绕线机计数器电路设计
摘要
绕线机：顾名思义绕线机是把线状的物体缠绕到特定的工件上的机器。
凡是电器产品大多需用漆包铜线(简称漆包线)绕制成电感线圈，就需要用到绕线机。
例如：各种电动机，日光灯镇流器，各种大小变压器，电视机。收音机用的中周、电感线圈，行输出变压器(高压包)，电子点火器、灭蚊器上的高压线圈，喇叭，耳机，麦克风的音圈，各种电焊机等不能一一举例，这些里面的线圈都需要用绕线机来绕。纺织行业多用棉纱线，人造纤维线等绕制各种适合纺织机用的纱团、绽这些都需要用一款绕线机来绕。
绕线机绕的转数一般比较多，圈数的要求在精密器件中要求十分严格，单一的靠人工计圈数是很麻烦也是不可能完成的。绕线机需要一个能自动计数的装置------绕线机计数器。
本课题是利用DN834霍尔传感器、CD40110 十进制可逆计数器/锁存器/译码器/驱动器以及共阴极数码显示器设计一个可以加减的绕线机计数器。首先用霍尔传感器收集绕线机转轴运转数据（每转一圈产生一个负脉冲）然后经过非门放大反相后便形成了计数正脉冲，然后送入CD40110，CD40110工作计数开始，并在数码管上显示计数结果。本文将讲述DN834霍尔传感器、CD40110十进制可逆计数器/锁存器/译码器/驱动器、共阴极数码显示器以及CD4069反相器的基本原理和特点，并对绕线机计数器的设计原理及功能做了详细介绍。然后又采用数电课本上提到到集成电路74192、4511来代替CD40110进行绕线机计数器的设计，复习和熟练自己在数字电路课程所学到的集成电路及其应用。
关键词：绕线机, 霍尔DN834, CD40110, CD4069, 数码显示器 74192
目录
1 绪论 (1)
1.1课题描述 (1)
1.2基本工作原理、框图、电路图及元器件（基于40110） (2)
2 相关芯片及硬件电路设计（基于40110） (3)
2.1霍尔DN834芯片 (3)
2.1.1 霍尔元件的工作原理及应用 (3)
2.1.2 DN834的主要功能 (4)
2.2转动信号采集 (5)
2.3计数脉冲生成电路 (5)
2.4计数、译码电路 (6)
2.4.1 CD40110芯片功能、参数介绍 (6)
2.4.2 数码显示器简介 (8)
3 绕线机计数器的另一种设计（基于74192、4511） (10)
3.1基本工作原理、电路图及元器件简介 (10)
3.1.1基本工作原理、电路图 (10)
3.1.2 74LS192简介12
3.1.3 CD4511简介13
4绕线机计数器安装注意事项 (14)
总结 (16)
致谢 (17)
参考文献 (18)
1 绪论
1.1 课题描述
绕线机：顾名思义绕线机是把线状的物体缠绕到特定的工件上的机器。
凡是电器产品大多需要用漆包铜线(简称漆包线)绕制成电感线圈，就需要用到绕线机。
例如：各种电动机，日光灯镇流器，各种大小变压器，电视机。收音机用的中周、电感线圈，行输出变压器(高压包)，电子点火器、灭蚊器上的高压线圈，喇叭，耳机，麦克风的音圈，各种电焊机等不能一一举例，这些里面的线圈都需要用绕线机来绕。纺织行业多用棉纱线，人造纤维线等绕制各种适合纺织机用的纱团、绽这些都需要用一款绕线机来绕。
常用绕线机绕制的线多为漆包铜线(绕制电子、电器产品的电感线圈)，纺织线(绕制纺织机用的纱绽、线团)，还有绕制电热器具用的电热线以及焊锡线，电线，电缆等。
绕线机的种类繁多，按其用途分类，可分为通用型和专用型；
通用型--由1根或数根线适合安装多种框架绕线的绕线机。常见的通用型漆包线绕线机有；装有1根园形绕轴的叫"单头机"，依此类堆有"双头机"3头机"......"6头机"。
专用型--是装有固定的专用绕线夹头，只能绕制一种线圈的绕线机；常见的专用绕线机有；
一、绕制变压器方形变压器专用机；
1、方形变压器专用--(细线专用机，粗线专用机)
2、环形变压器专用--(大环机，中环机，小环机)
3、其它型式变压器专用
二、绕制电动机线圈专用机：
1、风扇电机专用机(座扇,吊扇,转页扇)
2、玩具微型电机专用机；(飞叉式,专用绕头式)
3、串激式转子线圈专用机(电动工具)
4、分马力电机，及大马力电机专用机。
三、绕制电感线圈的专用机
1、中周及色码电感专用机
2、小磁环电感线圈专用机
3、音箱分频线圈专用机
4、日光灯(电子节能灯)镇流器专用机
四、其它专用绕线机喇叭音圈专用机
