毕业设计——光电计数器--
光电计数器的设计与制作
10k
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CLK E
7 MR
Q0 Q1 Q2 Q3
3 4 5 6
7 1 2 6
A B C D
3 4 5
LT BI LE/STB
QA QB QC QD QE QF QG
13 12 11 10 9 15 14
Байду номын сангаасU2
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Q0 Q1 Q2 Q3
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光敏二极管、光敏三极管、光敏晶闸管
外形图
（3）主要特性： 光谱特性： 硅管峰值波长为0.9μm 锗管峰值波长为1.5μm
伏安特性： 光电特性：输出电流Ie和光照度Ee呈线性关系
温度特性：温度对输出电流影响小，由光照度决定 响应时间：二极管10-4s～10-6s、三极管10-3s～10-5s
光电式传感器应用
光电式传感器的组成： 光源、光学元件和光电元件组成光路
系统，再经转换电路而构成。
常用光源有： 白炽灯、发光二极管等
常用光学元件有： 反射镜、透镜、半透半反镜等
提问：1. 光电效应有哪些？这些光电效应对 应哪些光电元件？
2. 这些光电元件有哪些特点？分别适 用哪些场合？
一、光电式传感器的应用类型
热释电套件
热释电报警器
菲涅尔透 镜
设定按钮
高分贝喇叭
热释电报警器（续）
菲涅尔透镜
Φ 5mm 接插件
热释电报警器（续）
吸顶式 热释电报警器
热释电传感器应用
热释电传感器用于自动 亮灯，当然也可以用于防 盗
热释电传感器 的感应范围
热释电感应灯
光电计数器课程设计
目录1绪论 .............................................................................. 错误!未定义书签。
设计背景................................................................. 错误!未定义书签。
设计任务与要求错误!未定义书签。
2 相关原理分析 2单片机原理2555定时器原理2上拉电阻原理 33 系统总体方案的设计44 系统详细设计 4晶振电路设计 4电源电路设计 5复位电路设计 5光电管电路设计6显示电路设计 65 系统测试 7主要元器件7焊接元器件7系统测试注意事项8程序设计 86 收获与体会10参考文献 10附录一总体电路图11附录二元器件清单12光电计数器绪论设计背景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。
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。
该例光电触发式电子计数器只有两位数，但通过级联可以扩展为四位，甚至多位。
光电计数器是通过红外线发射和接收进行计数，有直射式和反射式两种，通常用于流水线作业工件计数。
直射式的发射、接收分体，发生器和接收器分别置于流水线两边，中间没有阻挡时发射器的红外线射到接收器，接收器收到发射来的红外线，经相反处理使之没有信号输出，有工件经过时挡住光路，接收机失去红外线信号的便输出一个脉冲信号到运算累加器进行计数。
发射式是发射、接收同体，置流水线一边，前面没有工件往下流时，发射器发出的红外线直接射出没有发射，接收器没有接收到反射来的红外线信号没有输出。
有工件经过时挡住光电路使发射器发出的红外线信号发射到接收器上，接收器接收到反射来的红外线信号便输出一个脉冲信号到运算累加器进行计数。
电子信息工程专业毕业论文--基于单片机的光电计数器的设计
基于单片机的光电计数器的设计摘要：近年来，随着工业发展和科学技术的创新，光电计数器技术越来越多的被应用到工业生产和生活中。
光电计数器采用光敏元件作为传感器，利用不同光强产生不同电平信号流进一步实现计数的原理，使得光电计数器现在广泛应用于工业生产线的计数。
本论文主要介绍了基于单片机AT89S51的软硬件设计过程，以及实现光电计数的工作原理和理论基础，实现了光电计数器基本的工作要求和性能指标，采用LCD显示技术显示计数结果。
本次光电计数器设计使用PCB板和LCD模块显示，因此电路结构简单清晰、焊接过程简单、电路稳定性好、操作难度小。
