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光电开关式检测及计数器设计(DOC)

光电开关式检测及计数器设计(DOC)
光电开关式检测及计数器设计(DOC)

摘要

自动计数器在现代社会中起到越来越重要的作用。自动计数器在单片机的基础上构成的产品自动计数器计数精确的优点,目前已在各种行业中得到广泛应用。

,数字计数器有多种形式,在今天非接触式红外计数器得到了广泛的应用。本设计采用红外发射接收管作为红外计数器的信号检测头价格低廉,抗干扰性好,结构简单,操作方便等特点。指导思想是利用红外发光管发射红外线,红外接收管接收此红外线,并将其放大、整流形成低电平信号.当有人或物挡住红外光时,接收管没有接收到红外信号,放大器将输出高电平,将这个电平信号送入单片机进行控制计数,使数码管显示数值为所求的数值。

关键字:自动计数,单片机,数码管

Abstract

Automatic counter plays more and more important role in modern society. The advantages of product automatic counting automatic counter in the SCM are constructed on the basis of accurate, has been widely used in various industries.

Digital counters, have a variety of forms, in today's non contact infrared counter has been widely applied. This design uses the infrared transmitting and receiving tubes as the signal of infrared counter detection head low price, good anti-jamming performance, simple structure, convenient operation etc.. The guiding ideology of using infrared emitting tube emits infrared, infrared receiving tube receives the infrared, and amplify it, rectifier form low level signals. When someone or something is blocking the infrared receiving pipe, not receiving the infrared signal, the amplifier output high level, the electric signal into SCM control counter, digital display value for numerical request.

Keywords: automatic counting, single-chip microcomputer, digital tube

目录

一、绪论 (1)

1.1前言 (1)

1.2 光电开关式检测及计数器的发展 (1)

1.3 国内外光电开关式检测及计数器的研究 (1)

二、用单片机构成的产品来实现自动计数的设计 (2)

2.1方案思路 (2)

2.2系统总体机构图和及其原理 (2)

2.3系统单元电路设计 (3)

2.3.1电源供电电路 (3)

2.3.2 红外线检测部分的设计 (5)

三、单片机计数及控制部分 (8)

3.1计数部分的设计 (8)

3.2单片机控制的设计 (9)

参考文献 (10)

谢词 (11)

一、绪论

1.1前言

在当今社会飞速发展的今天,厂家基本采用流水线技术进行产品生产作业,而怎样对其线上的产品进行实时的、有效的、精确的自动计数成为广大生产厂家十分关注的问题。传统的机械式或电子式计数器电路比较复杂,元器件数量较多,故障率较高,维修比较困难,而基于单片机为核心控制的计数器有着能够实时、精确、可靠、稳定等计数优点已成为广大厂家的首先自动计数装置。

1.2 光电开关式检测及计数器的发展

当今社会,单片微型计算机技术迅速发展,基于单片机技术开发的计数设备和产品广泛应用到各个领域,单片机技术产品和设备促进了生产技术水平的提高,企业迫切需要大量熟练掌握单片机技术并能开发、应用和维护管理这些智能化产品的高级工程技术人才,而不是表面看来似乎发展到头了,电子计数器是一种多功能的电子测量仪器,它利用电子学的方法测出一定时间内输入的脉冲数目,并将结果以数字形式显示出来。

1.3 国内外光电开关式检测及计数器的研究

用AT89C51为控制单元、辅以多种外围硬件搭配而成的计数装置已成为现在自动计数应用领域的潮流。而如何提高自动计数器的实时性、抗干扰能力、稳定性是现在国内外自动计数生产研究的主要课题,产品自动计数主要用于工厂的流水线眩,往往是处于高温,高噪声等极度恶劣的环境中,而AT89C系列单片机构成的产品自动计数器,单片机构成的产品自动计数器存在的致命在这种环境中工作时往往会出现误操作或死机。

二、用单片机构成的产品来实现自动计数的设计

2.1方案思路

图2.1

原理阐述:红外发射电路(以NE555为核心)和红外接收电路(由LM567为核心)构成红外检测单元及形成计数脉冲,计数显示部分使用了四合一芯片CL102它是集译码、驱动、锁存、显示为一体。

2.2系统总体机构图和及其原理

图2.2

原理:电路的指导思想是红外发射管发射红外线,红外接收管接收红外线,并且接收管当有红外线照射的时候,电阻比较小,当无线外线照射的时

候电阻比较大,这样就可以通过一个电压比较器和一个基准电压进行对比,当有光照的时候,红外接收管电阻比较小,那么和其串联的电压分压就会增大,所以电压比较器将会输出一高电平;当无光照射的时候,红外接收管的电阻比较大,这样电压比较器就会输出一个低电平。这个便是外部计数电平信号,这个电平信号送入AT89C51单片机进行计数控制,在经过扩展、显示驱动完成最后的显示过程。

2.3系统单元电路设计

2.3.1电源供电电路

图2.3-1 电源供电电路

如图所示电源供电部分采用变压器降压、桥式整流、电容器滤波、三端稳压器7805稳压后供电,电源用220V的家庭用电经变压器降至9V交流电,然后经四个整流二极管(D1~D4)组成的桥式整流成直流电压,经C1滤波后输入7805芯片稳压成5V直流电源供红外发射、接收电路、AT89C51等供电。

图2.3-2桥式整流

桥式整流器是利用二极管的单向导通性进行整流的最常用电路,常用来将交流转变成为直流电。

原理:

桥式整流是对二极管半波整流的一种改进。

半波整流利用二极管单向导通特性,在输入标准正弦波的情况下,输了获得正弦波正半部分,负半部分则损失掉。

桥式整流器利用四个二极管,两两对接,输入正弦波的正半部分是两只管导通,得到正的输出,输入正弦波的负半部分时,另两只管导通,由于这两只管是反接的,所以输出还是得到正弦波的正半部分。桥式整流器对输入正弦波的利用率比半波整流高一倍。

桥式整流是交流转换成直流电的第一步。

桥式整流也叫整流桥堆。

桥式整流器是多只整流二极管作桥式连接,外用绝缘塑料封装而成,大功率整流器在绝缘层外添加金属壳包封,增强散热。桥式整流器品种多,性能优良,整效率高,稳定性好,最大整流电流从0.5A到50A,最高反射峰值电压从50V 到1000V。

图2.3-3滤波电路

整流电路是将交流电变成直流电的一种电路,但其输出的直流电的脉动成分较大,而一般电子设备所需直流电源的脉动系数(电压或电流的幅值与平均值之比,称为脉动系数S)要求小于0.01,故整流输出的电压必须采取一定的措施,尽量降低输出电压中的脉动成分,同时要尽量保存输出电压中的直流成分,使输出电压接近于较理想的直流电,这样的电路就是直流电源中的滤波电路。

在交流电的角频率一定的情况下R越大,C2越大,则脉动系数越小,也就是滤波效果就越好。而R值增大时,电阻上的直流压降会增大,这样就增大了直流电源的内部损耗;若增大C2的电容量,又会电容器的体积和重量,实现现起来也不现实。

为了解决这个问题,我们在稳压前后各有滤波吸收电路,利用电容器的充放电,补偿交流分量的电压波动

2.3.2 红外线检测部分的设计

直接反射光电开关是一种集发射器和接收器于一体的传感器,当有被检测物体经过时,将光电开关发射器发射的足够量的光线反射到接收器,于是光电开关就产生了开关信号。当被检测物体的表面光亮或其反光率较高时,直接反射式的光电开关是首选的检测模式。

反射板反射式光电开关集发射和接收一体化,使用和安装非常方便,精心设计的光路经过透镜聚焦配合特制的反射板反射,可以达到4米的检测距离,在很多场合可以替代红外对射,并且产品的灵敏度可以调节,并且采用继电器输出。

产品正面有红色LED指示,没有遮挡物体时处于熄灭状态,有遮挡物体时立即点亮,非常直观,引线长度为100毫米,其中棕色线是正24V,蓝线地线,白线是继电器触点的公共端,灰线是继电器触点的常闭,黑线是继电器触点的常开。

红外线反射型传感器的电参数:工作电压5~12V,极限电压15V,工作电流5~20mA,最大30mA,对应检测距离为0~120cm。

图2.3-4 计数传感器

在一些设备或流水线上需要对产量或流量进行统计,用红外线反射型传感器可以直接作为传感器件。再利用LED2六位计数器即可组成完整的计数系统,用于监控生产情况。如下图2.3-5所示

图2.3-6 红外线检测部分

如图2.3-6所示,红外线检测部分采用一对红外发送接收管完成,当电路正

常工作时,无障碍物遮挡,红外接收头有红外线照射,这时,红外接收头的电阻很小,大部分电压都加在R3上,这正是电压比较器LM324的正向输入电压,而负向输入电压由R4和R5分压得到V R R R U 3.35

455=+?=-,而R3分得的电压要大于此基准电压值,故这时电压比较器LM324输出高电平;当在红外发射接收管间有一不透光的障碍物时,,红外接收头无红外线照射,这时红外接收头的电阻很大,大部分电压都加在红外接收头上,这也是电压比较器LM324的正向输入电压,而负向输入电压也是由R4和R5分压得到,和原来电压一样,这时,R3分得的电压要小于此基准电压值,故这时电压比较器LM324输出低电平。

三、单片机计数及控制部分

图3单片机计数部分

3.1计数部分的设计

计数部分如图十一所示。由单片机AT89C51控制完成。基本原理为当红外检测部分检测到有物体经过时,红外接收电路的串联电阻会分压减小,从而使电压比较器的正向输入端小于负向输入端的电压,从而使电压比较器输出一个低电平信号,这个信号将供给单片机进行计数控制。

计数部分有三种方案:外部中断、T0或T1计数器脉冲统计、查询法。

T0或T1计数器主要作用是在一定时间内计数脉冲的个数,我们在这里并非研究对象为在一定时间内通过物品的数量,而是实时地在显示器上显示数当前的计数值,故我们这里不能采用T0或T1计数器的方式;

查询法是CPU在一定时间内或是时刻地在查询是否有计数脉冲产生。我们知道,CPU每查询一个脉冲大约用到的时间是一个机器周期,也就是12个振荡周期,即1 s的时间,相对于单片机的运行速度而言,外部流水线的传输速度

实在太慢,如果执意要用查询法进行统计物体的传输速度,这样对于单片机的时间资源太浪费,我们在设计单片机产品中,时间资源和空间资料特别珍贵,不能轻易浪费,故查询方案舍弃。

外部中断法是利用P3.2口的第二功能,INT0中断,这时,当有一低电平产生时,单片机将自动进入中断服务程序,进行处理外部中断问题,但在这时,由于外界干扰或者物体的特性,可能会进行反复地中断触发,这样可能会造成误计,重计等错误后果,在这里我们处理的办法是我们不再利用电平触发,而采用负边沿触发方式,这样只有产生一个完整的脉冲,才会有负边沿产生,这样就可以在很大程序上解决了误差的问题。