1、喇叭音圈专用机
2、电热管专用机
3、绝缘胶带包带机
4、纺织纱绽专用机
绕线机按自动化程度又可分为简易型、半自动型、全自动型。电子控制方式有数控式微电脑单片机及IBM电脑控制。按安装方式分类为桌面式和落地式机。
绕线机绕的转数一般比较多，圈数的要求在精密器件中要求十分严格，单一的靠人工计圈数是很麻烦也是不可能完成的。绕线机需要一个能自动计数的装置------绕线机计数器。
本课题的内容就是研究绕线机计数器的设计。有基于CD40110，以及基于74LS192和CD4511的。
1.2 基本工作原理及框图
本课程设计的绕线机计数器由速度传感器电路、信号放大反相电路、计数译码电路、圈数数码显示构成。其基本工作原理：霍尔传感器电路将测量到的转动信号转换成负脉冲信号输出到信号放大反相电路，构造成计数脉冲，输入到CD40110进行计数并驱动数码管显示计数结果。
图1.1基本工作原理框图
图1.2 绕线计数器电路
本电路用到的元器件有：CD40110×4,DN843,CD4069, C1=1000p,C2=1u, R1=10K×2,R2=8K,R3=2K, R4=2.2M,数码显示器×4，开关……
2 相关芯片及硬件电路设计（基于40110）
2.1 霍尔DN834集成电路
DN834是由霍尔效应而制成的霍尔元件的集成电路，作为磁性传感器。
2.1.1霍尔元件的工作原理及应用
所谓霍尔效应，是指磁场作用于载流金属导体、半导体中的载流子时，产生横向电位差的物理现象。金属的霍尔效应是1879年被美国物理学家霍尔发现的。当电流通过金属箔片时，若在垂直于电流的方向施加磁场，则金属箔片两侧面会出现横向电位差。半导体中的霍尔效应比金属箔片中更为明显，而铁磁金属在居里温度以下将呈现极强的霍尔效应。
利用霍尔效应可以设计制成多种传感器。霍尔电位差UH的基本关系为
UH=RHIB/d （18）
RH=1/nq（金属）（19）
式中 RH——霍尔系数：
n——单位体积内载流子或自由电子的个数
q——电子电量；
I——通过的电流；
B——垂直于I的磁感应强度；
d——导体的厚度。
由于通电导线周围存在磁场，其大小与导线中的电流成正比，故可以利用霍尔元件测量出磁场，就可确定导线电流的大小。利用这一原理可以设计制成霍尔电流传感器。其优点是不与被测电路发生电接触，不影响被测电路，不消耗被测电源的功率，特别适合于大电流传感。
若把霍尔元件置于电场强度为E、磁场强度为H的电磁场中，则在该元件中将产生电流I，元件上同时产生的霍尔电位差与电场强度E成正比，如果再测出该电磁场的磁场强度，则电磁场的功率密度瞬时值P可由P=EH确定。
利用这种方法可以构成霍尔功率传感器。
如果把霍尔元件集成的开关按预定位置有规律地布置在物体上，当装在运动物体上的永磁体经过它时，可以从测量电路上测得脉冲信号。根据脉冲信号列可以传感出该运动物体的位移。若测出单位时间内发出的脉冲数，则可以确定其运动速度。
霍尔元件应用霍尔效应的半导体。
根据霍尔效应，人们用半导体材料制成的元件叫霍尔元件。它具有对磁场敏感、结构简单、体积小、频率响应宽、输出电压变化大和使用寿命长等优点，因此，在测量、自动化、计算机和信息技术等领域得到广泛的应用。
霍尔传感器分为线性型霍尔传感器和开关型霍尔传感器两种：
（一）线性型霍尔传感器由霍尔元件、线性放大器和射极跟随器组成，它输出模拟量。
（二）开关型霍尔传感器由稳压器、霍尔元件、差分放大器，斯密特触发器和输出级组成，它输出数字量。
霍尔传感器在现实中有很广的应用：电流传感器、电压传感器、位移测量……
2.1.2DN834的主要功能
DN834是霍尔元件集成电路，它对磁场敏感，在磁场变化时能输出电压变化大的脉
冲信号，用来收集信息，是霍尔传感器的重要部件。
2.2 转动信号采集
在绕线机的转轴上安装一永久强磁铁，让它随着转轴的转动来驱动霍尔元件产生负
脉冲，每转一圈霍尔元件就会产生一个负脉冲，这样就把转动的圈数转换成了一个一个
的负脉冲，这就完成了转动信号的采集过程。
2.3计数正脉冲生成电路
IC
是霍尔集成电路DN834，它与永久小磁铁一起构成传感电路，永久磁铁固定在绕1
线机的转轴的塑料圆盘上，每当主轴转动一周（相当于线圈线一匝）便会在DN834的输
出端的第三脚上输出一个负脉冲，该信号经过非门1，2放大后，再经过非门三反相，