关键词：传感器；光电计数器；AT89S51Design based on single chip microcomputer photoelectric counterAbstract: in recent years, along with industrial development and the innovation of science and technology, photoelectric counter technology more and more applied to industrial production and life. Photoelectric counter using photosensitive element as the sensor, the use of different light intensity have different level signal flow to further realize the counting principle, makes the photoelectric counter now counts are widely used in industrial production line. This thesis mainly introduces the hardware and software design process, based on single chip microcomputer AT89S51 and photoelectric counting principle and theoretical basis of implementing the basic job requirements and performance indicators, photoelectric counter use LCD display technology to display the count result. The photoelectric counter design using the PCB and the LCD display module, so the circuit structure is simple and clear, the welding process simple, circuit stability is good, operation difficulty is small.Key words: sensor;Photoelectric counter; AT89S51目录1引言 (1)2任务要求 (2)3方案论证 (2)3.1两种方案的选择 (2)3.2方案的选择 (2)4 系统组成概述 (3)5 硬件系统各部分介绍 (3)5.1光电传感器 (3)5.2 AT89S51单片机 (4)5.2.1 AT89S51系列单片机的主要性能特点 (4)5.2.3 51系列单片机的基本组成 (5)5.2.4外接晶体引脚 (6)5.2.5 控制信号或与其它电源复用引脚 (6)5.3显示器件 (7)6 硬件电路设计 (8)6.1 最小系统 (8)6.1.1 电源电路 (8)6.1.2 复位电路 (8)6.1.3 晶振电路 (9)6.2 单片机控制电路 (10)6.3 显示电路 (10)7 系统软件设计 (11)8 结论 (13)参考文献 (13)致谢............................................................................................................................ 错误!未定义书签。
基于单片机的光电计数器设计毕业设计
毕业设计（论文）题目：基于单片机的光电计数器设计毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
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作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
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涉密论文按学校规定处理。
作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。
光电计数器设计报告
前言随着大规模、自动化的生产不断发展,很多企业在生产的过程中,大量使用各种智能化的产品,提高生产管理水平;采用红外线遮光方式的光电计数器,抗干扰性好,可靠性高;可用于测量宾馆、饭店、商场、超市、博物馆、展览馆、车站、码头、银行等场所的人员数量及人员流通数量,同时丝毫不会侵犯到被测人员的个人隐私;该产品应用广泛,也可以测量流水线上的产品的数量,以及可检查产品有无缺损;适用于各种环境对产品的成品或者是半成品进行计数,以满足现代生产的适时管理和需要,实现了智能控制;本人根据了光电计数器的工作原理,再结合了刚学过的模拟电子技术、数字电子技术、光电传感技术等电子类专业知识,制作了一个简易的红外光电计数器,本课题设计是对自己所学知识的一个综合运用和检验;同时也是自己走向社会前对产品的制作工艺以及产品生产流程的了解;该电路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、整流转换成高低电平信号,驱动计数器计数,并经译码驱动电路使数码管显示数值;该电路还设计了一个报警电路,当计数器计数到上限时即99时,产生一个进位脉冲来驱动555产生延时信号使蜂鸣器报警;由于本人经验不足,且实验器材精确度不高,故设计还有很多不足和缺陷,需做进一步的改进和完善;第一章设计内容及要求1.