畢業(yè)設(shè)計(jì)----工廠流水線模擬計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)與制作

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘要1</b></p><p><b>　　英文摘要2</b></p><p><b>　　引言3</b></p><p>　　1 整體設(shè)計(jì)思路4</p>

2、;<p><b>　　2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)4</b></p><p>　　2.1直流穩(wěn)壓電源4</p><p>　　2.2信號轉(zhuǎn)化與接收電路4</p><p><b>　　2.3整形電路5</b></p><p>　　2.4計(jì)數(shù)/譯碼/驅(qū)動(dòng)和顯示電路7</p><

3、p><b>　　2.5反饋電路8</b></p><p><b>　　2.6單穩(wěn)電路8</b></p><p>　　3電路PCB圖及元器件選配9</p><p>　　3.1電路PCB圖9</p><p>　　3.2元器件選配9</p><p><b>

4、;　　結(jié)論與謝辭11</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)12</b></p><p>　　附錄1：電路原理圖13</p><p>　　附錄2:電路PCB圖14</p><p>　　附錄3：實(shí)物圖15</p><p>　　工廠流水線模擬計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)與制作</p&

5、gt;<p>　　摘要： 本電路的制作是根據(jù)生活的需要而設(shè)計(jì)出來的一種計(jì)數(shù)器。它適用于工廠生產(chǎn)流水線的計(jì)數(shù)和產(chǎn)品的包裝等方面，具有成本低、靈敏度高和制作簡單等特點(diǎn)。</p><p>　　該模擬計(jì)數(shù)器用于工廠流水線計(jì)數(shù)打包，馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)表示傳送帶傳送物體通過紅外線，在數(shù)碼管上計(jì)數(shù)。當(dāng)所需打包的物品計(jì)滿12小時(shí)，傳送帶停止傳送并發(fā)出報(bào)警，提醒工作人員打包。幾秒后，打包完成，傳送恢復(fù)工作，報(bào)警聲停止報(bào)警，計(jì)

6、數(shù)器重新計(jì)數(shù)，如此循環(huán)。本設(shè)計(jì)主要采用直流電源、紅外發(fā)射管與接收管、NE555、CD40110、數(shù)碼管、CD4013等主要器件。</p><p>　　關(guān)鍵字：計(jì)數(shù) 打包 報(bào)警</p><p>　　Design and Production of the Factory’s Lowing Line Chronograph Counter</p><p>　　（Ma

7、jor of Communication Network and Equipment，Information and Engineering College, JinHua College of Vocation And Technology CaiCongLing）</p><p>　　Abstract：This electric circuit manufacture is one kind of coun

8、ter which needs to design according to the life.It is suitable for plant production assembly line counting and product aspects and so on packing, has the cost low, thesensitivity high and the manufacture simple and so on

9、 the characteristics. This simulated counter is used in packaging factory’s flowing line’s counter,the spin of motor indicates that the belt conveys production by infrared, and counts by the digital tube. When the time&l

10、t;/p><p>　　Keyword: count package alarm</p><p><b>　　引言 </b></p><p>　　現(xiàn)在在我們現(xiàn)實(shí)的生活中的計(jì)數(shù)器由自動(dòng)計(jì)數(shù)機(jī)、包裝機(jī)、重量分選機(jī)組成，由PLC集中控制，可對直徑（或長度）小于50mm的干性均勻物料（如螺釘、墊片等），實(shí)現(xiàn)自動(dòng)計(jì)數(shù)、包裝、檢驗(yàn)。具有精度高、速度快的優(yōu)點(diǎn)。

