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Harbin Institute of Technology

课程设计说明书（论文）

课程名称： 电子技术课程设计 设计题目： 光控计数器 院 系： 自动化测试与控制系 班 级： 设 计 者： 学 号： 指导教师： 齐 明 设计时间： 2010.12.23

哈尔滨工业大学

哈尔滨工业大学课程设计任务书 姓 名： 郝冰涛 院 （系）： 电气学院 自动化测试与控制系 专 业： 光电信息工程 班 号： 0801201（1080120109） 任务起至日期： 2010年 11月 24日至 2010年 12月 25日 课程设计题目： 光控计数器 已知技术参数和设计要求： 利用光线的通断来统计进入实验室人数。要求设计两路光控电路，一路放置在门外，另一路设置在门里，当有人通过门口时（无论是进入或走出房间），都会先触发一个光控电路，再触发另一个光控电路，要求根据光控电路产生触发脉冲的先后顺序，判断来人是进入还是离开实验，当有人进入实验室时令计数器进行加计数，当有人离开实验室时进行减计数，并用数码管显示数字。 工作量： 利用课余时间，约1个月时间，完成电路设计、仿真、面包板上搭电路、调试及验收。 工作计划安排： 11月24日——12月12日，电路设计及仿真调试 12月13日——12月19日，搭电路及调试 12月20日——12月23日，电路调试及验收 同组设计者及分工： 同组人：娄越（1080120123） 分工：郝冰涛同学负责电路的设计及仿真调试工作。 娄越同学负责搭电路和电路调试。 指导教师签字___________________ 年 月 日 教研室主任意见： 教研室主任签字___________________ 年 月 日 *注：此任务书由课程设计指导教师填写。 1、实验器件：

电板 1块 发光二极管 2个 接收二极管 2个 74LS74 1片 74LS47 2片 74LS00 3片 74LS192 2片 555定时器 2片 数码管 2个 电阻：5.1K欧姆 2个 370欧姆 2个 310欧姆 14个 电容：1 μF 2个 1 nF 3 个

2、设计原理及思路：

整个系统由五个部分组成：光控电路、触发脉冲、加减计数、显示译码和数码显示，其工作原理框图如下：

首先由光控电路将接收的光信号转换为电信号，经施密特触发器整形触发脉冲，输出计数脉冲信号。再通过计数器和译码器，在LED数码显示管上显示数目的增加或减少，实现自动计数的功能。 各部分说明：

光电转换电路：光电转换电路用于将光信号转换为系统所需的电信号。由于需要进行数目的加和减的运算，此部分需要两个相同的光控电路。每个电路的组成为：一个发

射管，一个接收管，同时还有一个370欧姆和一个5.1K欧姆的电阻。接通电源后，接收管接收到发射管射来的红外光线。当有人通过两个二极管间时，内阻减小，集电极输出低电平，送至施密特触发器。

时钟脉冲产生电路：对于双D触发器所需要的1000Hz的脉冲，由于在本课题中电路对脉冲的精确度要求不是很高而晶体振荡需要分频，所以采用了555定时器构成的多谐振荡器，使其产生需要的方波作为触发器和计数器的CP脉冲.

时序控制电路：时序控制电路在本课题中主要用于判断计数的增加或是减少，在此选用了一个D触发器、三个74LS00芯片来实现。设计思路如下：设初始状态为0，由光控电路部分产生的两列脉冲分别为A，B，设置计数器为增加状态时，如图

如上图时序逻辑分析图所示，可得真值表和卡诺图如下：

A B Q（t） Q（t+1） Z 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0

1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 AB 00 01

Q 0 1 1 1 1 11 10 因此，得Q（t+1）=AB′+AQ

=（（AB′）′（AQ））′ Z=ABQ（t）

同理：设置计数器为减少状态时，