上要提高技術(shù)的響應(yīng)度和精確度?？梢愿鶕?jù)實(shí)際要計(jì)數(shù)物件的大小以及傳送帶的速度計(jì)算物件遮擋激光的時(shí)間，通過(guò)改變電容大小和反饋電阻阻值改變多諧振蕩器的振蕩頻率，使振蕩的 1/2 周期大于物件的遮光時(shí)間。控制多諧振蕩器的振蕩周期為 1s 以上。之間只有幾個(gè)邏輯門(mén)。因此，對(duì)于 555 定時(shí)器來(lái)說(shuō)，這種微小的電壓改變不足以讓 555定時(shí)器交替輸出高低電平，計(jì)數(shù)器接收不到脈沖信號(hào)，所以不會(huì)產(chǎn)生計(jì)數(shù)值。電路沒(méi)有正常工作，需要進(jìn)行檢查。經(jīng)檢查由于 e 端口與 74LS247 的連接導(dǎo)線松動(dòng)，導(dǎo)致一直沒(méi)有信號(hào)輸入。將計(jì)數(shù)器的低位集成塊74LS161 的時(shí)鐘輸入端，即 2 號(hào)引腳連接到實(shí)驗(yàn)箱自帶的脈沖信號(hào)上，調(diào)節(jié)輸入頻率為1KHz。無(wú)光照時(shí)二極管截止，測(cè)量出的電壓很?。挥泄庹諘r(shí)，電壓接近 5V。 對(duì)數(shù)碼管的顯示功能進(jìn)行測(cè)試，將低電平分別接到 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g端口，看對(duì)應(yīng)的顯示段是否亮燈。連接，保證計(jì)數(shù)到99的時(shí)候計(jì)數(shù)器跳轉(zhuǎn)，重新從 1 開(kāi)始計(jì)數(shù)。用置零法改變進(jìn)制。電壓的極性不能接錯(cuò)，最大反向偏壓不得大于或者等于擊穿 電壓。 167。當(dāng)外加正向電壓的時(shí)候，大量的空穴和電子在擴(kuò)散的過(guò)程中又復(fù)合，其中會(huì)有一部分電子從導(dǎo)帶躍遷到價(jià)帶，把多余的能量以光的形式釋放出來(lái)，便可以產(chǎn)生出可見(jiàn)光。 7448 的顯示功能表如表 2： 表 2： 用 7448 驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管，使用 protues 軟件畫(huà)出 電路圖 如圖 13： 圖 167。為高電平。 顯示譯碼電路設(shè)計(jì) 計(jì)數(shù)電路計(jì)數(shù)的結(jié)果需要通過(guò)譯碼器連接顯示電路。 74160 的 1 號(hào)引腳懸空， 2 號(hào)引腳為時(shí)鐘輸入信號(hào)， 6 號(hào)引腳為預(yù)置數(shù)端，可以懸空可以接零， 7 號(hào)引腳 ENP 和 10 號(hào)引腳 ENT 連接后接高電平，電路才可以工作在計(jì)數(shù)狀態(tài)， 1 1 1 14 號(hào)引腳為輸出信號(hào)端， 15 號(hào)引腳為進(jìn)位輸出端，計(jì)數(shù)器產(chǎn)生進(jìn)位時(shí)自動(dòng)輸出一次高電平。 圖 定時(shí)器的引腳圖及功能表 將 555 定時(shí)器的ν Ⅰ 1和ν Ⅰ 2兩個(gè)輸入端連在一起作為信號(hào)輸入端，即可以得到施密特觸發(fā)器。用外 管來(lái)短路慢速的光生載流子，從而實(shí)現(xiàn)了快速響應(yīng)的目的。 快 速硅 PIN 光電二極管 本次實(shí)驗(yàn)采用的光電二極管是 GT106 型快速硅 PIN 光電二極管。 （ 1）光照特性 光照特性主要體現(xiàn)了光電流與光照度的關(guān)系， 圖 5 是光電流與光照度的特性圖，由圖 5 可知 兩者之間的關(guān)系 是：線性好 。如果在外電路中把 p 區(qū)和 n 區(qū)短接，就產(chǎn)生反向的短路信號(hào)電流。利用光電子發(fā)射效應(yīng)的探測(cè)器稱(chēng)為光電子發(fā)射探測(cè)器，其中有真空光電管、充氣光電管和光電倍增管。半導(dǎo)體激光器優(yōu)點(diǎn)是體積小，重量輕， 運(yùn)轉(zhuǎn) 泵浦源 全反射鏡 部分反射鏡 激光 可靠，耗電少，效率高等。半導(dǎo)體激光器的工作物質(zhì)是半導(dǎo)體材料。當(dāng)高能態(tài)離子從高能態(tài)躍遷到低能態(tài)，產(chǎn)生輻射后，它通過(guò)受激原子時(shí) 會(huì)感應(yīng)出同相位同頻率的輻射。與白熾燈相比，具有發(fā)光效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、壽命長(zhǎng)以及光色適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，因而具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，在光電技術(shù)和照明工程中得到廣泛的應(yīng)用。在光電技術(shù)系統(tǒng) 中，光源往往起著關(guān)鍵的作用。還有很多依據(jù)實(shí)際的工作環(huán)境添加了個(gè)性化功能，如毛線生產(chǎn)線上的斷線報(bào)警功能。 光電計(jì)數(shù)器主要分為光電檢測(cè)轉(zhuǎn)換部分和電子顯示部分。在流水生產(chǎn)線中，自動(dòng)化的計(jì)數(shù)裝置已經(jīng)普及。 光電轉(zhuǎn)換電路改進(jìn) .......................................... 19 阻抗匹配改進(jìn) ........................................... 