综上所述,在本设计在最合理的是采用外部中断方式计数。

3.2单片机控制的设计

单片机控制数码管显示有责任中方案,和种是查询法,另一种是中断法,这里的中断不再是外部中断,而是利用单片机内部的定时器产生定时中断,从而控制数码管的显示。

查询法类似于上面所说的脉冲的查询方法,主程序在不停地查询并显示数码管的点亮,并且在每位数码管之间还要插入延时程序,而这些延时程序一般都是利用空操作的方法进行延时,这样浪费了大量的时间和空间资料。在工程设计和产品制作中,一般不采用此方案。

中断法是利用单片机内部产生的溢出进行计数和定时,这样可以准确在某时刻或是是规定的时刻做相应的工作。在本设计中,是用数码管每1ms轮循地扫描,点亮数码管。

但是,在以上的显示和计数的相应程序段中,可能会遇到两者同时进入中断问题,如果遇到这样的问题,可能会导致单片机死机或者程序跑飞的情况,我们为了避免这样的情况产生,我们在这里必须设定优先级,在工业生产中,要计算出正确的数值才是最重要的,所以,我们这里就要设为检测外部脉冲人优先级。

参考文献

[1]陈华玲机械工程测试技术(第二版)[M].北京:机械工业出版社·高教分社,2012.3

[2] 康华光、邹寿彬.电子技术基础模拟部分(第四版)[M].北京:高等教育出版社,2000.7

[3] 高吉祥、易凡.电子技术基础实验与课程设计[M].北京:电子工业出版社,2002

[4] 童诗白.模拟电子技术基础[M].北京:高等教育出版社,1988

[5] 潘永雄、沙河. 电子线路CAD实用教程[M]. 陕西:西安电子科技大学出版社,2007

[6] 唐颖、程菊花任条娟. 单片机原理与应用及C51程序设计 [M]. 北京:北京大学出版社,2008.8.

[7] 张盛福. 华邦51单片机原理及应用 [M]. 北京: 航空航天大学出版社,2005.

[8] 陈清山,陈燕科. 最新世界集成模数和数模转换器及接口器手册 [M]. 长沙:中南工业大学出版社,1990.

[9] 刘振安,张培仁. MCS-96系列单片机微机原理与实践 [M]. 合肥:中国科学技术大学出版社,1992.

[10] 薛钧义,张彦斌.MCS-51/96单片微型计算机及其应用 [M]. 西安:西南交通大学出版社,1990.

谢词

本设计在选题及研究过程中得到卢纪丽老师的悉心指导。帮助我开拓研究思路,精心点拔、热忱鼓励。老师一丝不苟的作风,严谨求实的态度,踏踏实实的精神,不仅授我以文,而且教我做人,我对卢老师的感激之情是无法用言语表达的,她不仅学识渊博,对专业孜孜以求,精益求精;而且在百忙之作仍然读书不辍,不断探求;为人师表,率先垂范;传道授业,呕心沥血。如果说我从指导老师那里学会了怎么做好学问,那么首先应该说我从指导师那里领略了真正的学术精神,导师严谨的治学态度和坚韧的探索精神将使我终生受益。

51单片机的光电计数器电路设计原理

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光电计数器(数电)

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5)学习使用Protel,画出系统的PCB图。 2、发挥部分: 1)计数结果要求实现十位数的动态“零消隐”,即:当计数结果不超过10时,十位数的那个数码管无显示; 2)报告第三部分给出其他设计方案,画出仿真实现的电路图,并与参考方案对比分析。 三、课程设计考核 平时20%;验收40%;报告40% 摘要 21世纪是信息时代,是获取信息,处理信息,运用信息的时代。传感与检测技术的重要性在于它是获得信息并对信息进行必要处理的基础技术,是获取信 息和处理加工信息的手段,无法获取信息则无法运用信息。 光电式传感器是将光信号转化为电信号的一种传感器。它的理论基础是光电效应。这类效应大致可分为三类。第一类是外光电效应,即在光照射下,能使电子逸出物体表面。利用这种效应所做成的器件有真空光电管、光电倍增管等。第二类是内光电效应,即在光线照射下,能使物质的电阻率改变。这类器件包括各类半导体光敏电阻。第三类是光生伏特效应,即在光线作用下,物体内产生电动势的现象,此电动势称为光生电动势。这类器件包括光电池、光电晶体管等。光电效应都是利用光电元件受光照后,电特性发生变化。敏感的光波长是在可见光附近,包括红外波长和紫外波长。数字式电子计数器有直观和计数精确的优点,目前已在各种行业中普遍使用。数字式电子计数器有多种计数触发方式,它是由实际使用条件和环境决定的。有采用机械方式的接触式触发的,有采用电子传感器的非接触式触发的,光

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号。槽式光电开关比较适合检测高速运动的物体,并且它能分辨透明与半透明物体,使用安全可*。 ⑤光纤式光电开关:它采用塑料或玻璃光纤传感器来引导光线,可以对距离远的被检测物体进行检测。通常光纤传感器分为对射式和漫反射式。 它们的工作光线示意图如图3所示。 (2)术语解释 常见的术语示意图如图4所示。 ①检测距离:是指检测体按一定方式移动,当开关动作时测得的基准位置(光电开关的感应表面)到检测面的空间距离。额定动作距离指接近开关动作距离的标称值。 ②回差距离:动作距离与复位距离之间的绝对值。 ③响应频率:在规定的1s的时间间隔内,允许光电开关动作循环的次数。 ④输出状态:分常开和常闭。当无检测物体时,常开型的光电开关所接通的负载由于光电开关内部的输出晶体管的截止而不工作,当检测到物体时,晶体管导通,负载得电工作。 ⑤检测方式:根据光电开关在检测物体时发射器所发出的光线被折回到接收器的途径的不同,可分为漫反射式、镜反射式、对射式等。 ⑥输出形式:分NPN二线、NPN三线、NPN四线、PNP二线、PNP三线、PNP四线、AC 二线、AC五线(自带继电器),及直流NPN/PNP/常开/常闭多功能等几种常用的输出形式。