设计主要内容该设计以红外发射及接收管为主要元器件产生光电脉冲,该脉冲通过双十进制加法计数器计数,4-8译码器译码,7段数码显示管显示来实现系统0-99光电计数及显示;当计数到99时计数暂停并报警;启动清零开关可重新计数;2.设计要求设计主要包含基本和提高要求两层次基本要求：利用红外发射接收管作为光电计数器的传感器进行计数,用数码管显示计数值,当数码管显示值与设定值相同时报警,此外计数器停止计数,手动清除报警后可重新工作;提高要求：l发光器件和光接收器之间的距离大于lM提示：生于距离较远；需要增大发光二极管的电流,这种情况下只能采用脉冲供电方法,此时有物体和无物体其输出频率会产生变化;2有抗干扰技术,防止背景光和瓶子抖动产生计数误差3每计数100,用灯闪烁2S指示一下;第二章系统设计方案选择方案一图方案一电路原理设计图该电路采用遮光式红外管触发计数器计数,当计数器递增计时到99即定时时间到时,显示器上显示99,同时发出光电报警信号;译码显示电路由74LS48和共阴极七段LED显示器以及1K电阻排组成;报警电路主要由555定时器脉冲控制;秒脉冲发生器产生的信号是电路的时钟脉冲和定时标准,但本设计对此信号要求并不是太高;主要是利用555产生一个延时信号使蜂鸣器扬声报警,此时可按下复位开关是电路重新从00开始计数;方案二图方案二电路原理设计图方案比较1.光电转换部分方案一设计简单,原理清晰,对负载及红外信号的发射强度未予考虑;方案二红外接收管的负载能力得以提高,但实现光电脉冲对电阻及三极管的开关参数有一定的要求,红外接收管还会受到三极管作用下的外围负载影响,不易于实现标准的高低电平转化;2.计数显示部分由于两种方案在计数部分所用的芯片不同,因此在芯片的个数选择和各引角连接方面就存在明显的差异;其一74LS192多了清零端方便清零功能的实现;74LS190就需在置数端实现置数功能基础上做点改进,这里通过一双向开关实现硬件复位;其二是进制设置：74LS192采用的是S9=1001,74LS190采用的是S10=1010;都需要使用与非门实现置数,但是74LS192是同步置数,74LS190是异步置数,74LS192当一有进位信号时就开始置数,而74LS190置数信号有延迟;这是两者最主要的区别,也是方案设计选择前者的主要原因;3.译码部分都采用4输入8输出译码方式,实现功能相同,两者没有明显的优劣差异;4.显示部分都采用共阴极七断数码驱动显示管,此部分没有区别;5.报警设置若实现99报时,方案一设计更简单,直接从CO端引出报警信号,通过555定时器产生一定频率的脉冲驱动报警电路;方案二报警设计具有通用性,能设置0-99范围内任意数值显示时的报警,但设置报警数值时较为不便;考虑实际应用采用方案一;总上所述,方案一更简易、经济,更可行;图系统原理组成框图工作原理该计数器采用了遮光式红外发射与接收管来产生脉冲信号,当没有遮光物时,红外接收管产生低电平信号,再经过三极管信号放大反向后变为高电平信号,最后经过74LS14反向器又变为低电平,同理,当有遮光物挡住对管时,接收管产生高电平信号,在经过放大反向后,作用在74LS192计数器上一个高电平信号,这样就有一个正跳沿脉冲使计数器开始进行加计数,并且通过74LS48译码电路在两个共阴极数码管上显示计数值,计数部分采用了同步时序逻辑电路设计,当计数器递增计数到99即计数最大值时,两计数器开始同步置数,同时高位计数器产生进位脉冲信号驱动报警电路报警,报警电路采用的是NE555构成的多谐振荡器,振荡频率 f0=1/R1+2R2CLn2=R1+2R2C,其输出信号经三极管推动蜂鸣器工作;PR未控制信号,当PR为高电平时,多谐振荡器工作；反之,电路停振;此时可以用复位开关使其清零,当再有脉冲信号时,计数器又开始循环计数;第四章单元电路设计、参数计算、器件选择光电转换模块光电转换的电路见图由于发光二极管的工作电压大约在左右,工作电流大约在4mA到10mA左右,并且电源电压为5V,所以R3=/4mA~10mA=250Ω~625Ω,因此选择470的电阻作为发光管的限流电阻;三极管有放大作用,所以集电极的电流较大,所以要加一个阻值较大的电阻作为限流电阻,因此选择了10KΩ电阻;当接通电源的时候,红外发射管发光,红外接收管反向导通,相当于短路,所以A点的电压为低电平,基极电流降低,发射结的电压降低,所以发射结反向截止,根据三极管基极电压与集电极电压反向的特性,所以集电极电压为高电平,当一旦有东西遮在发光管和光敏三极管中间时,红外接收管正向截止,即A点电位为高电平,当之超过三极管的导通电压一般为硅管为,锗管为左右时,三极管就会导通,当基极电流继续增加时,三极管会饱和导通,此时三极管相当于工作在开关的闭合状态,发射极相当于直接接地,所以集电极输出为低电平;再经过一个反向器后变为高电平,这样就可以给后面计数器一个上升沿脉冲;使其触发开始工作;图光电转换电路计数显示模块4.2.1 