的CP端进行计数。这里的非门采用的是CD4069反便形成了一个技术正脉冲，加入IC
3
相器来完成的，下面就介绍一下CD4069的基本信息：
CD4069---六反相器
简要说明：
CD4069是由六个反相器的电路组成，此器件主要作通用反相器，即用于不需要中功
率TTL驱动和逻辑电平转换的电路中。
CD4069提供了14引线多层陶瓷双列直插（D)，熔封陶瓷双列直插(J),塑料双列直
插（p）和陶瓷片状载体（c）四种封装形式。
推荐工作条件：
电源电压范围：3v-5v 输入电压范围0-Vcc
实验四、计数器电路的设计 一、实验目的 1、掌握计数器电路的设计方法； 2、进一步掌握电路的设计、编译、仿真和下载测试的方法。 二、实验要求 1、基本要求 1)设计一个具有异步复位和同步使能的4位二进制加法计数器 2)设计一个具有异步复位和同步使能、并行置数的加减可控的8位二进制计数器 3)设计一个具有异步复位和同步使能的BCD码加法计数电路， 2、扩展要求 1）设计一个具有异步复位和同步使能的六十进制加法计数电路 2）设计一个具有异步复位和同步使能的二十四进制加法计数电路 三、实验原理 四、实验内容及步骤 1、建立一个工程项目，路径如：D:\A0512301\forth，项目名和顶层实体名为count。 2、设计一个具有异步复位和同步使能的4位二进制计数器，并进行编译仿真与下载测试； 3、设计一个具有异步复位和同步使能、并行置数的加减可控的8位二进制计数器，并进行编译仿真与下载测试； 4、设计一个具有异步复位和同步使能的十进制加法计数电路，并进行编译仿真与下载测 试； 五、参考程序 1、四位加法计数器 LIBRARY IEEE ; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL ; USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL ; ENTITY CNT4 IS PORT ( CLK : IN STD_LOGIC ; Q : OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0) ) ; END ; ARCHITECTURE bhv OF CNT4 IS SIGNAL Q1 : STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); BEGIN PROCESS (CLK) BEGIN IF CLK'EVENT AND CLK = '1' THEN Q1 <= Q1 + 1 ; END IF; END PROCESS ; Q <= Q1 ; END bhv; 2、异步复位，同步使能十进制加法计数器 LIBRARY IEEE;
暨南大学本科实验报告专用纸 课程名称EDA实验成绩评定 实验项目名称计数器电路设计指导教师郭江陵 实验项目编号03 实验项目类型验证实验地点B305 学院电气信息学院系专业物联网工程 组号：A6 一、实验前准备 本实验例子使用独立扩展下载板EP1K10_30_50_100QC208(芯片为EP1K100QC208)。EDAPRO/240H实验仪主板的VCCINT跳线器右跳设定为3.3V；EDAPRO/240H实验仪主板的VCCIO跳线器组中“VCCIO3.3V”应短接，其余VCCIO均断开；独立扩展下载板“EP1K10_30_50_100QC208”的VCCINT跳线器组设定为 2.5V；独立扩展下载板“EP1K10_30_50_100QC208”的VCCIO跳线器组设定为3.3V。请参考前面第二章中关于“电源模块”的说明。 二、实验目的 1、了解各种进制计数器设计方法 2、了解同步计数器、异步计数器的设计方法 3、通过任意编码计数器体会语言编程设计电路的便利 三、实验原理 时序电路应用中计数器的使用十分普遍，如分频电路、状态机都能看到它的踪迹。计数器有加法计数器、可逆计数器、减法计数器、同步计数器等。利用MAXPLUSII已建的库74161、74390分别实现8位二进制同步计数器和8位二——十进制异步计数器。输出显示模块用VHDL实现。 