11、廣泛應(yīng)用于食品、五金、塑料等行業(yè)。 現(xiàn)有的計(jì)數(shù)器技術(shù)主要為ASIC技術(shù)。從這點(diǎn)上看來，清楚技術(shù)的發(fā)展方向作為前提，再生制造商也應(yīng)該多種有了明確的方向。但這種多技術(shù)的綜合解決方案并不是簡簡單單就能達(dá)到的。自行開發(fā)ASIC技術(shù)對再生制造商來說是最好的 解決方法。ASIC技術(shù)的特點(diǎn)有：應(yīng)用 程序用戶化，組件最小化，最優(yōu)化，能量耗損最節(jié)省化。缺點(diǎn)是：ASIC的設(shè)計(jì)技術(shù)太過專業(yè)化，制造設(shè)備也需要較高的費(fèi)用。但只有這樣，才能保證高質(zhì)量的產(chǎn)

12、品。還有一點(diǎn)：一但一個(gè)ASIC集成方案設(shè)計(jì)完成。就很難改變，不像現(xiàn)在利用的比較靈活的multi-component（技術(shù)綜合）解決方案。所以自行開發(fā)ASIC技術(shù)無疑對再生時(shí)常來說還需要大量的資本和專業(yè)的技術(shù)來源。 </p><p>　　本電路的制作是根據(jù)生活的需要而設(shè)計(jì)出來的一種計(jì)數(shù)器。它適用于工廠生產(chǎn)流水線的計(jì)數(shù)和產(chǎn)品的包裝等方面，具有成本低、靈敏度高和制作簡單等特點(diǎn)。系統(tǒng)主要是由12V的變壓器,將220V的市

13、電降為12V的安全電壓經(jīng)整流、濾波、7809穩(wěn)壓、輸出+9V的直流電壓,作為系統(tǒng)的供電電源。電路主要是通過電源來對各個(gè)小模塊主控供電。由紅外線傳感器產(chǎn)生模擬信號，再通過NE555構(gòu)成施密特觸發(fā)器進(jìn)行波形整形，信號在進(jìn)入CD40110進(jìn)行計(jì)數(shù)、譯碼、驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管。最終通過數(shù)碼管顯示出來。在我們的現(xiàn)實(shí)生活當(dāng)中不可能不斷的計(jì)數(shù)下去，所以我們加鎖存電路，鎖住我們想要的數(shù)字。</p><p><b>　　1 整體設(shè)

14、計(jì)思路</b></p><p>　　本電路由直流電源、紅外發(fā)射管與接收管、NE555、CD40110、數(shù)碼管、CD4013等器件組成。主要功能是模擬工廠流水線的計(jì)數(shù)。其方框圖如圖1所示。</p><p>　　圖1 工廠流水線模擬計(jì)數(shù)器的系統(tǒng)框圖</p><p><b>　　2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)</b></p><p>

15、;<b>　　2.1直流穩(wěn)壓電源</b></p><p>　　市電經(jīng)過變壓器T1降壓、整流二極管D1-D4整流形成脈動(dòng)的直流，再經(jīng)過電容濾波形成直流電壓。然后通過穩(wěn)壓塊7809輸出穩(wěn)定的直流電壓給后面的電路供電。其穩(wěn)壓電路如圖2所示。</p><p><b>　　圖2 穩(wěn)壓電路</b></p><p>　　2.2信號轉(zhuǎn)化

16、與接收電路</p><p>　　D6為紅外線發(fā)射管，D7為紅外線接收管。當(dāng)紅外線接收管受到紅外線的照射時(shí)，其本身的電阻變得很小，呈低阻值。它與電阻R3串聯(lián)后進(jìn)行分壓，可以根據(jù)信號的有無形成一系列的脈沖信號。紅外發(fā)射頭與接收頭中間沒有物品擋住時(shí)，紅外接收管接收到紅外線的照射，呈現(xiàn)低阻值，這時(shí)與R3分壓送出一個(gè)高電平信號。當(dāng)有物體經(jīng)過紅外發(fā)射與接收的中間時(shí)，由于紅外線被擋住，紅外接收管呈現(xiàn)大的阻值，這時(shí)紅外接收管和R