数码管译码：编码的逆过程,即将输入代码“翻译”成特定的输出信号;译码器：实现译码功能的数字电路;七段数字显示器原理按内部连接数字显示器分为共阴极和共阳极两种（a）管脚排列图; b共阴极接线图; c 共阳级接线图图数码管内部电路4.2.2 显示译码器74LS48图 74LS48的管脚排列图和其逻辑符号图4.3 A 0 =0时,/ LT =1时,若七段均完好,显示字形是“8”,该输入端常用于检查74LS48显示器的好坏; 当 A 1=1时,译码器方可进行译码显示; 用来动态灭零,当A 2= 1时, 且A 3 =0, 输入A3A2A1A0=0000时,则/ I BR =0使数字符的各段熄灭； / LT为灭灯输入/灭灯输出,当 V CC =0时不管输入如何, 数码管不显示数字； 为控制低位灭零信号,当A 3=1时, 说明本位处于显示状态;若 A 3 =0, 且低位为零, 则低位零被熄灭;图 译码显示电路 根据设计要求由于数码管是由发光二极管构成的,所以要在译码器与数码管之间加1K 的电阻保护,因为选择的是共阴的数码管,数码管的两个公共端与地端相接;4.2.3 十进制计数器74LS19274LS192是双时钟方式的十进制可逆计数器; CPU 为加计数时钟输入端,CPD 为减计数时钟输入端;LD 为预置输入控制端,异步预置;CR 为复位输入端,高电平有效,异步清除;CO 为进位输出：1001状态后负脉冲输出, BO 为借位输出：0000状态后负脉冲输出;图 a74ls192引脚图 b74LS192逻辑符号图表 74LS192的真值表工作原理：当LD =1,CR=0时,若时钟脉冲加入到U CP 端,且D CP =1,则计数器在预置数的基础上完成加计数功能,当加计数到9时,CO 端发出进位下跳脉冲；若时钟脉冲加入到D CP 端,且U CP =1,则计数器在预置数的基础上完成减计数功能,当减计数到0时,BO 端发出借位下跳变脉冲;由74LS192组成的一百进制递加计数器如下图,其预置数为N=1001 10018421BCD=99;它的计数原理是：只有当低位CO 端发出进位脉冲时,高位计数器才作加计数;当高、低位计数器处于99,且置数端LD =0,计数器完成并行置数,此计数器的置数值为99,当置数到99时可用复位端使其清零,在U CP 端的输入时钟脉冲作用下,计数器再次进入下一循环加计数;图 计数器计数置位部分声光报警模块由555定时器和三极管构成的报警电路如图所示;其中,555构成多谐振荡器,振荡频率 f0=1/R1+2R2CLn2=R1+2R2C,其输出信号经三极管推动扬声器;PR 未控制信号,当PR 为高电平时,多谐振荡器工作；反之,电路停振;图 报警工作电路555电路的工作原理555电路的内部电路方框图如图所示;它含有两个电压比较器,一个基本RS 触发器,一个放电开关管T,比较器的参考电压由三只 5K Ω的电阻器构成的分压器提供;它们分别使高电平比较器A 1 的同相输入端和低电平比较器A 2的反相输入端的参考电平为CC V 32和CC V 31;A 1与A 2的输出端控制RS 触发器状态和放电管开关状态;当输入信号自6脚,即高电平触发输入并超过参考电平CC V 32时,触发器复位,555的输出端3脚输出低电平,同时放电开关管导通；当输入信号自2脚输入并低于CC V 31时,触发器置位,555的3脚输出高电平,同时放电开关管截止;D R 是复位端4脚,当D R ＝0,555输出低电平;平时D R 端开路或接V CC ,V C 是控制电压端5脚,平时输出CC V 32作为比较器A 1 的参考电平,当5脚外接一个输入电压,即改变了比较器的参考电平,从而实现对输出的另一种控制,在不接外加电压时,通常接一个μf 的电容器到地,起滤波作用,以消除外来的干扰,以确保参考电平的稳定;T 为放电管,当T 导通时,将给接于脚7的电容器提供低阻放电通路;图 555电路的内部电路方框图本电路由555定时器和外接元件R 1、R 2、C 构成多谐振荡器,脚2与脚6直接相连;电路没有稳态,仅存在两个暂稳态,电路亦不需要外加触发信号,利用电源通过R 1、R 2向C 充电,以及C 通过R 2向放电端 C t 放电,使电路产生振荡;电容C 在CC V 31和CC V 32之间充电和放电,其波形如图b 所示;输出信号的时间参数是T ＝t w1＋t w2, t w1＝R 1＋R 2C, t w2＝2C 555电路要求R 1 与R 2 均应大于或等于1K Ω ,但R 1＋R 2应小于或等于Ω;图 多谐振荡器结构及工作电压波形第五章 实验、调试及测试结果与分析·调试电路板焊接好后,先不能急着通电,先要检查硬件线路,其步骤如下：1检查连线是否正确根据电路原理图连线,按一定顺序一一检查安装好线路,这样可以比较容易查出错线或少线;为了防止出错,对于已查过的线路在电路图上做出标记 ;2元器件的安装情况检查元器件引脚之间有无短路；连接处有无接触不良,有无虚焊,假焊情况；二极管的极性和集成元件的引脚是否连接有误;这样检查无误后就开始通电,通电后发现十位数码管中e 极二极管不亮,找出其连接译码器的15脚,发现是虚焊了,重新焊了下,通上电数码管正常工作;当我们把遮光物放在对管再抽出的过程中,数码管没变化,还是显示00,通过用数字万用表检测后,发现红外接收管内阻很大,已经烧坏了,可能是在焊接的过程中,温度过高散热不当所致,后又换了个红外接收管;当再次通电后,在用同样的方法发现数码管还是不计数,我们用万用表检查了以下,发现当没有遮住红外管时,红外接收管的电压为本应该在左右,当遮住了红外管后,电压变为,总结下低电平电压过高,不能使反向器反向,也就不能使计数器计数,我们把红外管对折后重新焊接,在通上电,这次把电源电压改小了,改为原来是,结果板子正常工作了,能实现00-99计数了,而且比较稳定;结果与分析通过调试以后,电路板可以按照预定的要求实现功能;刚开始通电,数码管显示00,当有遮光物挡住又拔出时,计数器进行加1,这样能完成00—99计数,通过检测我们发现红外管需要对折焊接后才会更加灵敏,这样才能使脉冲信号更加稳定,计数更准确,还有板子的工作电压要调好,不能过高也不能太低,要让板子能正常工作即可,在焊接时一定注意温度控制好,可以先把一些敏感元件引脚留长些,这样可以方便散热,以免烧坏元件;总结为期一周的电子课题设计终于落下帷幕了,我和我的搭档经过这一周的辛苦努力,终于得到了收获,完成了我们的电子设计---光电计数器;因为以前动手很少,对做电子线路板经验不足,所以刚开始有点不知所措,但我们没有放弃这次难得的动手机会,通过查阅相关资料,把原理图画好,经过仿真确定其可行性,然后就开始焊接电路板,在焊接电路板的过程中,我们从中发现了许多问题,也遇到了不少难题,不过我们没有退却,在指导老师的帮助下,把问题给逐一解决了,而且在动手操作的过程中,也领悟到了许多焊接技巧,方法,增强了实践动手能力,当我和搭档把电路板成功焊接完成后,非常兴奋,很有成就感,更增加了我们以后动手操作的信心,在后期调试过程中,通过数字万用表,示波器等相关测量工具获得了计数器的一些工作参数,在结合实验现象和结果分析,更加懂得了该光电计数器的工作原理;感谢学校给我们提供了这次宝贵的动手实践机会,通过动手操作,我们学到了许多书本上没有的知识,而且更加巩固了所学知识,真正做到了所学即所用;经过这次电子设计,我从中收获了很多,更加懂得了理论联系实际的重要性,让我们对电子设计这门科目有了更深一层次的了解;我相信我能在以后的电子设计中做的更好,会有更多新的发现;参考文献1 梁宗善. 电子技术基础与课程设计.华东理工大学出版社. 1994.2 郁汉琪. 数字电子技术实验及课题设计.高等教育出版社.3 梁廷贵、王裕琛.译码器编码器数据选择器电子开关电源分册.科学技术文献出版社.4 杨志忠、卫桦林. 数字电子技术. 高等教育出版社.5 杜虎林.数字万用表使用测量技法与故障检修.人民邮电出版社.6 吴运昌.模拟集成电路原理与应用.华南理工大学出版社.7 黄智伟. 全国大学生电子设计竞赛技能训练.北京航空航天大学出版社.8 刘守义.数字电子技术基础.清华大学出版社.附录1电路原理总图附录2电路元器清单。
毕业论文光电计数器设计及制作
目录摘要 (2)第一章光电转换部分 (5)§1。
1光源的基本特性和选择 (5)1。
1。
1热辐射光源 (5)1。
1.2气体放电光源 (5)1.1。
3固体发光光源 (5)1。
1.4激光器 (6)§1。
2 光电探测器 (7)1。
2.1光伏探测器的原理 (7)1。
2.2光伏探测器的特性 (9)1.2.3 快速硅PIN光电二极管 (10)§1.3 光电信号输出 (11)第二章计数电路 (12)§2。
1 十进制计数电路设计 (12)§2.2 显示译码电路设计 (13)§2.3 数码显示 (14)第三章光电计数器电路的安装及改进 (16)§3.1 器件准备 (16)3.1。
1 器件清单表 (16)3。
1.2 其它使用的仪器： (16)§3。
2 电路连接 (16)3。
2.1 光电部分 (16)3.2。
2 计数部分 (17)3.2。
3 显示译码部分 (17)3.2.4 显示部分 (18)§3.3 电路分步测试 (18)3。
3.1 光电二极管的测试 (18)3。
3.2 555定时器的测试 (18)3。
3.3 计数电路的测试 (18)3.3。
4显示电路的测试 (19)§3.4 电路总体调试 (19)§3.5 光电转换电路改进 (19)3。
5.1阻抗匹配改进 (19)3。
5。
2 光电计数器适用性改进 (21)参考文献 (23)致谢 ................................................. 错误!未定义书签。