四、实验内容 1、用74161构成8位二进制同步计数器（程序为T3-1）； 2、用74390构成8位二——十进制异步计数器（程序为T3-2）； 3、用VHDL语言及原理图输入方式实现如下编码7进制计数器（程序为T3-3）： 0，2，5，3，4，6，1 五、实验要求 学习使用Altera内建库所封装的器件与自设计功能相结合的方式设计电路，学习计数器电路的设计。 六、设计框图 首先要熟悉传统数字电路中同步、异步计数器的工作与设计。在MAX+PLUS II中使用内建的74XX库选择逻辑器件构成计数器电路，并且结合使用VHDL语言设计转换模块与接口模块，最后将74XX模块与自设计模块结合起来形成完整的计数器电路。并借用前面设计的数码管显示模块显示计数结果。 ◆74161构成8位二进制同步计数器（程序为T3-1）
单片机原理与接口技术课程设计题目汇总 说明：为便于同学提前探讨开发思路，特将本课程设计的可选题目发给大家。 每个同学可以在以下题目中选一题要求：课程设计考核内容包括：源程序；设计报告文档基于单片机的电子时钟设计设计内容：1、用LCD液晶作为显示设备（30分） 2、可以分别设定小时，分钟和秒，复位后时间为：00: 00：00 （30 分） 3、能实现日期的设置，年、月、日（30分） 4、其他创新内容（10分）如：闹钟功能；显示星期；整点音乐报时等。 图示： 2010-04-09 MON 11:06:42 基于单片机的交通灯显示系统（一） 设计内容：1、东西方向、南北方向均有红、黄、绿三种信号灯；（30 分） 2、带紧急制动按钮，按钮按下，所有方向亮红灯；再次按下，恢复正常显 示（20分） 3、夜间模式按钮按下，所有方向显示黄灯闪烁（20分） 4、实时提醒绿灯亮的剩余时间（30分）图示： 基于单片机的交通灯显示系统（二） 设计内容：1、东西干道和南北干道的通行分左行、右行、直行，其中左行、右行固定15秒；直行固定30秒（40分） 2、信号灯分绿灯（3种）、红灯、黄灯，每次绿灯换红灯时，黄灯亮3秒 钟。（30分） 3、东西干道和南北干道交替控制，每次干道绿灯交替时，有 3 秒钟所有干道的交通灯都是黄灯闪烁3秒钟，提示已经进入路口的车辆迅速通过。（30分）
4、其他创新内容。（10分） 图示: 四、基于单片机的波形发生器设计 设计内容：1、设计一款能产生3种以上波形的波形发生器（30分） 2、设计波形选择按钮（采用3个独立按键）（10分） 3、点阵显示波形图案（20分） 4、能同时输出两种波形（30分） 5、显示频率（10分） 图示： 五、基于单片机的LED点阵广告牌设计 设计内容：1、能显示不同字符、图形的LED点阵广告牌（30分） 2、用独立按键控制不同字符的切换效果（如闪烁、静止、平移）（30 分） 3、可通过串口从电脑下载更新需要显示的字符（30分） 4、其他创新功能（10分） 图示：略 六、基于单片机的篮球计分器设计 设计内容：1、设计LCD显示篮球比分牌（30分） 2、通过加分按钮可以给A队或B队加分（20分） 3、设计对调功能，A队和B队分数互换，意味着中场交换场地。（20 分） 4、显示比赛倒计时功能（20分） 5、创新内容：如显示第几小节（10分） 显示： A 083: B 079 4th Period 10:25
沈阳航空航天大学 课程设计报告 课程设计名称：单片机系统综合课程设计课程设计题目：简易计算器的设计与实现 院（系）： 专业： 班级： 学号： 姓名： 指导教师： 完成日期：
沈阳航空航天大学课程设计报告 目录 第1章总体设计方案 (1) 1.1设计内容 (1) 1.2设计原理 (1) 1.3设计思路 (2) 1.4实验环境 (2) 第2章详细设计方案 (3) 2.1硬件电路设计 (3) 2.2主程序设计 (7) 2.2功能模块的设计与实现 (8) 第3章结果测试及分析 (11) 3.1结果测试 (11) 3.2结果分析 (11) 参考文献 (12) 附录1 元件清单 (13) 附录2 总电路图 (14) 附录3 程序代码 (15)