17、3分壓送出一個(gè)低電平信號。當(dāng)物體過完之后又回到原來的狀態(tài)。</p><p>　　紅外發(fā)射管選擇PH301，接收管選擇PH302,二者一般是配套使用。它們的外形和普通二極管相同，PH301為白色透明狀，如圖3中（a）所示，PH302為黑色不透明，如圖3中（b）所示。其使用方法，PH301和普通發(fā)光管相同，而PH302和普通二極管不同，它在電路中藥處于反向工作狀態(tài)。</p><p>　?。╝）

18、 （b）</p><p>　　圖3 紅外發(fā)射管和接收管</p><p><b>　　2.3整形電路</b></p><p>　　由于紅外與發(fā)射傳出的信號不完全是數(shù)字信號，它帶有模擬的信號在里面。所以，在送到CD40110之前需先對它進(jìn)行整形。整形電路是由NE555組成的施密特觸發(fā)器，的

19、那個(gè)信號小于1/3Vcc時(shí)，施密特觸發(fā)器輸出為高電平；當(dāng)信號大于2/3Vcc時(shí)，施密特觸發(fā)器輸出為低電平。所以，施密特觸發(fā)器輸出脈沖的數(shù)字電路，送到CD40110的個(gè)位顯示的CPu端。其原理圖如下圖5所示。</p><p>　　NE555是屬于555系列的計(jì)時(shí)IC的其中的一種型號，555系列IC的接腳功能及運(yùn)用都是相容的，只是型號不同的因其價(jià)格不同其穩(wěn)定度、省電、可產(chǎn)生的振蕩頻率也不大相同；而555是一個(gè)用途很廣

20、且相當(dāng)普遍的計(jì)時(shí)IC，只需少數(shù)的電阻和電容，便可產(chǎn)生數(shù)位電路所需的各種不同頻率之脈波訊號。</p><p>　　其引腳包括1-接地GND，2-觸發(fā)，3-輸出，4-復(fù)位，5-控制電壓，6-門限，7-放電，8-電源電壓Vcc,引腳圖如圖4所示。</p><p>　　圖4 NE555引腳圖</p><p>　　圖5 工廠流水線模擬計(jì)數(shù)器系統(tǒng)原理圖</p>&

21、lt;p>　　2.4計(jì)數(shù)/譯碼/驅(qū)動(dòng)和顯示電路</p><p>　　由于CD40110集成了編碼、譯碼和驅(qū)動(dòng)三個(gè)為一體的強(qiáng)大功能，因此本電路不用編碼電路。當(dāng)CD40110接收到信號的上升沿時(shí)，CD40110開始計(jì)數(shù)，經(jīng)過它譯碼在數(shù)碼管上顯示相應(yīng)的數(shù)值。在數(shù)碼管顯示9時(shí)，再來一個(gè)脈沖，個(gè)位的數(shù)碼管就顯示0，同時(shí)CD40110的進(jìn)位端QCO有一個(gè)上升沿的信號給十位的CD40110的CPu端。這樣就形成了兩位的計(jì)

22、數(shù)器。其電路圖如上圖5所示。</p><p>　　(1)CD40110的引腳圖</p><p>　?。?）CD40110的功能圖</p><p><b>　　CPu</b></p><p><b>　　CPd</b></p><p><b>　　CR</b&g

23、t;</p><p>　　(3) CD40110的邏輯圖</p><p>　　圖6 CD40110的引腳圖、功能圖及邏輯圖</p><p>　　CD40110為十進(jìn)制加減計(jì)數(shù)器/鎖存/七段譯碼/驅(qū)動(dòng)器，具有加減計(jì)數(shù)、計(jì)數(shù)器狀態(tài)鎖存、七段顯示譯碼輸出和驅(qū)動(dòng)等功能。CD40110有2個(gè)計(jì)數(shù)時(shí)鐘輸入端CPu和CPd，分別用作加計(jì)數(shù)時(shí)鐘輸入和減計(jì)數(shù)時(shí)鐘輸入。由于電路內(nèi)部有