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光电开关工作原理

光电开关工作原理(返回) 电感式接近开关电容式接近开关红外线光电开关位移传感 器霍尔开关磁性开关 光电开关工作原理型号说明术语解释接线图号常 用发射镜应用图例注意事项 红外线属于一种电磁射线,其特性等同于无线电或X射线。人眼可见的光波是380n m-780n m,发射波长为780n m-1m m的长射线称为红外线,省洞头县光电开关厂生产的红外线光电开关优先使用的是接近可见光波长的近红外线。 红外线光电开关(光电传 感器)属于光电接近开关的简 称,它是利用被检测物体对红外 光束的遮光或反射,由同步回路 选通而检测物体的有无,其物体 不限于金属,对所有能反射光线 的物体均可检测。根据检测方式 的不同,红外线光电开关可分为

1.检测距离:动作距离 是指检测体按一定方式 移动时,从基准位置(光 电开关的感应表面)到开 关动作时测得的基准位 置到检测面的空间距离。 额定动作距离指接近开 关动作距离的标称值。 2.回差距离:动作距离 与复位距离之间的绝对 值。 3.响应频率:按规定的 1秒的时间间隔,允许光 电开关动作循环的次数。 4.输出状态:分常开和常闭。当无检测物体时,常开型的光电开关所接通的负载,由于光电开关部的输出晶体管的截止而不工作,当检测到物体时,晶体管导通,负载得电工作。 5.检测方式:根据光电开关在检测物体时,发射器所发出的光线被折回到接收器的途径的不同,可分为漫反射式,镜反射式,对射式等。(详见工作原理说明) 6.输出形式:分n p n二线,n p n三线,n p n四线,p n p二线,p n p三线,p n p四线,A C二线,A C五线(自带继电器),及直流N P N/P N P/常开/常闭多功能等几种常用的形式输出。

光电开关传感器-课程设计[1]

天津工业大学 传感器及测试技术课程设计 2010 年11 月24 日

摘要 本文介绍了光电传感器中光电开关的工作原理及性能,说明了光电开关在现代生活中的重要地位,显示了光电技术在日常生活生产中推广应用的巨大潜力。从分析光电传感器的原理出发,着重对它在生产生活等领域进行分析。通过传感器外形结构图和应用电路图,了解光电传开关的工作原理、结构、使用方法以及主要事项。介绍了该传感器的特点、应用领域、开始与未来的发展以及成像特点。 关键词:光电开关光电传感器

目录 摘要 ............................................................................................................................................. II 第一章光电开关介绍. (1) 1.1 光电开关的介绍 (1) 1.2 光电开关的分类 (1) 1.2.1 按检测方式分 (1) 1.2.2 按结构分类 (3) 1.3 光点开关的应用图例 (3) 1.4 光电开关专用名词的解释 (5) 1.5 光电开关的特点 (6) 第二章光电开关的原理 (8) 2.1 光电效应 (8) 2.2 光电开关中的主要光电元件 (8) 2.2.1 光敏电阻 (8) 2.2.2 光敏二极管 (8) 2.2.3 光敏三极管 (9) 2.3 光电开关的基本原理 (9) 2.4 光电接近开关 (10) 2.5 光电开关与光电耦合器的区别 (11) 第三章光电开关在实际生活中的应用 (13) 3.1 漫射式烟雾报警器 (13) 3.2 光电开关在生产线中的应用 (13) 第四章光电开关使用注意事项 (15) 4.1 避免强光源 (15) 4.2 镜面角度影响 (15) 4.3 排除背景物影响 (15) 参考文献 (16)

毕业论文光电计数器设计及制作

毕业论文光电计数器设 计及制作 Company number:【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】

目录

摘要 数字式计数器因为其有使用方便,计数精确,显示直观等优点,被广泛应用于各行业生产线上的物件计数。本论文利用光电二极管接收激光光源发射的光信号,并通过数字计数与显示电路设计了一种光电计数器。当物件从光电二极管与激光器之间通过时会对光束进行遮挡,光电二极管的电压发生变化。该信号经过放大和处理后,经计数电路和LED数码管显示计数的数值。该光电计数器可以将机械或者人工的计数方式转变为电子自动计数,工业实用性很强。 关键词:光电二极管,激光器,计数器, LED数码管 Abstract As the digital counter has advantages in convenient using, accurate counting, direct display , it is widely used in industry production line for counting the paper designed a photoelectric counter,the photoelectric receivers sent from the laser,and then through the digital count and display objects cross the middle of the laser ,the beam will be kept out, photoelectric receiver's voltage would have a voltage signal will be amplified and processed, then input it to the count circuit, and then the number can be displayed on the LED digital display photoelectric counter can change mechanical counting or artificial counting into electronic automatic counting, it has strong industrial usability. Key Words:photodiode,,laser,counter,LED digital tube 引言 随着自动化技术的高速发展,工业上的生产越来越趋向于自动化。在流水生产线 中,自动化的计数装置已经普及。采用自动化计数不仅可以提高生产计数的效率,还 可以提高计数的准确性。对于工业生产的现代化具有很大的推进作用。生产自动化、 设备数字化、机电一体化不断发展,工业中对光电计数器的需求量也逐渐在增大,因 此,设计光电计数器是十分具有现实意义的。 光电技术是一门以光电子学为基础,将光学技术、现代微电子技术、精密机械及 计算机技术紧密结合,成为获取光信息或借助光提取其他信息的重要手段的课程。光 电技术在现代科技、经济、军事、文化、医学等领域发挥着极其重要的作用,以此为 支撑的光电子产业是当今世界争相发展的支柱产业,是竞争激烈、发展最快的信息技

