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一、目的要求1、通过实训掌握红外线收发对管的特点以及选型;2、掌握555单稳态电路的工作原理;3、学会红外线的发射与接收电路制作;4、学会BCD码显示驱动电路设计;5、熟悉电路装配和调试.实训项目:红外光电计数器的制作发射管:由红外辐射效率高的材料(常用砷化镓)制成PN结,外加正向偏置电压时,向PN结注入电流激发红外光.红外发射管红外接收管红外发光二极管发出红外光(近红外线约0.93μm)。管压降约1.4V,正向工作电流一般小于20mA。注:可见光的波长范围在770~390纳米之间接收管:光敏二极管或光敏三极管,PN结受照射后产生光电流.工作方式红外线发射与接收的方式有两种,其一是直射式,其二是反射式。直射式指发光管和接收管相对安放在发射与受控物的两端,中间相距一定距离;反射式指发光管与接收管并列一起,平时接收管始终无光照,只在发光管发出的红外光线遇到反射物时,接收管收到反射回来的红外光线才工作。应用领域1.遥控器2.触摸屏3.智能玩具4.光电计数5.无线通讯红外发射管的驱动有直流驱动和脉冲驱动两种。红外发射管在直流驱动方式下,只适合近距离传输。当红外发射管在脉冲驱动方式下,最远传输距离可达20米。图1.红外发射管驱动电路图2.红外管接收电路1图2.红外管接收电路2图2.红外管接收电路3方案一:红外光电计数器的设计A7B1C2D6LT3BI4LE/STB5QA13QB12QC11QD10QE9QF15QG14U24511A7B1C2D6LT3BI4LE/STB5QA13QB12QC11QD10QE9QF15QG14U34511R4DC7Q3GND1VCC8TR2TH6CV5U4555D1TLN104R1330Q1TLP104R220KR3150KC1104C2104CLK1E2MR7Q03Q14Q25Q36U5:A4518CLK9E10MR15Q011Q112Q213Q314U5:B4518R510kR610kR710k(1)红外检测电路。由红外发射二极管VDl和红外接收二极管VD2等组成。(2)555单稳态触发电路。(3)cd4518,cd4511,共阴数码管显示电路1:单元电路设计:2、元器件说明(1)、红外线发射和接收对管常用的红外发光二极管(如SE303(TLN104白色与PH303(TLP104),其外形和发光二极管LED相似,发出红外光(近红外线约0.93μm)。管压降约1.4V,工作电流一般小于20mA。为了适应不同的工作电压,回路中常串有限流电阻。发射红外线去控制相应的受控装置时,其控制的距离与发射功率成正比。(2)、NE555管脚排列如下图,底座用14脚代替。(3)、4518芯片管脚图及内部结构图CD4518是一个同步加计数器,在一个封装中含有两个可互换二/十进制计数器,其功能引脚分别为1~7和9~{15}.该CD4518计数器是单路系列脉冲输入(1脚或2脚;9脚或10脚),4路BCD码信号输出(3脚~6脚;{11}脚~{14}脚)。CD4518控制功能:CD4518有两个时钟输入端CP和EN,若用时钟上升沿触发,信号由CP输入,此时EN端为高电平(1),若用时钟下降沿触发,信号由EN输入,此时CP端为低电平(0),同时复位端Reset也保持低电平(0),只有满足了这些条件时,电路才会处于计数状态.否则没办法工作。将数片CD4518串行级联时,尽管每片CD4518属并行计数,但就整体而言已变成串行计数了。需要指出,CD4518未设置进位端,可利用Q4做输出端。正确接法应是将低位的Q4端接高位的EN端,高位计数器的CP端接USS。4、4511芯片管脚图及内部结构图CD4511是一片CMOSBCD—锁存/7段译码/驱动器。其中abcd为BCD码输入,a为最低位。LT为灯测试端,加高电平时,显示器正常显示,加低电平时,显示器一直显示数码“8”,各笔段都被点亮,以检查显示器是否有故障。BI为消隐功能端,低电平时使所有笔段均消隐,正常显示时,B1端应加高电平。LE是锁存控制端,高电平时锁存,低电平时传输数据。a~g是7段输出,可驱动共阴LED数码管。方案二:红外光电计数器的设计ABCDEFGABCDEFGP1.0P1.1P1.0P1.1R4DC7Q3GND1VCC8TR2TH6CV5U4555D1TLN104R1330Q1TLP104R220KR3150KC1104C2104R710kXTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115U180C51A02B018A13B117A24B216A35B315A46B414A57B513A68B612A79B711CE19AB/BA1U274ALS245Q29013Q39013R41kR51k四、元件的安装注意布置要合理,锡焊要焊实,焊点要小,要均匀。线外线发射与接收对管要隔开。五、思考题1.红外线计数器有何特点?2.为何要在控制电路中高置遮光板?
本文标题:实训二红外光电计数器的设计与制作
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