【正文】 希望未來我們可以看到更多更好的光電計數(shù)器誕生。在儀器的控制上還可以使用單片機(jī)進(jìn)行自動化控制，通過程序設(shè)計可以更方便地更改計數(shù)器的參數(shù)和功能。依據(jù)工業(yè)的實際要求設(shè)計出不同特殊 功能的光電計數(shù)器，對功能不斷進(jìn)行完善和創(chuàng)新，以期達(dá)到更好的實用目的。作為工業(yè)上常用的一種電子儀器，光電計數(shù)器的市場前景需求量是很大的。 總結(jié) 在本文中，我們詳細(xì)介紹了可見光光電計數(shù)器的原理以及制作方法。 （ 2）根據(jù)計數(shù)容量調(diào)整 由于在實際的生產(chǎn)中，計數(shù)容量 需要進(jìn)行調(diào)整，可能要上千甚至上萬。 計數(shù)電路 顯示電路 光電輸出 電路 光電轉(zhuǎn)換電路 光電 轉(zhuǎn)換電路 光電計數(shù)器適用性改進(jìn) （ 1）根據(jù)物件大小調(diào)整 電路改裝后進(jìn)行調(diào)試，電路顯示正常。用激光筆對光電二極管持續(xù)照射，關(guān)閉激光一次，計數(shù)一次，計數(shù)值通過數(shù)碼管顯示出來。即可實現(xiàn)有光照時 555 定時器不工作，無信號輸出 ；無光照時負(fù)載輸出低電平，通過非門反向后產(chǎn)生高電平，多諧振蕩器開始工作，輸出一次高電平，計數(shù)器計數(shù)一次。首先將 555 定時器接成一個施密特觸發(fā)器，然后將 555 定時器的 2 號管腳通過一個10uF 的電容接地，輸出 3 號管腳通過一個 100K 歐的電阻與 2 號管腳連接，這樣就構(gòu)成了一個低頻的多諧振蕩器。 根據(jù)以上需求，可以將 555 定時器連接成一個低頻的多諧振蕩器，啟動時輸出一次高電平，這個高電平的維持時間要相對長，至少大于一個被計數(shù)物件 通過傳送帶的時間，否則會出現(xiàn)一個物件通過器件計數(shù)兩三次的情況。而理論要求有光照的時候不計數(shù)，出現(xiàn)一次光遮擋計數(shù)一次，即輸出低電平時產(chǎn)生時鐘信號，高電平停止計數(shù)。相連，直接控制 555 定時器的啟動與關(guān)閉。 555 定時器的 3 個 5K 歐電阻不連入電路，就不會影響二極管的負(fù)載。 555 定時器的輸出端和選通端 RD39。 167?？紤]到本次實驗將電阻負(fù)載上電壓作為信號源輸出，當(dāng)連接上后續(xù)電路時，相當(dāng)于在 1M 歐電阻上并聯(lián)上一個電路模塊，而后面的電路模塊總電阻遠(yuǎn)小于 1M 歐，與負(fù)載電阻并聯(lián)后會減小電阻值，相當(dāng)于光電二極管的負(fù)載只有 10K 左右，而光電二極管的光電流極小，為微安量級，負(fù)載減小之后，光生電壓就只有毫伏量級，不足以控制 555 定時器。 下面來分析產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因。但是當(dāng)光電部分作為輸出與后續(xù)電路連接之后，負(fù)載上的電壓立即改變，給光電二極管加上光照后，負(fù)載電壓只有很微小的變化，沒有明顯高低電平的分界線。用萬用表測量負(fù)載上的電壓。計數(shù)部分是數(shù)字電路，之前的測試沒有問題。 斷開實驗箱的電源，對每個接口導(dǎo)線進(jìn)行檢查，看有無松動情況。關(guān)閉光源開關(guān)，顯示應(yīng)變?yōu)?01，而實際上數(shù)碼管并沒有正常顯示。 電路總體調(diào)試 將電路各個部分連接起來，對光電二極管的光窗進(jìn)行持續(xù)的激光照射。沒有出現(xiàn)亂碼和滅燈情況，顯示部分正常工作。更換導(dǎo)線后，重新測試。數(shù)碼管的低位左下角那段時鐘處于熄滅狀態(tài)。連接計數(shù)電路和顯示電路，然后在低位計數(shù)器時鐘輸入端接上時鐘脈沖，觀察數(shù)碼顯示管的數(shù)值。表示計數(shù)電路可以正常工作，且進(jìn)制連接正確。計數(shù)器的輸出端一共 8 個引腳，分別按照從高到低的順序接到實驗箱的 8 個邏輯電平顯示燈上，該顯示燈在輸入為高電平的 時候發(fā)光。 計數(shù)電路的測試 計數(shù)電路獨立于光電轉(zhuǎn)換和譯碼顯示電路單獨進(jìn)行測試。