光電計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-26 20:52 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 件少一些，焊起電路來(lái)會(huì)更方便一些，分析實(shí)驗(yàn)時(shí)也會(huì)更有效簡(jiǎn)潔，更主要的是在學(xué)科設(shè)計(jì)中接觸74LS160芯片比較多，對(duì)其功能比較了解，所以最后決定用方案二來(lái)完成實(shí)際電路。第三章 單元電路的工作原理 光電轉(zhuǎn)換電路發(fā)光器件（例如LED）的輸出光強(qiáng)于與通過(guò)其工作電流成正比，發(fā)光側(cè)與接收側(cè)的距離越大時(shí)，要求輸出光強(qiáng)也越強(qiáng)，即要求工作電流越大。一般LED的工作電流約為10—50mA，因此為了提高傳送距離，必須提高LED的工作電流。無(wú)遮擋物擋光時(shí)，輸出一個(gè)高電平，產(chǎn)生一個(gè)上升沿；有遮擋物擋光時(shí)，輸出一個(gè)低電平，產(chǎn)生一個(gè)下降沿。根據(jù)此原理可向計(jì)數(shù)電路輸送其所需脈沖。 光電轉(zhuǎn)換電路，電流大約是20mA，從而可以估算出限流電阻大約是200Ω，光敏三極管在無(wú)光照射下，電阻可達(dá)數(shù)兆歐姆，有足夠的光照時(shí)，電阻降到幾千歐姆，因此其分壓電阻可以取幾十到幾百千歐，具體需根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整，這里采用了典型值33kΩ。 計(jì)數(shù)電路計(jì)數(shù)電路主要采用計(jì)數(shù)器統(tǒng)計(jì)信號(hào)采集電路輸出的脈沖個(gè)數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)物件計(jì)數(shù)的功能。為了使電路簡(jiǎn)單化，減少其它器件的使用，通過(guò)查看各種計(jì)數(shù)器芯片的技術(shù)手冊(cè)，選取74LS160為該電路計(jì)數(shù)元件。下圖所示為計(jì)數(shù)電路： 兩位十進(jìn)制計(jì)數(shù)電路設(shè)計(jì)要求是兩位的十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，根據(jù)74ls160的功能圖可知，將芯片的進(jìn)位端連接高位芯片的P、T端，使其只有在低位芯片計(jì)到9，Co端輸出高電平時(shí)才在下個(gè)脈沖來(lái)到時(shí)計(jì)一個(gè)在十位的數(shù)。當(dāng)芯片的CR非端、LD非端，即引腳引腳9為高電平時(shí)，引腳10由高電平變?yōu)榈碗娖剑瑒t電路將會(huì)處于保持狀態(tài)。根據(jù)電路知高低位芯片的QQQQ0分別為1001時(shí)，經(jīng)過(guò)與門(mén)與與非門(mén)的作用，此時(shí)引腳10的電位將會(huì)由高電平變?yōu)榈碗娖?，使電路處于保持狀態(tài)。而當(dāng)CR非端低電平時(shí)，電路無(wú)論何種狀態(tài)，芯片產(chǎn)生的功能都為異步清零，將輸出直接清零。 數(shù)碼顯示電路該電路是實(shí)現(xiàn)將計(jì)數(shù)電路的計(jì)數(shù)值以直觀的數(shù)字方式顯現(xiàn)出來(lái)，只需實(shí)現(xiàn)基本要求即可，無(wú)特殊要求。計(jì)數(shù)電路輸出兩組BCD碼，為了使電路簡(jiǎn)單，應(yīng)選用BCD碼—七段數(shù)碼管譯碼驅(qū)動(dòng)器，而七段數(shù)碼管的選擇與之配套。譯碼器無(wú)特殊功能要求。這里選用了常用的74LS47共陽(yáng)數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)器，配套選取共陽(yáng)八段數(shù)碼管，但小數(shù)點(diǎn)位不用。74LS47為內(nèi)部有上拉電阻的BCD—七段數(shù)碼管譯碼器/驅(qū)動(dòng)器，輸出端為低電平有效，可用于驅(qū)動(dòng)緩沖器或共陽(yáng)數(shù)碼管。 根據(jù)功能表，將即引腳5接高電平，接計(jì)數(shù)電路的，該部分電路簡(jiǎn)單，只要根據(jù)功能表將相應(yīng)端口連接起來(lái)即可完成功能，其中公共端要接電阻，起限流作用，保護(hù)共陽(yáng)數(shù)碼管不被燒壞。由于數(shù)碼管相當(dāng)于并聯(lián)LED，因此前面計(jì)算的限流電阻計(jì)算值仍然適用，但又由于是LED并聯(lián)情況，在正常工作時(shí)，存在同時(shí)數(shù)個(gè)LED共同發(fā)光的情況，總線中的電流加大，因此應(yīng)適當(dāng)減小限流
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