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。
电气电子毕业设计16传感器课程设计(报告)：光电计数器
引言传感器是一种敏感器件，它能将被测物理量转换成便于测量和处理的另一种物理量。
例如，光、声、磁、温度、压力等非电量通过传感器可转换成电压或电流，从而采用电子设备对其进行控制、测量和处理。
传感器主要用于测量和控制系统，它的性能好坏直接影响系统的性能。
在自动测量过程或控制系统中，首先由传感器感受被测量，而后把它转换成电信号，供显示仪表指示或用以控制执行机构。
如果传感器不能灵敏地感受被测量，或者不能把感受到的被测量精确地转换成电信号，其他仪表和装置的精确度再高也无意义。
传感器应用广泛，种类很多。
其中光电传感器作为一种新型的电压电流测量装置，与传统电磁式互感器相比较，具有绝缘强度高、动态范围大、频带宽、抗干扰能力强、不会产生磁饱和及铁磁谐振、体积小、重量轻、造价低等一系列优点。
本论文主要阐述了利用光电断路器做为敏感元件，将光转换为电信号输出，并用数码管显示，实现光电计数器的功能的过程。
对该电路的工作原理、制作和调试方法等做了深入介绍。
光电计数器在本论文设计中，主要是由光电信号检出、放大、整形、计数和显示5个部分电路构成。
光电断路器、三极管VT1、VT2组成的电路是为了检测输出光电脉冲。
集成计数器A1、A2以及数码管LED等构成的计数电路是为了脉冲信号进行计数。
因此，也可以说该电路是由这两部分电路组成。
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数码显示，简单直观，可适用于诸多行业，以满足现代生产、生活等方面的需求。
本篇论证仔细、全面、深入，通俗易懂，实用性强，本报告所用词汇仔细洗练，都是一些简单易懂的词，读者可以容易了解电路的相关性能。
附录还对整个电路设计中很多问题给予相应的解释和扩展，相信适合多层次电子相关专业人士参阅和参加各种电子竞赛活动的参考资料。
1 主要器件介绍1．1 光电断路器光电断路器是光耦合器中的一种。
光电断路器以光为媒介传输电信号。
它对输入、输出电信号有良好的隔离作用，所以，它在各种电路中得到广泛的应用。
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光电计数器是一种常见的数字传感器，可以通过光电元件对光强度进行测量，并将得到的信号转换成数字信号进行计数。
本文将介绍光电计数器的设计和制作过程。
一、原理介绍光电计数器的基本原理是利用光敏元件（比如光敏二极管）和计数器芯片（比如74LS76）实现对光强的测量和数字计数。
具体流程如下：1. 光敏元件接收光信号，将光信号转化为电信号。
这里我们使用光敏二极管，通过照射它来产生电流（或电压）信号。
2. 信号放大。
由于光敏二极管产生的电流信号非常微弱，需要经过一个放大器进行放大，通过构建像素放大器来对信号进行放大。
3. 信号滤波处理。
由于光信号中包含噪声，在进行信号测量之前需要对信号进行滤波处理，通常可以采用低通滤波器来消除高频噪声。
4. 数字计数。
将上述处理之后的信号输入74LS76芯片进行数字计数，可以实现对光信号的计数。
其中，74LS76是一款可同步74LS系列预置式双稳态计数器，包含两个独立恒压源的JK触发器。
二、设计过程1. 光敏元件的选择。
在本设计中，我们选择了光敏二极管作为光敏元件，其灵敏度较高，响应速度较快，此外成本也相对较低。
需要注意选择合适的工作波长（根据不同应用场景的光源波长进行选择）。
2. 像素放大器的设计。
为了放大光敏二极管产生的微弱信号，我们需要构建一个像素放大器。
放大器的主要部件包括一个放大电路和一个反馈电路。
电路设计采用了双运算放大器，具备高增益、高输入阻抗和低噪声等特点。
反馈电路采用了电压跟随器结构，能够实现电压放大，同时对电压进行平滑处理，起到滤波作用。
3. 滤波器设计。
为了消除光信号中的高频噪声，我们采用了一级低通滤波器。
该低通滤波器采用R-C串联结构，通过改变电容的大小可以调节滤波器的截止频率。
4. 计数器的选择。
在本设计中，我们选择了74LS76芯片作为计数器。
这款芯片具有高速、低功耗、低成本的特点，可以满足光电计数器的计数要求。
三、制作过程1. 光电元件的连接。
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本科毕业论文（设计）题目光电计数器学院 XXXXXXXXXXX学院专业 XXXXXXXXXX年级 XXXXX 级学号 XXXXXXXXXXXXXXX姓名 XXXX指导教师 XXXXXXXX _成绩 ________ ____ __ __毕业设计（论文）任务书题目：光电计数器的设计与制作专业电子科学与技术学号姓名主要内容、基本要求、主要参考资料等：课题意义：光电计数器的是实际使用电路之一，掌握它的设计与制作，体现主要对模拟、数字电子技术的理解与掌握、及本科毕业设计要求、适应今后的初步科研工作都有重要的意义。