然后講 2 號引腳接地或者接 — 5V 電壓，邏輯筆的紅燈亮，表示輸出以及成為高電平。 555 定時器的測試 555 定時器具有脈沖整形的功能，電路設(shè)計要求 555 定時器在輸入為低電平的時候輸出高電平，輸入為高電平時輸出脈沖波形的低電平。用邏輯筆進(jìn)行測量，無光照時邏輯筆顯示低電平，綠燈亮；有光照時，邏輯筆顯示高電平，紅燈亮。用氦氖激光筆照射光電二極管的光窗。然后把萬用表調(diào)到電壓測量檔位，量程選為 5V。 電路分步測試 光電二極管的測試 將后續(xù)電路斷開，只保留光電二極管的偏置回路，測試光電二極管是否可以正常工作。經(jīng)測試，數(shù)碼管的各段均可以正常顯示。小數(shù)點輸入端口 DP 懸空。參照其工作電路，將數(shù)碼管的 8號管腳接陽極 +5V 電壓， a、 b、 c、 d、 e、 f、 g七個顯示段端口通過 1千歐電阻接地。 顯示部分 顯示器使用實驗室已有的 LED 七段顯示數(shù)碼管 SM2105。 顯示譯碼部分 實驗使用 SN74LS247N 作為顯示譯碼器， SN74LS247N的引腳編號及內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 17： 圖 引腳編號及內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 由圖可知， 74LS247 的引腳以及功能與 7448 是一樣的，因此 74LS247 的連接可以參照原設(shè)計電路圖。高位計數(shù)器將輸出信號 Q3Q0 通過與非門與置零端 RD39。通過非門連接到高位計數(shù)器的時鐘輸入端 CLK，作為時鐘信號輸入。連接。低位計數(shù)器的輸出狀態(tài)為 1010 時復(fù)位，重新開始計數(shù)。具體方法為 ：一片 74LS161 作為低位，另一片作為高位。計數(shù)方法與 74LS160一樣，只是進(jìn)制不同。 計數(shù)部分 最初的電路設(shè)計計數(shù)部分用 74LS160 十進(jìn)制計數(shù)器實現(xiàn)，但是在實驗室沒有74LS160，因此用 SN74LS161AN 代替。負(fù)載使用 1MΩ 的電阻。在連接光電二極管時要注意復(fù)合管的內(nèi)外管極性，內(nèi)管負(fù)載接信號輸出。與 1 號管腳平行并在其右側(cè)的是 2號管腳， 2為內(nèi)管， 2號管腳通過負(fù)載電阻與電源相連。對光電二極管加上反向偏置電壓 15V。 電路連接 光電部分 器件名稱 器件型號 備注 光電二極管 GT106 型快速硅 PIN光電二極管 感應(yīng)波長 400~1100nm 電源 直流電源 15V 1 個 電容 10uF 1 個 滑動變阻器 200kΩ 1 個 電阻 1MΩ 1 個 計數(shù)器 SN74LS161AN 2 個 顯示譯碼器 SN74LS247N 2 個 邏輯與門 SN74HC08N 1 個 邏輯非門 HD74HC04P 1 個 七段 LED 數(shù)碼管 SM2105 2 個 555 定時器 CB555 1 個 根據(jù)事先設(shè)計的電路進(jìn)行器件的連接。 器 件準(zhǔn)備 器件清單表 表 3 其它使用的儀器： 數(shù)字電路實驗箱一臺、萬用表一個、 半導(dǎo)體 激光筆一支、導(dǎo)線若干根。 使用仿真軟件進(jìn)行仿真后數(shù)碼管顯示數(shù)值 如圖 16所示 ，其中引腳紅色代表高電平，藍(lán)色代表低電平，圖示為顯示 2的時候數(shù)碼管字符以及電平情況 。為了增加使用時候的靈活性，同一規(guī)格的 數(shù)碼管一般都會有共陰極和共陽極兩種類型供使用者進(jìn)行選擇。 數(shù)碼管分為共陰極和共陽極兩種類型。 圖 發(fā)光二極管使用的材料與普通的硅二極管和鍺二極管不同，有砷化鎵、磷化鎵、磷砷化鎵等幾種，而且半導(dǎo)體中雜質(zhì)濃度十分高。 半導(dǎo)體數(shù)碼管的外形圖 如圖 14 所示 。這種字符顯示器由七段可以發(fā)光的線段拼接而成。 數(shù)碼顯示 計數(shù)器數(shù)據(jù)經(jīng)過譯碼器后可以通過數(shù)碼管顯示。 將滅零輸入端和滅零輸出端配合使用，即可實現(xiàn)多為數(shù)碼顯示系統(tǒng)的滅零控制。/RBO39。的目的是為了能把不希望顯示的零熄 滅。 滅零輸入 RBI39。平時應(yīng)置