第1章总体设计方案 1.1 设计内容 本设计是基于51系列的单片机进行的十进制计算器系统设计，可以完成计算器的键盘输入，进行加、减、乘、除1位无符号数字的简单四则运算，并在6位8段数码管上显示相应的结果。 设计过程在硬件与软件方面进行同步设计。硬件方面从功能考虑，首先选择内部存储资源丰富的8751单片机，输入采用4×4矩阵键盘。显示采用6位8段共阳极数码管动态显示。软件方面从分析计算器功能、流程图设计，再到程序的编写进行系统设计。编程语言方面从程序总体设计以及高效性和功能性对C语言和汇编语言进行比较分析，最终选用汇编语言进行编程，并用protel99se涉及硬件电路。 1.2 设计原理 在该课程设计中，主要用到一个8751芯片和串接的共阳数码管,和一组阵列式键盘。作为该设计的主要部分，下面将对它们的原理及功能做详细介绍和说明。 1)提出方案 以8751为核心，和数码管以及键盘用实验箱上已有的器件实现计算器的功能。 2) 总体方案实现 (1)要解决键值得读入。先向键盘的全部列线送低电平，在检测键盘的行线，如果有一行为低电平，说明可能有按键按下，则程序转入抖动检测---就是延时10ms再读键盘的行线，如读得的数据与第一次的相同，说明真的有按键按下，程序转入确认哪一键按下的程序，该程序是依次向键盘的列线送低电平，然后读键盘的行线，如果读的值与第一次相同就停止读，此时就会的到键盘的行码与列码
数字电路设计 姓名：*** 学号：****************** 班级：电信111 专业：电子信息科学与技术 一．设计题目 二十四进制计数器的设计 二．设计要求 （1）要求学生掌握74系列的芯片和LED的原理和使用方法。 （2）熟悉集成电路的使用方法，能够运用所学的知识设计一规定的电路。三．设计任务 （1）完成一个二十四进制的计数器。 （2）LED显示从00开始，各位计数从0—9，逢10 进1，是为计数0—5。23显示后，又从00重新开始计数。 四．设计思路与原理 （一）设计思路框图 →→→ → （二）LED简介 LED是一种显示字段的显示器件，7个发光二极管构成七笔字形“8”，一个发光二极管构成小数点。七段发光管分别称为a、b、c、d、e、f，g，构成字型“8”，如图（a）
所示，当在某段发光二极管上施加一定的电压时，某些段被点亮发光。不加电压则变暗，为了保护各段LED不被损坏，需外加限流电阻。 其真值表如下：
（三）原件总汇表：计数器74LS00D(U7A,U7B)，74HC390N-6V(U3A,U6A),74LS47N(U1，U5)；与门：时钟脉冲：显示器：发光二极管：电感：电容：电源 五．电路图仿真 二十四进制计数器电路仿真
六．心得体会 通过这一次的数字电路设计，是我更深的了解到了数字电路的基础知识，电路分析与计算的方法。利用仿真软件对电路进行一系列的分析仿真，更加抽象的将理论知识与实际电路结合在一起，加深了对数电一些基本定理的理解与运用。虽然在这学期中，数字电子技术基础学的不是很好，但是在这次的课程设计中通过同学的帮组还是完成了。虽然做的不是很好，但是从中也让我明白了：要想做好这个课程设计，就必须认认真真地去做，不要怕麻烦，遇到不懂的问题就要主动去问同学或者老师。和查阅材料，保持着一个积极向上的心态，发挥我们自己的主观能动性和创造了才能让我们做的更好。在这次课程设计中让我学到了很多东西，在经过我们一个学期的数字电子技术基础课后，我们已经对数字电子技术有一定的了解，让我们有了一定的基础可以独立完成数字电子技术基础课程设计了，不过当中还是遇到许多不懂的问题。
燕山大学课程设计说明书 产 品 计 数 器
光电计数器的设计 摘要 本系统采用的是以单片机STC89c52为核心的自动计数器。采用反射式光电传感器，将激光发射管与接收管相邻安放，每当物体通过一次，激光就被物体遮挡一次，光电接收管的输出电压就发生一次变化，这个变化的电压信号通过放大和处理后，形成计数脉冲，输入至STC89c52单片机的P1口，通过软件控制用LED 加以显示，便可实现对物体的计数统计。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数码管显示，可适用于诸多行业，以满足现代生产、生活方式的需求。 所谓的光电式传感器是将光信号转化为电信号的一种传感器。它的理论基础是光电效应。这类效应大致可分为三类。第一类是外光电效应，即在光照射下，能使电子逸出物体表面。利用这种效应所做成的器件有真空光电管、光电倍增管等。第二类是内光电效应，即在光线照射下，能使物质的电阻率改变。这类器件包括各类半导体光敏电阻。第三类是光生伏特效应，即在光线作用下，物体内产生电动势的现象，此电动势称为光生电动势。这类器件包括光电池、光电晶体管等。光电效应都是利用光电元件受光照后，电特性发生变化。敏感的光波长是在可见光附近，包括红外波长和紫外波长。市场上的光电计数器采用的光电传感器有摄像头、光电管等，采用的光的种类有普通光和激光，可见光和不可见光等。光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成。光电式传感器是以光电器件作为转换元件的传感器，光电检测方法具有精度高、应用快、非接触等优点，而可测参数多，光电传感器的结构简单，形式灵活多变因此，光电式传感器在检测和控制中应用非常广泛。 【关键词】计数器光电传感器单片机数码管