24、一個(gè)時(shí)鐘信號預(yù)處理邏輯，因此當(dāng)一個(gè)時(shí)鐘輸入端計(jì)數(shù)工作時(shí)，另一個(gè)時(shí)鐘輸入端可以是任意狀態(tài)。進(jìn)位輸出CO和借位輸出BO一般為高電平，當(dāng)計(jì)數(shù)器從0-9時(shí)，BO輸出負(fù)脈沖；從9-0時(shí)CO輸出負(fù)脈沖。在多片級聯(lián)時(shí)，只需要將CO和BO分別接至下級40110的CPu和CPd端，就可組成多位計(jì)數(shù)器。CD40110的引腳圖(1)、功能表(2)及邏輯圖(3)如圖6所示。各引腳符號的定義如表1所示。</p><p>　　表1 CD40

25、110引腳符號定義</p><p><b>　　2.5反饋電路</b></p><p>　　數(shù)碼管的十位顯示范區(qū)為0時(shí)，相應(yīng)的CD40110輸出端為高電平，D端的高電平通過電阻R7送至三極管Q2基級，使Q2導(dǎo)通，集電極輸出低電平。在數(shù)碼管由0到1時(shí)，相應(yīng)的CD40110的D 端為低電平，致使三極管Q2截止。同時(shí)個(gè)位的數(shù)碼管顯示為0，G端為低電平，直到個(gè)位的數(shù)碼管顯示為

26、2時(shí)，G端由低電平變成高電平，此時(shí)的高電平通過二極管D9送至CD40110的CK端。其電路圖如上圖5所示。</p><p><b>　　2.6單穩(wěn)電路</b></p><p>　　當(dāng)CD4013接收到從二極管D9送來的信號時(shí)，由CD4013組成的單穩(wěn)電路開始延時(shí)。在Q端輸出高電平送至三極管Q1基極，使Q1導(dǎo)通，蜂鳴器發(fā)出報(bào)警聲。此時(shí)表示有一箱已裝滿，同時(shí)馬達(dá)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，

27、計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)。在單穩(wěn)延時(shí)過后，報(bào)警聲停止，單穩(wěn)輸出為低電平，此時(shí)的低電平使三極管Q3導(dǎo)通，馬達(dá)開啟轉(zhuǎn)動(dòng)，計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù)。直到有一箱裝滿后，開始下一輪的循環(huán)。其電路圖如上圖5所示。</p><p>　　CD4013為雙上升沿D觸發(fā)器，內(nèi)部由兩個(gè)相同的、相互獨(dú)立的數(shù)據(jù)型觸發(fā)器構(gòu)成。每個(gè)觸發(fā)器有獨(dú)立的數(shù)據(jù)、置位、復(fù)位、時(shí)鐘Q及輸出。此器件可用作移位寄存器，且通過輸出連接到數(shù)據(jù)輸入，可用作計(jì)數(shù)器和觸發(fā)器。在時(shí)鐘上升沿觸

28、發(fā)時(shí)，加在D輸入端的邏輯電平傳送到Q輸出端。置位和復(fù)位與時(shí)鐘無關(guān)，分別由置位或復(fù)位的高電平完成。CD4013具有14腳多層陶瓷雙列直插(D)、熔封陶瓷雙列直插（J）、雙列直插（P）和陶瓷片狀載體（C）4種封裝形式。邏輯符號、引腳圖、邏輯功能，如圖8所示。在使用時(shí)，須注意其電參數(shù)，見表2。</p><p>　　表2 CD4013主要電參數(shù)</p><p>　　圖7 CD4013的引腳圖及邏

29、輯圖</p><p>　　3電路PCB圖及元器件選配</p><p><b>　　3.1電路PCB圖</b></p><p>　　該工廠流水線模擬計(jì)數(shù)器的PCB圖，如圖8所示。</p><p>　　圖8 工廠流水線模擬計(jì)數(shù)器的PCB圖</p><p><b>　　3.2元器件選配<