任务内容：光电计数器的设计与制作。
基本要求：1、光电转换器件或电路；2、计数器电路；3、译码显示电路；4、有清零、满刻度指示等要求；5、建议采用大规模集成电路；6、制作直流电源；7、通过仿真；8、实际印制电路板、焊接、调试；9、编制规范毕业设计文本。
注：不得采用单片机相关技术：模拟、数字电子技术较多内容；一般电子电路设计方法。
参考文献：1、学院要求的毕业设计规范2、模拟、数字电子技术教材，童诗白、康华光编（高教）3、电子技术课程设计，任为民编电大出版社完成期限：指导老师签名：专业负责人签名：目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1.绪论 (1)1.1设计的意义 (1)1.2国内外研究现状 (1)2.设计要求及方案 (2)2.1设计要求 (2)2.2设计方案 (2)2.2.1设计基本方案 (2)2.2.2设计改进方案 (2)3.总体方案设计 (3)3.1设计框图 (3)3.2各模块具体分析 (4)3.2.1稳压直流电源模块 (4)3.2.2光电检测模块 (6)3.2.3计数模块 (10)3.2.4数码管驱动模块 (11)3.2.5预置计数量程模块 (13)3.2.6时钟定时模块 (15)3.2.7报警指示模块 (16)3.2.8整体电路测试与调试分析 (18)3.2.9元器件列表 (19)4.PCB板的设计与制作 (20)4.1PCB板设计 (20)4.2PCB板的制作 (21)4.3元件的焊接与调试 (21)结束语 (23)致谢 (24)参考文献 (25)附录 (22)附录1 (22)附录2 (23)附录3 (22)光电计数器的设计与制作摘要如今工业生产的自动化程度在不断提高，对于快速高效的流水线生产中产品计数需要高速精确计数。
由此本文是对光电计数器进行设计研究，采用红外遮光式检测技术对产品进行计数。
利用红外检测技术可以减少对产品的损坏，以及检测产品效率高适用与工业化快速生产。
为了能够对光电计数器的原理详细分析，所以采用逻辑数字电路构建。
对光电计数器的每一步的信号产生和输出都做出详细的分析。
采用CD4510BE芯片构建计数器的计数功能电路，实现计数器的基本计数功能。
采用74HC573芯片和74LS85芯片构建具有存储和比较功能的逻辑电路，从而实现对计数器的计数量程可以手动设定，这样可以提前设定计数量程，当计满量程时计数器停止计数并发出报警信号，该功能可以应用于工业化自动控制。
计数器还增加有定时计数功能，该功能采用NE555芯片和CD4510BE组成的数字逻辑电路，实现具有时钟功能计数可以在规定时间范围内完成计数，该功能可以应用于工业可控制性生产，以及对一些低速转动装置可以测量其转动速率。
关键字红外遮光式检测技术；CD4510BE计数电路；计数量程设定；定时计数DESIGN AND FABRICATION OF OPTOELECTRONICCOUNTERABSTRACTToday the degree of automation in industrial production continues to increase, for the fast and efficient production pipeline products need high-speed counting exact count.Thus this paper is to analyze the photoelectric counter design, the use of infrared detector technology shading the product ing infrared detection technology can reduce product damage and detection products suitable for high efficiency rapid production and industrialization.To be able to analyze in detail the principles of photoelectric counter, so the use of digital logic circuits constructed.Photoelectric counter signal generation and output of each step have made a detailed analysis.CD4510BE chip built using the counter function of the circuit, to achieve the basic counter counting ing 74HC573 chip and 74LS85 chip logic circuits built with storage and comparison functions, enabling