城市职业技术学院 毕业设计报告 中文题目基于PLC的传送带控制系统设计 英文题目Design of control system of the conveyor belt based on PLC 姓名徐蒙蒙 所在系部电子信息工程系 所学专业电气自动化 班级名称电气自动化1203 学号 41215302 指导教师晓娓 日期 2014 年11月30 日
目录 摘要............................................................................................................. I Abstrat...................................................................................................... II 一、引言 (1) 二、传送带的概述 (1) （一）传送带系统的概述 (1) （二）传送带的控制要求 (2) 三、传送带控制各系统特点 (2) （一）继电器-接触器控制特点 (2) （二）单片机控制特点 (3) （三）PLC控制特点 (3) 四、基于PLC控制的硬件设计 (4) （一）PLC选型 (4) （二）I/O分配 (5) （三）PLC外部接线图 (7) 五、基于PLC控制的软件设计 (8) （一）程序控制流程图 (8) （二）主电路设计 (9) （三）梯形图 (9) （四）仿真 (14) 六、结束语 (19)
参考文献 (20) 辞 (21) 附录 (22)
基于AT89C51单片机简易计算器的设计 【摘要】单片机的出现是计算机制造技术高速发展的产物，它是嵌入式控制系统的核心，如今，它已广泛的应用到我们生活的各个领域，电子、科技、通信、汽车、工业等。本设计是基于51系列单片机来进行的数字计算器系统设计，可以完成计算器的键盘输入，进行加、减、乘、除六位数范围内的基本四则运算，并在LCD上显示相应的结果。设计电路采用AT89C51单片机为主要控制电路，利用MM74C922作为计算器4*4键盘的扫描IC读取键盘上的输入。显示采用字符LCD静态显示。软件方面使用C语言编程，并用PROTUES仿真。 【关键词】简单计算器单片机 LCD 【正文】 一、总体设计 根据功能和指标要求，本系统选用MCS-51系列单片机为主控机。通过扩展必要的外围接口电路，实现对计算器的设计。具体设计如下：（1）由于要设计的是简单的计算器，可以进行四则运算，为了得到较好的显示效果，采用LCD 显示数据和结果。 （2）另外键盘包括数字键（0～9）、符号键（+、-、×、÷）、清除键和等号键，故只需要16 个按键即可，设计中采用集成的计算键盘。 （3）执行过程：开机显示零，等待键入数值，当键入数字，通过LCD显示出来，当键入+、-、*、/运算符，计算器在内部执行数值
转换和存储，并等待再次键入数值，当再键入数值后将显示键入的数值，按等号就会在LCD上输出运算结果。 （4）错误提示：当计算器执行过程中有错误时，会在LCD上显示相应的提示,如：当输入的数值或计算得到的结果大于计算器的表示范围时，计算器会在LCD上提示溢出；当除数为0时，计算器会在LCD 上提示错误。 系统模块图： 二、硬件设计 （一）、总体硬件设计 本设计选用AT89C51单片机为主控单元。显示部分：采用LCD 静态显示。按键部分：采用4*4键盘；利用MM74C922为4*4的键盘扫描IC，读取输入的键值。 总体设计效果如下图：
毕业设计说明书（论文） 课题名称：生产线产品产量自动计数器电路设计 航空电子设备维修专业081331班 学生姓名：赵繁学号29 指导老师：姚卫华技术职称______________ 2011年 4 月 2 日