产品计数器课设1

燕山大学课程设计说明书 产 品 计 数 器

光电计数器的设计 摘要 本系统采用的是以单片机STC89c52为核心的自动计数器。采用反射式光电传感器,将激光发射管与接收管相邻安放,每当物体通过一次,激光就被物体遮挡一次,光电接收管的输出电压就发生一次变化,这个变化的电压信号通过放大和处理后,形成计数脉冲,输入至STC89c52单片机的P1口,通过软件控制用LED 加以显示,便可实现对物体的计数统计。本计数器可将机械或人工计数方式变为电子计数,并且采用LED数码管显示,可适用于诸多行业,以满足现代生产、生活方式的需求。 所谓的光电式传感器是将光信号转化为电信号的一种传感器。它的理论基础是光电效应。这类效应大致可分为三类。第一类是外光电效应,即在光照射下,能使电子逸出物体表面。利用这种效应所做成的器件有真空光电管、光电倍增管等。第二类是内光电效应,即在光线照射下,能使物质的电阻率改变。这类器件包括各类半导体光敏电阻。第三类是光生伏特效应,即在光线作用下,物体内产生电动势的现象,此电动势称为光生电动势。这类器件包括光电池、光电晶体管等。光电效应都是利用光电元件受光照后,电特性发生变化。敏感的光波长是在可见光附近,包括红外波长和紫外波长。市场上的光电计数器采用的光电传感器有摄像头、光电管等,采用的光的种类有普通光和激光,可见光和不可见光等。光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成。光电式传感器是以光电器件作为转换元件的传感器,光电检测方法具有精度高、应用快、非接触等优点,而可测参数多,光电传感器的结构简单,形式灵活多变因此,光电式传感器在检测和控制中应用非常广泛。 【关键词】计数器光电传感器单片机数码管

光电开关的原理及类型

光电开关 光电开关(光电传感器)是光电接近开关的简称,它是利用被检测物对光束的遮挡或反射,由同步回路选通电路,从而检测物体有无的。物体不限于金属,所有能反射光线的物体均可被检测。光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号射出,接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。 简介 光电开关(光电传感器:photoelectric switch)是光电接近开关的简称,它是利用被检测物对光束的遮挡或反射,由同步回路选通电路,从而检测物体有无的。物体不限于金属,所有能反射光线的物体均可被检测。光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号射出,接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。安防系统中常见的光电开关烟雾报警器,工业中经常用它来记数机械臂的运动次数。 接触式行程开关存在响应速度低、精度差、接触检测容易损坏被检测物及寿命短等缺点,而晶体管接近开关的作用距离短,不能直接检测非金属材料。但是,新型光电开关则克服了它们的上述缺点,而且体积小、功能多、寿命长、精度高、响应速度快、检测距离远以及抗光、电、磁干扰能力强。 这种新型的光电开关已被用作物位检测、液位控制、产品计数、宽度判别、速度检测、定长剪切、孔洞识别、信号延时、自动门传感、色标检出、冲床和剪切机以及安全防护等诸多领域。此外,利用红外线的隐蔽性,还可在银行、仓库、商店、办公室以及其它需要的场合作为防盗警戒之用。 工作原理 图1 所示是反射式光电开关的工作原理框图。图中,由振荡回路产生的调制脉冲经反射电路后,由发光管GL辐射出光脉冲。当被测物体进入受光器作用范围时,被反射回来的光脉冲进入光敏三极管DU。并在接收电路中将光脉冲解调为电脉冲信号,再经放大器放大和同步选通整形,然后用数字积分 或RC积分方式排除干扰,最后经延时(或不延时)触发驱动器输出光电开关控制信号。 光电开关一般都具有良好的回差特性,因而即使被检测物在小范围内晃动也不会影响驱动器的输出状态,从而可使其保持在稳定工作区。同时,自诊断系统还可以显示受光状态和稳定工作区,以随时监视光电开关的工作。

三位二进制加法计数器、序列信号发生器的设计、用集成芯片设计一个256进制加法计数器

目录 1课程设计的目的与作用 (1) 2设计任务 (1) 2.1同步计数器 (1) 2.2序列信号发生器 (1) 3设计原理 (1) 3.1同步计数器 (1) 3.1.1加法计数器 (2) 3.1.2减法计数器 (2) 3.1.3用集成芯片设计一个256进制的加法器 (2) 3.2序列信号发生器 (3) 4实验步骤 (3) 4.1同步计数器 (3) 4.1.1加法计数器 (4) 4.1.2减法计数器 (7) 4.1.3用集成芯片设计一个256进制的加法器 (10) 4.2序列信号发生器 (11) 5设计总结与体会 (14) 6参考文献 (15)

1课程设计的目的与作用 1.了解同步计数器及序列信号发生器工作原理; 2.掌握计数器电路的分析,设计方法及应用; 3.掌握序列信号发生器的分析,设计方法及应用; 2设计任务 2.1同步计数器 1.使用设计一个循环型3位2进制加法计数器,其中无效状态为(001,010),组合电路 选用与门和与非门等。 2.根据自己的设计接线。 3.检查无误后,测试其功能。 2.2序列信号发生器 1.使用设计一个能循环产生给定序列的序列信号发生器,其中发生序列(1000001),组 合电路选用与门和与非门等。 根据自己的设计接线。 2.检查无误后,测试其功能。 3设计原理 3.1同步计数器 (1)计数器是用来统计输入脉冲个数电路,是组成数字电路和计算机电路的基本时序逻辑部件。计数器按长度可分为:二进制,十进制和任意进制计数器。计数器不仅有加法计数器,也有减法计数器。如果一个计数器既能完成累加技术功能,也能完成递减功能,则称其为可逆计数器。在同步计数器中,个触发器共用同一个时钟信号。 (2)时序电路的分析过程:根据给定的时序电路,写出各触发器的驱动方程,输出方程,