19 光電計(jì)數(shù)器適用性改進(jìn) .................................. 21 參考文獻(xiàn) ............................................................ 23 致謝 ................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 光電信號(hào)輸出 .............................................. 11 第二章 計(jì)數(shù)電路 ..................................................... 12 167。 十進(jìn)制計(jì)數(shù)電路設(shè)計(jì) ........................................ 12 167。 摘要 數(shù)字式計(jì)數(shù)器因?yàn)槠溆惺褂梅奖?，?jì)數(shù)精確，顯示直觀等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于各行業(yè)生產(chǎn)線上的物件計(jì)數(shù)。采用自動(dòng)化計(jì)數(shù)不僅可以提高生產(chǎn)計(jì)數(shù)的效率，還可以提高計(jì)數(shù)的準(zhǔn)確性。光電傳感器是一種將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)的裝置，它實(shí)現(xiàn)工作的理論基礎(chǔ)是光電效應(yīng)。通用計(jì)數(shù)器不僅可測(cè)頻率、周期還 可以測(cè)多周期平均、時(shí)間間隔、頻率比和累計(jì)等。因此，了解光源的基本特性參數(shù)，然后按照實(shí)際的工作需要選取合適光源，是我們?cè)O(shè)計(jì)光電系統(tǒng)和解決光電檢測(cè)問(wèn)題時(shí)成功的關(guān)鍵之一。 固體發(fā)光光源 固體在電場(chǎng)的作用下將電能直接轉(zhuǎn)換為光能的發(fā)光現(xiàn)象叫場(chǎng)致發(fā)光，也稱(chēng)為電致發(fā)光。這些輻射波沿由兩平面構(gòu)成的諧振腔來(lái)回傳播時(shí)，沿軸線的來(lái)回反射次數(shù)最多，它會(huì)激發(fā)出更多的輻射，從而使輻射能量放大。 本次實(shí)驗(yàn)需要光源可以發(fā)出一束集中的且強(qiáng)度足夠的可見(jiàn)光，因此采用 半導(dǎo)體 激光器作為光源。 圖 激光器與普通光源相比，具有光束集中，亮度高等優(yōu)點(diǎn)，所以本次設(shè)計(jì)采用激光器而不選擇普通光源。 光電導(dǎo)是應(yīng)用最廣泛的光電子效應(yīng)。假若外電路開(kāi)路，則光生的電子和空穴分別在 n 區(qū)和 p 區(qū)積累，兩端便產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)， 如圖 3 所示 ，這稱(chēng)為光生伏特效應(yīng)。光電流較小 。該光電二極管的主要特點(diǎn)是響應(yīng)度高，響應(yīng)速度特別快；噪聲低、性能穩(wěn)定可靠。 GT106 型快速硅 PIN 光電二極管 的光譜響應(yīng)曲線如圖 8. 圖 光電二極管 的光譜響應(yīng)曲線 167。施密特觸發(fā)器的輸出電壓ν 0由高電平變?yōu)榈碗娖胶陀傻碗娖阶優(yōu)楦唠娖剿鶎?duì)應(yīng)的ν Ⅰ 也不相同，這樣就形成了施密特觸發(fā)器 的觸發(fā)特性。 74161 的功能表如 表 1： 表 74160的功能表 RD39。譯碼器的邏輯功能是將每個(gè)輸入的二進(jìn)制代碼譯成對(duì)應(yīng)的輸出高、低電平信號(hào)或另一個(gè)代碼。 滅零輸入 RBI39。 數(shù)碼顯示 計(jì)數(shù)器數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)譯碼器后可以通過(guò)數(shù)碼管顯示。 數(shù)碼管分為共陰極和共陽(yáng)極兩種類(lèi)型。 電路連接 光電部分 器件名稱(chēng) 器件型號(hào) 備注 光電二極管 GT106 型快速硅 PIN光電二極管 感應(yīng)波長(zhǎng) 400~1100nm 電源 直流電源 15V 1 個(gè) 電容 10uF 1 個(gè) 滑動(dòng)變阻器 200kΩ 1 個(gè) 電阻 1MΩ 1 個(gè) 計(jì)數(shù)器 SN74LS161AN 2 個(gè) 顯示譯碼器 SN74LS247N 2 個(gè) 邏輯與門(mén) SN74HC08N 1 個(gè) 邏輯非門(mén) HD74HC04P 1 個(gè) 七段 LED 數(shù)碼管 SM2105 2 個(gè) 555 定時(shí)器 CB555 1 個(gè) 根據(jù)事先設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行器件的連接。負(fù)載使用 1MΩ 的電阻。低位計(jì)數(shù)器的輸出狀態(tài)為 1010 時(shí)復(fù)位，重新開(kāi)始計(jì)數(shù)。 顯示譯碼部分 實(shí)驗(yàn)使用 SN74LS247N 作為顯示譯碼器， SN74LS247N的引腳編號(hào)及內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 17： 圖 引腳編號(hào)及內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 由圖可知， 74LS247 的引腳以及功能與 7448 是一