毕业设计（论文）任务书 学生姓名：赵繁班级：081331 1.毕业设计（论文）题目： 生产线产品产量自动计数器电路设计 2.毕业设计（论文）使用的原始资料数据及设计技术要求： 1、电子技术基础实验； 2、数字电子技术基础 本设计要求发光器件和光接收器件之间的距离大于1m，最大计数值为99，每计数100，用灯闪烁2s指示一下，LED数码管显示计数值，可上电自动复位和外部手动人工复位。 3.毕业设计（论文）工作内容及完成时间： 此设计采用组合与时序逻辑电路,采用模块化方法设计电路图。每计数一百LED灯闪烁2s，同时蜂鸣器发出响声作为提示音。 日期：自2010年12月15日至2011年4月2日 指导老师评语： _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _________________________________________________________ 指导老师：_______________ 系主任：____________
渤海船舶职业学院毕业设计 题目：自动传送带PLC电气控制系统设计专业、班级：船舶电气技术 学号: 40 学生姓名:李想 指导教师：宋运伟
目录 前言 一、总体设计 (5) 1、设计目的 (5) 2、设计任务分析及描述 (5) 3、系统I/O口设计 (6) 二、控制方案 (6) 1、控制要求 (7) 2、设计内容及步骤 (7) 三、控制过程分析 (8) 1、梯形图 (8) 2、语句表 (10) 2、原理分析 (11) 四、系统调试 (11) 五、个人总结 (11) 参考文献 (13)
前言 可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC），它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算 前、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。 基本结构 可编程逻辑控制器实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，基本构成为：一、电源可编程逻辑控制器的电源在整个系统中起着十分重要的作用。如果没有一个良好的、可靠的电源系统是无法正常工作的，因此，可编程逻辑控制器的制造商对电源的设计和制造也十分重视。一般交流电压波动在+10%(+15%)范围内，可以不采取其它措施而将PLC 直接连接到交流电网上去二、中央处理单元(CPU) 中央处理单元(CPU)是可编程逻辑控制器的控制中枢。它按照可编程逻辑控制器系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。当可编程逻辑控制器投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入I/O映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映象区或数据寄存器内。等所有的用户程序执行完毕之后，最后将I/O映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。为了进一步提高可编程逻辑控制器的可靠性，近年来对大型可编程逻辑控制器还采用双CPU构成冗余系统，或采用三CPU的表决式系统。这样，即使某个CPU出现故障，整个系统仍能正常运行。三、存储器存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。四、输入输出接口电路 1．现场输入接口电路由光耦合电路和微机的输入接口电路，作用是可编程逻辑控制器与现场控制的接口界面的输入通道。 2．现场输出接口电路由输出数据寄存器、选通电路和中断请求电路集成，作用可编程逻辑控制器通过现场输出接口电路向现场的执行部件输出相应的控制信号。五、功能模块如计数、定位等功能模块。
评阅教师评语：课程设计成绩 考勤成绩 实做成绩 报告成绩 总评成绩指导教师签名： 课程设计报告 论文题目基于ARM的简易计算器设计 学院（系）：电子信息与自动化学院 班级：测控技术与仪器 学生姓名：同组同学： 学号：学号： 指导教师：杨泽林王先全杨继森鲁进时间：从2013年 6 月10 日到2013年 6 月28 日 1