光电计数器

光电计数器的设计 摘要: 21世纪是信息时代,是获取信息,处理信息,运用信息的时代。传感与检测技术的重要性在于它是获得信息并对信息进行必要处理的基础技术,是获取信息和处理加工信息的手段,无法获取信息则无法运用信息。 光电式传感器是将光信号转化为电信号的一种传感器。它的理论基础是光电效应。这类效应大致可分为三类。第一类是外光电效应,即在光照射下,能使电子逸出物体表面。利用这种效应所做成的器件有真空光电管、光电倍增管等。第二类是内光电效应,即在光线照射下,能使物质的电阻率改变。这类器件包括各类半导体光敏电阻。第三类是光生伏特效应,即在光线作用下,物体内产生电动势的现象,此电动势称为光生电动势。这类器件包括光电池、光电晶体管等。光电效应都是利用光电元件受光照后,电特性发生变化。敏感的光波长是在可见光附近,包括红外波长和紫外波长。数字式电子计数器有直观和计数精确的优点,目前已在各种行业中普遍使用。数字式电子计数器有多种计数触发方式,它是由实际使用条件和环境决定的。有采用机械方式的接触式触发的,有采用电子传感器的非接触式触发的,光电式传感器是其中之一,它是一种非接触式电子传感器。采用光电传感器制作的光电式电子计数器。这种计数器在工厂的生产流水线上作产品统计,有着其他计数器不可取代的优点。关键词:计数光电传感器单片机 设计内容与要求: 1、发光器件和接收器件之间的距离大于一米; 2、有抗干扰技术,防止由于抖动产生的误计数; 3、每计数100,用等闪烁2s指示一下; 4、LED数码显示计数器。

目录 第1章引言 (2) 第2章光电计数器的系统设计 (3) 2.1系统硬件设计 (3) 2.1.1各组成模块 (4) 2.1.2主要芯片元器件引脚图及功能介绍 (7) 2.2系统软件设计 (9) 第3章设计原理 (10) 3.1计数测量 (10) 3.2 中断方式计数 (11) 第4章软件程序的设计 (11) 4.1 时间控制设置 (11) 4.2 10ms定时设置 (12) 4.3 中断闪烁2S (12) 4.4 总程序调试 (12) 第一章引言 传感与检测技术是一门知识面广、综合程度高、实用性很强的专业课程。它从传感器的基本理论入手,着重讲叙传感器的结构与感测原理,传感器是一个二端口的装置,不同的传感器输入-输出特性不同,同一传感器适应不同的被测信号呈现的特性也有所不同。尤其当被测信号为静态信号时两种状态下,传感器的输入-输出特性完全不同。感测技术在许多新技术、新器件里都有应用,在课程安排上,以信息的传感、转换、处理为核心,从基本物理概念入手,阐述热工量、机械量、几何量等参数的测量原理及方法。 自动化的计数提高了工业生产上的效率以及准确性,计数的自动化和智能化最终能加速实现现代化的工业。随着生产自动化、设备数字化和机电一体化的发展,对光电计数器的需求日益增多。 光电计数器设计一方面是为了巩固课本所学知识,完成知识迁移,另一方面加强动手能

数字电路实验-光电计数器

课程综合设计 课程名称:《数字电路实验》实验名称:《光电计数器》 学院:应用科技学院 专业:电子信息工程 年级:2012级 学号:____________ 姓名:____________

设计意义及实现功能: 工厂生产线或某些设备上(如打印机)常装有自动计数器,以便计算产量或为生产过程自动化合计算机管理系统提供数据,计数器种类很多,光电计数器是常见的一种。 设计并制作一个光电计数器,要求如下: (1)光源采用聚焦白炽灯,电压为6.3V,自行选择光敏器件。当有光照到光敏器件上时,计数器不计数,当光照有亮突变到暗的一瞬间,产生一个脉冲沿,对这个脉冲沿进行技术,光照由暗突变到亮不计数。 (2) 计数器范围:00~99。用两只LED数码管作显示组件,可显示00~99。 (3)定数控制功能:当需要定数时,事先预置一个定数值,显示器同时显示这个定数值。每光照一次,计数器减“1”,当定数值减至:“00”,发出声、光报警。 (4)当计数器作“累加”功能时,需先清零。计数器从“00”累加到“99”。当光照次数大于99次时,发出声,光报警。 实验原理 CD4511引脚图及功能 CD4511是一个用于驱动共阴极 LED (数码管)显示器的 BCD 码—七段码译码器,特点如下:具有BCD转换、消隐和锁存控制、七段译码及驱动功能的CMOS 电路能提供较大的拉电流。可直接驱动LED显示器。器中的字形消隐。 其功能介绍如下: BI:4脚是消隐输入控制端,当BI=0 时,不管其它输入端状态如何,七段数码管均处于熄灭(消隐)状态,不显示数字。 LT:3脚是测试输入端,当BI=1,LT=0 时,译码输出全为1,不管输入DCBA 状态如何,七段均发亮,显示“8”。它主要用来检测数码管是否损坏。 LE:锁定控制端,当LE=0时,允许译码输出。 LE=1时译码器是锁定保持状态,译码器输出被保持在LE=0时的数值。 A1、A2、A3、A4、为8421BCD码输入端。 a、b、c、d、e、f、g:为译码输出端,输出为高电平1有效。 CD4511的内部有上拉电阻,在输入端与数码管笔段端接上限流电阻就可工作。 1. CD4511的引脚 CD4511具有锁存、译码、消隐功能,通常以反相器作输出级,通常用以驱动LED。其引脚图如3-2所示。 各引脚的名称:其中7、1、2、6分别表示A、B、C、D;5、4、3分别表示LE、BI、LT;13、12、11、10、9、15、14分别表示 a、b、c、d、e、f、g。左