the counter range can be set manually, so you can set the count range in advance, when the count full scale counter stops and an alarm signal, the function can be applied to industrial automation.Counter counts also increased on a regular feature that uses digital logic circuits composed of NE555 chip and CD4510BE achieve a clock counting function count can be completed within the specified time frame, this function can be used in industrial production can be controlled, as well as some of the low-rotating means which can measure the speed of rotation.KEYWORDS Infrared Shading Detection Techniques;CD4510BE Counting Circuit; Count Range Setting;Timer Count1.绪论1.1设计的意义如今社会飞速发展，工业生产快速化，一般采用流水线进行生产作业，而怎样对其线上的产品进行高效的、实时的、精确的自动化计数成为广大生产厂家十分关注的问题。
传统的机械式计数器故障率较高，容易损坏产品，维修比较困难，而设置预定数值不太方便，功能不易更改且功能过于单一，适用范围较窄。
通过技术的改进采用光电技术和电子技术相结合设计光电计数器，该种类计数器实现高效快速、精度高、功耗低、适用范围广。
1.2国内外研究现状在这信息化时代,是获取信息、处理信息、信息应用的时代。
因此传感技术与检测技术在社会发展中起重要作用，主要在于对信息的获得和对信息进行处理，使得自动化工业快速发展。
光电技术在自动化检测领域得到较好应用。
现在的电子计数器已冲破了早期只能用于测量频率或计数的概念了，而且渗透到各个测量技术领域中成为尖端科技研究、通讯、导航以及精密计量不可缺少的设备。
电子计数器经历电子管、晶体管、集成电路三个阶段的发展。
由于集成电路的快速发展和应用，使得电子计数器采用最先进的电路元件和技术，因此功能和技术指标性得到很大的提高。
目前国外的电子计数器的直接计数能力达到1000MHZ，采用予定标法达1500MHZ，手控外差法达21GHZ，自动外差法达18GHZ，半自动置换振荡器法为40GHZ，自动计算置换法为24GHZ，取样置换法23GHZ，置换外差法26GHZ（加混频器达32GHZ）[1]。
可测得信号不仅是连续波、调幅波、调频波，而且可测脉冲信号、脉冲群和脉冲调制载频。
近年来在电子计数器中引入了计算技术，特别是引入微处理技术，使得电子计数器设计得到重大变革，出现了自动化、可程控的仪器或自动测量系统。
电子计数器除了在性能和功能方面有显著成就外，还由于一些新技术的采用使得成本大大降低。
光电检测技术具有测量精度高、速度快、非接触、频带宽与信息量极大、信息效率极高、以及自动化程度高等突出特点。
由于光电技术的发展，产生了无损检测技术，它主要运用物理学方法如电学、光学和声学等技术对产品进行分析检测，不仅不会破坏样品而且还具有高效、精确性。
光电检测技术也是一种无损检测技术，它在检测过程中不会对样品造成伤害，能够很好的获取样品的信息。
2.设计要求及方案2.1 设计要求采用集成芯片构建逻辑电路，实现光电检测计数，计数器的计数量程可以在00～99范围内任意设定，当计数量程溢出时计数器停止工作发出报警信号，手动清零清除报警可以重新工作。
实现对低频转动装置进行转速测量。
2.2设计方案2.2.1设计基本方案方案采用红外遮光式检测，当物体通过时遮挡红外线将进行计数一次。
红外发射采用红外二极管使用直流电源对二极管供电，接收端使用光敏电阻构建光电转换电路。
光敏电阻在光照条件下阻值减小，无光照时阻值一般在几兆欧，所以采用光敏电阻构建电路可以将红外信号转换为电信号。
将电信号传输到计数芯片的CLK端，这样可以触发计数芯片计数。
将计数芯片输出的二进制信号一部分输入数码管驱动芯片，然后，通过数码管驱动芯片驱动七段LED数码管显示数值。
计数芯片输出的二进制信号另一部分输入比较器输入端，通过比较器与预先设定在锁存器的二进制数值进行比较然后输出比较结果，当比较器大于端输出高电平信号时，将启动报警电路工作并且控制计数芯片的使能端使其停止工作。
时钟电路采用NE555芯片，设计测量低频转速所以对时钟要求一般，NE555产生最高频率约500KHZ可以满足设计要求。