一．基本原理。
当成品从流过，通过光源和光电二极管组成的特殊计数轨道时，造成瞬时遮光，使用发光电阻其电阻值能随着外界光照强弱（明暗）变化而变化，进而把光信号能够用电压来表示，使用555定时器改装成的施密特触发器对电压信号整形获得比较理想的矩形脉冲波形，送入4个74160并联计数器的计数输入口，计数器能够从0000-9999计数，每个计数器连接一个7448译7448驱动bs201半导体数码管，显示计数，即流过产品的个数。
设计方案方框图。
二． 方案设计与选择。
方案二：使用光电二极管作为信号转换元件，其信号转换电路和整形电路如下。
当光敏二极管受光源照射时，使bg1导通，bg2跟着导通，bg3截止，bg4截止，bg5导通。当成品从流过，通过光源和光电二极管组成的特殊计数轨道时，造成瞬时遮光，使bg1截止，bg2跟着截止，bg3导通，bg4导通，bg5截止，输出一个正脉冲矩形波，再送给10位计数器计数。
本设计为了防止误动作，采用了射极单稳延时电路，保证一个产品只遮光一次，计数正确。但是该方案电路设计复杂，零器件多而散，参数估计困难故采用集成芯片555定时器改装施密特出发电路，直接与光电电阻连接，电路简单，易于实现。
三。 单元电路设计与参数计算
1. 信号转换电路。
光敏电阻器是一种对光敏感的元件，它的电阻值能随着外界光照强弱（明暗）变化而变化。 光敏电阻器在电路中用字母“r”或“rl”、“rg”表示。
从gl3537-1光敏电阻的参数表我们可以看出，光敏电阻在暗光下，电阻很大，在光强是10lux时候，阻值只有20-30kω，而这个环境条件我们能够在计数器轨道上配置，使光敏电阻值的变化符合我们的需求。从而使光信号有效的变为电信号。
2. 脉冲整形电路。
把555定时器改接成施密特触发器，它具有一下特点：输入信号在上升和下降过程中，电路状态转换的输入电平不同；电路状态转换时有正反馈过程，使输出波形边沿变陡。利用这两个特点，不仅能将边沿变化缓慢信号波形整形为边沿陡峭的矩形波，而且可以将叠加在矩形脉冲高、低电平上的噪音有效的清楚。
其接法如下图所示：
如上图所示，电路以555为核心，与光敏电阻rg和rp1等组成。rg随光照的强弱呈现不同的阻值，利用555内部的两个比较器的复位和置位特性，便可组成施密特触发器。当光强时，rg呈低阻，2脚呈高电平（>2/3vdd触发电平），555第三脚置低位；当光弱时，rg呈高阻，6脚电瓶低于1/3vdd阀值电平，第三脚置高位。
送出高电平脉冲。
使用时，把滑动变阻器rp的阻值调到最大100kω，其参数选择100kω理由如下。
光线强时rg的电阻为r1
vi=vdd/(ri+rp1)*rp1 ri≈25kω rp1=100kω
rp1/(ri+rp1) ＞2/3vdd 即输入高电平，vo输出低电平。
光线弱时rg的电阻为r2
vi=vdd/(ri+rp1)*rp1 ri≈2mω rp1=100kω
rp1/(ri+rp1)＜1/3vdd 即输入低电平，vo输出高电平。
3.计数器连接电路。
选用十位计数器74ls160 ，其rd端为0 时所有触发器将同时被置零，而且置零操作不受其他输入端状态的影响。当rd端为1、ld端为0时，电路工作在预置数状态。当rd和ld端同时为1而ep为0、et为1时，这时计数器工作在保持状态。
如果et为0，则ep不论为何状态，计数器的状态也将保持不变，但这时进位输出c等于0。当rd、ld、ep、et端皆为1时，电路工作在计数状态，可以利用c其中计数器为四片74160.构成。
74160的功能表及外部引脚图如图下4示。端输出的高电平或下降沿作为进位输出信号。
上图所示是四个74106并行进位方式连接接法。以第一篇的进位输出c作为第二片的ep和et输入，当第一片计成（1001）时c变为1，下个cp信号到达第二片时为计数工作状态，计入1，而第一片计成(0000),他的c端回到低电平。第一片的ep和et恒为1，始终处于计数工作状态。
四个74106工作范围为0000-9999.
4. 显示系统电路。
用7448可以直接驱动共阴极的半导体数码管bs201。由7448的输出电路可以看到，当输出管截止，输出为高电平时，流过数码管的电流是有vcc经1kω上拉电阻提供的。当vcc=5v时候，这个电阻只有2ma左右。
用7448驱动bs201的连接方法图。
7448七段显示译码器输出高电平有效，用以驱动共阴极显示器。
三个辅助控制端：lt、rbi、bi/rbo
1) 灭灯输入bi/rbo
有时作输入，有时作输出。作输入时，且bi=0，无论其他输入端是什么电平，所有各段均为０，所以字形熄灭。
2) 试灯输入lt
当lt=0,且rbo=1，此时无论其他输入端是什么状态，所有各段输出均为１，字。
形全显。3)动态灭零输入rbi
当lt=1,rbi=0且dcba=0000时，灭零。
4)动态灭零输出rbo
bi/rbo作为输出使用时，受控于lt和rbi。当lt=1且rbi=0，输入** dcba=0
rbo=0时，rbo=0；若lt=0或lt=1且rbi=1，则 rbo=1。该端主要用于显示多位数字时，多个译码器之间的连接。
将灭零输入与灭零输出配合使用，即可实现多位数码显示系统的灭零控制。上图使用了灭零控制的方法。只需在整数部分把高位的rbo与低位的rbi连接，就可以把前面多余的零灭掉了。
系统原理图。
四．系统调试：
在整个电路连接好之后，便可以进行以下方式的调试。
对于整个电路，首先用生产线上的一个成品不断遮挡光线，得到一组数据，看所得数据与遮挡次数是否一致，如一致，再对电路进行复位操作（按开关见），看结果是否为0，如是，则符合要求。相同情形试验几次，如都是这样结果，说明一切正常，符合预期结果！
说明：现场情况多变，由ttl电路输出电压信号可能不能满足要求，此时可对此输出端电压进行适当放大或缩小，以满足要求！
五．设计总结
通过这次电子技术课程设计，让我了解了设计电路的程序。通过本次实验设计电路原理图，对protel99se有了深入的了解，能独立完成电路图的绘制，在设计电路图过程中充分了解各芯片和元器件的功能作用。通过这次电子技术课程设计，使我对模拟电子技术和数字电子技术在实践中的应用有了更深刻的理解。
通过该课程设计，把死板的课本知识变得生动有趣，激发了学习的积极性。
通过这次学习，让我对各种电路都有了大概的了解，所以说，坐而言不如立而行，对于这些电路还是应该自己动手实际操作才会有深刻理解。
六．参考文献。
数字电路》阎石主编。高等教育出版社第四版 1999
码器，用。
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