最新光电计数器的设计

光电计数器的设计

北京交通大学 海滨学院 课程设计题目:光电计数器的设计 专业:光电信息工程班级:光电1101 学号: 11141006 姓名:陈国营

摘要 光电计数器的设计可以对某项物件进行计数,计数物件速度可慢,可快,在实际生产生活中具有广泛的应用,对通过的物体进行计数,在生产流水线包装数量控制等领域的应用,既能节省劳动力有能高效地完成任务,其次它也是光电技术的基础。 在光电计数部分我们考虑到脉冲信号的稳定度、方便检测是否能够产生脉冲信号,因此在电压比较器和NE555之间我们选择了NE555,又要利用遮断式红外控制原理对通过的物件计数,为了感应良好,我们使红外发光管与光电接收管相对安放,同时为避免自然光线干扰引起的误计数,同时因实验室条件有限,在光电计数器工作时尽可能的让房间里没有自然光照射进来。本计数器可实现0~99的计数显示。 每当物件通过一次,红外光被遮挡一次,光电接收管的输出电压发生一次变化,这个变化的电压信号通过放大和处理后,形成计数脉冲,去触发一个十进制计数器,便可实现对物件的计数统计。 关键字:计数脉冲感应光电

本课程设计主要是对于电子信息类专业的学生两年多来的专业知识学习的一个考验以及应用,也是相关专业的同学们开启理论通向实践之门的金钥匙,具有十分重要的意义,既能锻炼同学们的动手操作能力,又能反映出同学们对于电子设备的熟练程度及对简单典型电路原理应用和了解。 本课程设计为光电计数器的设计。光电技术是一门得到迅猛发展的学科,已经渗透到许多的相关的科学领域,应用非常的广泛,而具有代表性的是半导体激光器的广泛应用,具有高量子效率的负电子亲和势。光电阴极的光电倍增管和第三代微光像增强器件的实用化,超大规模的CCD面阵的固体摄像器件已在工业和民用领域都得到了广泛应用,在热成像光电中的红外焦平面技术的应用等等。 本文所讨论的光电计数器是一种比较初级的利用光电感应信号发出的脉冲进行计数的一种简单光电系统。

范例二红外线光电开关电路的设计与制作

江门市新会技工学校 技能课教案 编号:QD-19-06 流水号:5 电气自动化专业10G3 班共10 页 授课老师:肖正光审阅签名:

新会高级技工学校 毕业设计论文 课题:红外线光电开关电路的设计与制作 系部:电子信息系 专业、班级:电气自动化设备安装与维修 姓名: XXX 指导教师: 完成时间: 2012.6.16

毕业设计论文任务书 1、题目红外线光电开关电路的设计与制作 2、内容要求:(1)、设计并制作一红外线光电开关电路,当光电管接收到红外发射光时,继电器控制所需驱动的电器设备工作。(2)、用Protel 99 SE完成电路原理图的绘制,并提出元件清单,购买关 键元器件。(3)、完成线路板的设计。(4)、样机装配与调试。(5)、完成毕业大作业(综合实训)正文。 3、实施步骤: 1、查阅资料,拟定总体设计方案,IC规格书查询,芯片选型。约3天时间。 2、原理图的设计:①完成红外线光电开关电路的原理图的 设计;②提交元件清单;完成关键元器件的选购,约4天时间。3、 线路板的设计、制作与装配:①用Protel 99 SE完成线路板的设计,利用热转印方法制作线路板;约一周时间。4、完成样机的装配与调试,约2周时间。 5、完成毕业大作业(综合实训)正文。应包括 如下内容:(1) 总体方案设计(2)各功能电路的描述、电路图; (3) 元件清单;(4)线路板的PCB图;(5) 利用热转印方法制作线路板的过程;(6)红外线光电开关的装配与调试;(7) 红外线光电开关实 物照片;(8) 毕业大作业总结。约为3天的时间。 4、本毕业设计任务书于 2012 年 5 月 28 日发出,应于 2012 年 6 月 16 日完成,然后进行成绩评定。

光电计数器的设计

景德镇陶瓷学院 电子电路CAD课程设计课题名称光敏计数器 所在院系机电学院 班级13自动化2班 学号201310320210 姓名董儒诚 指导老师刘蜀阳 时间2015年12月30日 word . .

光敏计数器 设计一种自动计数的装置。在学习了脉冲数字电路的基础上,利用光线的通断来统计数目的光控计数器。其主要系统组成为:光电转换模块、整形模块、时序控制模块、计数译码模块和显示模块,通过对光电的转换,由时序逻辑电路控制,达到自动计数的功能 目录 前言 (1) 第一章设计要求 (2) 1.1 基本要求 (2) 1.2 提高要求 (2) word . .

第二章系统组成及方案设计 (3) 2.1 系统组成 (3) 2.1 方案一 (3) 2.2 方案二 (4) 2.3 方案比较与选择 (4) 第三章单元电路的工作原理 (5) 3.1 光电转换电路 (5) 3.2 计数电路 (5) 3.3 报警电路 (7) 3.4 电路仿真 (9) 第四章组装及测试结果与分析 (10) 4.1 焊接是特别要注意的几点: (10) 4.2 测试 (10) 4.3 结果 (11) 第五章总结 (12) 附录一元件清单 (13) 附录二总电路图 (14) 参考文献 (15) word . .

