红外计数器

十四、红外计数器

一、实训

1.实训电路设计要求

设计一个两位计数器的电路，当有障碍物经过规定区域时，计数器会自动计数；当计数满30时，计数器会自己停止；当按下清零按键后，计数器又可以重新计数。

2.实训目的

①了解CD40110、LM358、CD4511、CD4017集成电路的使用方法。

②通过实训能够熟练掌握CD40110的应用。

③能了解红外接收的基本用法。

3.实训电路原理图

如图7－32所示。

图7－32　红外计数器电路图

4.实训知识储备

①LM358、CD40110、CD4511、CD4017集成电路知识。

②红外发送接收管用法。

5.实训工作原理

由电路可知，U1、VD1和VD2组成一个检测电路，其中VD1和VD2相对区域为检测区；U2和DS1组成个位显示，DS2、U3和U4组成十位显示；S1为总复位按键。

①当电路上电后，LM358两输入电压有UIN3+＞UIN2－，则它的1脚输出一个高电平，个位和十位数码管都显示“00”，整个电路处于待命状态。

②当有某个障碍物经过VD1和VD2的检测区时，挡住了VD2发射出的红外线使得VD1未能接收到，所以LM358两输入电压有U_IN2－＞U_IN3+，它的1脚输出一个低电平；等待障碍物完全通过后，LM358两输入电压有U_IN3+＞U_IN2－，则它的1脚输出一个高电平。在上述过程中，CD40110的加数脉冲输入端9脚也有从低电平到高电平的跳变的过程，所以在DS1显示“1”，DS2不变，整个显示为“01”。

③个位计满9时，当再来一个脉冲(第十个脉冲)，个位显示由“9”变为“0”。同时，CD40110的进位端10脚输出一个高电平，这使得输出端的高电平从Y0移到了Y1。由图可知，Y1通D1编码送到了CD4511译码后通过DS2显示出“1”。可见，第十个脉冲来后，两个数码管显示为“10”。同理，计数器可以很顺利的计数到29。

④计数器计到29时，已是第29个脉冲，当第30个脉冲时，个位显示由“9”变为“0”，CD40110的进位端10脚输出一个高电平。这使得输出端的高电平从Y2移到了Y3，十位显示“3”，同时Y3连接到了CD40110的4脚，使得CD40110锁存住，脉冲不得输入。整个显示为“30”。

⑤如果要进行下一个计数时，可按S1，给两个数码管清零，可进行下一次计数。

6.实训中出现的问题及问题解决方框图

(1)电路工作方框图

图7－33　红外计数器电路工作方框图

(2)实训中出现的问题及解决方法

①如果作品完成后上电，有障碍物通过时，但不能计数，请问怎么去分析解决？A.在未挡住红外线时，测试U1A的3脚电压有没比2脚大＞＞有。B.在挡住红外线时，测试U1A的3脚电压有没比2脚小＞＞有。C.查U1A的1脚与U2的9脚相连＞＞有(此时可以显示个位数)。D.查U2的10脚与U4的14脚相连＞＞有。E.查计数、编码、译码是否正常＞＞是＞＞成功。

②如果作品完成后上电，计数器计到30时不会停止，还会继续计数，请问怎么去解决？A.查U4的7脚与U2的4脚是否相连＞＞是。B.查U2的4脚有无下拉电阻＞＞有。C.在计满30时U2的4脚有无电平变化＞＞有＞＞成功。

③怎样调节红外发射与接收的灵敏度？A.在U1A的1脚处并接一个发光二极管＞＞。B.在未挡住时，调节RP1、RP2，使U1A的3脚比2脚电压稍微大一点＞＞。C.此时可以看到U1A的1脚发光二极管会随物体经过而闪烁＞＞。D.再次调节RP1、RP2，使它达到实际需求情况＞＞成功。

(二)元器件的选择

1.元器件清单

表7－15　红外计数器电路元器件清单表

2.元器件选择注意点

①发送接收管可选用一体化管

②数码管也可以用两个一体化管

(三)知识升华

请在本电路的基础上设计一个只计到22的数字的计数器。