30、;/b></p><p>　　該工廠流水線模擬計(jì)數(shù)器的元器件選配，如表3所示。</p><p>　　表3 工廠流水線模擬計(jì)數(shù)器的元器件選配列表</p><p><b>　　結(jié)論與謝辭</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)主要采用直流電源、紅外發(fā)射管與接收管、NE555、CD40110、數(shù)碼管、CD4013</

31、p><p>　　等主要器件的工廠流水線模擬計(jì)數(shù)器基本完成了題目的要求，該模擬計(jì)數(shù)器完成了工廠流水線的計(jì)數(shù)打包，馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)表示傳送帶傳送物體通過紅外線，在數(shù)碼管上計(jì)數(shù)。當(dāng)所需打包的物品計(jì)滿12小時(shí)，傳送帶停止傳送并發(fā)出報(bào)警，提醒工作人員打包。幾秒后，打包完成，傳送恢復(fù)工作，報(bào)警聲停止報(bào)警，計(jì)數(shù)器重新計(jì)數(shù)，如此循環(huán)的過程。電路實(shí)際測試結(jié)果表明，本電路輸出顯示穩(wěn)定，功耗低，不隨負(fù)載和環(huán)境變化，并具有很好的數(shù)碼顯示效果，因而

32、可實(shí)際應(yīng)用于需要高穩(wěn)定度數(shù)碼顯示的領(lǐng)域。但是，系統(tǒng)也存在有待改進(jìn)之處。</p><p>　　在本次的設(shè)計(jì)制作過程中，我深刻認(rèn)識到理論與實(shí)際是有很大的區(qū)別的。要想做好一個(gè)電子產(chǎn)品，必須要有非常好的理論基礎(chǔ)。只有自己動(dòng)手操作，才會知道怎樣做好一個(gè)完整的電子產(chǎn)品。經(jīng)過了這一次的實(shí)現(xiàn)，使我對理論知識有了更深刻的了解，同時(shí)鍛煉了我的動(dòng)手能力和電子設(shè)計(jì)能力。</p><p>　　感謝xx老師在我完成該

33、論文過程中給予的悉心指導(dǎo)，從開題報(bào)告的修改開始到論文資料的收集及糾正，花了大量的時(shí)間認(rèn)真指引著我正確完成該設(shè)計(jì)。</p><p>　　感謝大學(xué)三年所有教導(dǎo)我的老師們和關(guān)系愛護(hù)我的同學(xué)們的支持與幫助!</p><p>　　感謝同窗三年的室友，我們一起學(xué)習(xí)，一起狂歡，一起迎接每一個(gè)節(jié)日的到來，一起迎接順利畢業(yè)的到來。是你們給了我大學(xué)里最多美好的回憶，讓我的生活充滿快樂，人我的人生更多彩多姿！感

34、謝通信071的同學(xué)們！</p><p>　　最后，要感謝的就是最愛我一直支持我的爸爸媽媽。是你們的堅(jiān)持不懈的支持和鼓勵(lì)， 我才有了今天的成績。我希望自己找到適合的工作，以優(yōu)異的成績回報(bào)父母。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1．范博.射頻電路原理與實(shí)用電路設(shè)計(jì)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2006，9.</p&

35、gt;<p>　　2．楊幫文.新型集成器件實(shí)用電路[M].電子工業(yè)出版社，2006，1.</p><p>　　3．陳梓城.實(shí)用電子電路設(shè)計(jì)與調(diào)試[M].中國電力出版社，2006，6.</p><p>　　4．周志敏.開關(guān)電源實(shí)用電路[M].中國電力出版社，2006，2.</p><p>　　5. 劉緒軍主編. 職校電子制作[M]. 《家電維修》雜志社出

36、版, 2008,5.</p><p>　　6. 劉守義主編. 數(shù)字電子技術(shù)(第二版) [M]. 西安電子科技大學(xué)出版社, 2007,7.</p><p>　　7. 秦獲輝編著. 科技英語(電子類) [M]. 西安電子科技大學(xué)出版社, 2006,3.</p><p><b>　　附錄1：電路原理圖</b></p><p>