前言 21世纪是信息时代,是获取信息,处理信息,运用信息的时代。传感器是获取信息并对信息进行必要处理的基础技术,是获取信息和处理加工信息的手段,无法获取信息则无法运用信息。基于光电效应的传感器,光电式传感器在受到可见光照射后即产生光电效应,将光信号转换成电信号输出。它除能测量光强之外,还能利用光线的透射、遮挡、反射、干涉等测量多种物理量,如尺寸、位移、速度、温度等,因而光电式传感器是一种应用极广泛的重要敏感器件。光电计数器的设计是一种比较初级的利用光电传感器发出信号脉冲进行计数的一种简单光电系统。 光电计数器可完成小型的计数功能,可应用于小教室和小餐厅等小容量的场所,进行相应的计数功能,具有很大的实用价值。工业生产中常常需要自动统计产品的数量,计数器在这里有其用武之地。数字式电子计数器有直观和计数精确的优点,目前已在各种行业中普遍使用。数字式电子计数器有多种计数触发方式,它是由实际使用条件和环境决定的,通常分为接触式计数器和非接触式计数器两种。本次设计的光电计数器为非接触式计数器中的一种。 在该光电计数器中,计数的过程其实是获取脉冲源的过程,首先遮挡物遮挡光电传感器产生一下降沿,拿掉遮挡物产生一个上升沿,使计数器得到一个脉冲进行计数。之后计数器输出一个信号输入到译码器中,由译码器控制数码管的显示,数码管最大显示99。计数范围为一百,可以预设计数数目,当计数达到设定后,停止计数并报警,可手动解除报警。 整个电路的设计先借助于仿真软件proteus仿真,得到了预期的结果,而后依据仿真图在实验室焊接、调试,实现了预定的功能。 word . .

设计序列信号发生器

数码电子学实验 设计序列信号发生器 报告人:XXX 一.具体要求 要求用D触发器和门电路设计一个产生1101001序列(序列左边先输出)的序列发生器。

二.实验目的 1.熟悉原理图输出法; 2.了解可编程器件的实际应用。 三.实验准备 1.详解D 触发器 ①电路组成 为了避免同步RS 触发器同时出现R 和S 都为1的情况,可在R 和S 之间接入非门G1,如图1所示,这种单输入的触发器称为D 触发器。图2为其逻辑符号。D 为信号输入端。 图1:D 触发器逻辑图 图2:D 触发器逻辑符号 ②逻辑功能 在CP=0时,G2,G3被封锁,都输出1,触发器保持原状态不变,不受D 端输入信号的控制。 在CP=1时,G2,G3解除封锁,可接收D 端输入的信号。如1=D 时,0=D ,触发器翻到1状态,即Q n+1=1,如0=D 时,1=D ,触发器翻到0状态,即Q n+1=0,由此可列出表1所示同步D 触发器的特性表。 表1:同步D 触发器特性表 D Q n Q n+1 说明 0 0 0 输出状态和D 相同 0 1 0 输出状态和D 相同 1 0 1 输出状态和D 相同 1 1 1 输出状态和D 相同 由上述分析可知,同步D 触发器的逻辑功能如下: 当CP 由0变为1后,触发器的状态翻到和D 的状态相同; 当CP 由1变为0后,触发器保持原状态不变。 ③D 触发器的名词来源 D 触发器不会发生RS 触发器不确定的情形(S=1,R=1),也不会发生JK 触发器的追跑情况(J=1,K=1),那么为什么成为D 触发器呢?因为输出Q 等于输入D ,但是要经过一个CLOCK

基于红外传感器的光电计数器设计论文-陆

光电检测技术课程设计论文 题目:基于红外传感器光电计数器的设计姓名: 班级: 学号: 日期:2015年7月15日

摘要:在当今社会飞速发展的格局下,越来越多的流水线上的产品和各种商业场合的人员需要进行自动计数.基于单片机构成的产品自动计数器有直观和计数精确的优点,目前已在各种行业中普遍使用。本文所设计的计数器是采用红外对射式方式,抗干扰性好,可靠性高。 本设计的指导思想是利用红外发光管发射红外线,红外接收管接收此红外线,并将其放大、整流形成高电平信号.当有人或物挡住红外光时,接收管没有接收到红外信号,放大器将输出低电平,同时将这个电平信号送入单片机进行控制计数,并经译码驱动电路使数码管显示数值。这样就得到要统计的人或物的数量。本设计应用单片机AT89C51芯片作为核心,4位LED数码管,使用LM324芯片实现红外线计数,并且添加了报警功能。这种实现方法的优点是电路简单,性能可靠,实时性好,操作简单,编程容易等。 关键词:单片机;红外对射管;LM324;蜂鸣器;LED数码管 Rapid development in the pattern of today's society, more and more of the pipeline of products and a variety of businessoccasions need to automatically co unt. Based on SCM products constitute automatic counter has the advantages of intuitive and accurate count, now in a variety of commonly used in industry.This article is designed to counter radio-style method using infrared, interference i mmunity and high reliability. The design of the guiding idea is to use infrared emissioninfrared LED, infrar ed receiver to receive the infrared, and enlarge, forming high commutation sign al. When persons or block infrared light, the receiver does not receive infrared control signals, the amplifier the output low, while the level control signal into t he microcontroller counts, and by decoding the digital display drive circuit value s. This will be the number ofpersons or things to statistics. The AT89C51 microco ntroller chip design applications as a core, 4 LED digital tube, the use of infrare d LM324 chip count, and add the alarm function. This implementation method h as the advantage of simple circuit, reliable, real-time, simple operation, easy pr ogramming and so on. Key words: SCM; infrared shooting tube; LM324; Buzzer LED digital tube

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