目录 1、封面—————————————————————P1 2、目录—————————————————————P2 3、前言—————————————————————P3 4、关键字————————————————————P3 5、原理与总体方案————————————————P3 6、硬件设计———————————————————P6 7、调试—————————————————————P10 8、测试与分析——————————————————P11 9、总结—————————————————————P13
10、附件—————————————————————P14 前言 近几年，随着大规模集成电路的发展，各种便携式嵌入式设备，具有十分广阔的市场前景。嵌入式系统是一种专用的计算机系统，作为装置或设备的一部分。通常，嵌入式系统是一个控制程序存储在ROM中的嵌入式处理器控制板。事实上，所有带有数字接口的设备，如手表、微波炉、录像机、汽车等，都使用嵌入式系统，有些嵌入式系统还包含操作系统，但大多数嵌入式系统都是是由单个程序实现整个控制逻辑。在嵌入式系统中，数据和命令通过网络接口或串行口经过ARM程序处理后，或显示在LCD上，或传输到远端PC上。 本文通过周立功的LPC2106芯片完成的简易计算器，正是对嵌入式应用的学习和探索。 一、摘要： 计算器一般是指“电子计算器”，是能进行数学运算的手持机器，拥有集成电路芯片。对于嵌入式系统，以其占用资源少、专用性强，在汽车电子、航空和工控领域得到了广泛地应用。本设计就是先通过C语言进行相应程序的编写然后在ADS中进行运行最后导入PROTUES进行仿真。最后利用ARM中的LPC2106芯片来控制液晶显示器和4X4矩阵式键盘，从而实现简单的加、减、乘、除等四则运算功能。 关键字：中断，扫描，仿真，计算 二、原理与总体方案： 主程序在初始化后调用键盘程序，再判断返回的值。若为数字0—9，则根据按键的次数进行保存和显示处理。若为功能键，则先判断上次的功能键，根据代号执行不同功能，并将按键次数清零。程序中键盘部分使用行列式扫描原理，若无键按下则调用动态显示程序，并继续检测键盘；若有键按下则得其键值，并通过查表转换为数字0—9和功能键与清零键的代号。最后将计算结果拆分成个、十、百位，再返回主程序继续检测键盘并显示；若为清零键，则返回主程序的最开始。 电路设计与原理：通过LPC2106芯片进行相应的设置来控制LCD显示器。 而通过对键盘上的值进行扫描，把相应的键值通过MM74C922芯片进行运算从而
数字电路与逻辑设计实验报告实验七计数器的设计 姓名：黄文轩 学号：17310031 班级：光电一班
一、实验目的 熟悉J-K触发器的逻辑功能，掌握J-K触发器构成异步计数器和同步计数器。 二、实验器件 1.数字电路实验箱、数字万用表、示波器。 2.虚拟器件: 74LS73，74LS00, 74LS08, 74LS20 三、实验预习 1. 复习时序逻辑电路设计方法 ①根据设计要求获得真值表 ②画出卡诺图或使用其他方式确定状态转换的规律 ③求出各触发器的驱动方程 ④根据已有方程画出电路图。 2. 按实验内容设计逻辑电路画出逻辑图 Ⅰ、16进制异步计数器的设计 异步计数器的设计思路是将上一级触发器的Q输出作为下一级触发器的时钟信号，置所有触发器的J-K为1，这样每次到达时钟下降沿都发生一次计数，每次前一级 触发器从1变化到0都使得后一级触发器反转，即引发进位操作。 画出由J-K触发器组成的异步计数器电路如下图所示：
使用Multisim仿真验证电路正确性，仿真图中波形从上到下依次是从低位到高位 触发器的输出，以及时钟信号。： 可以看出电路正常执行16进制计数器的功能。 Ⅱ、16进制同步计数器的设计 较异步计数器而言，同步计数器要求电路的每一位信号的变化都发生在相同的时间点。
因此同步计数器各触发器的时钟脉冲必须是同一个时钟信号，这样进位信息就要放置在J-K 输入端，我们可以把J-K端口接在一起，当时钟下降沿到来时，如果满足进位条件(前几位触发器输出都为1)则使JK为1，发生反转实现进位。 画出由J-K触发器和门电路组成的同步计数器电路如下图所示 使用Multisim仿真验证电路正确性，仿真图中波形从上到下依次是从低位到高位触发器的输出，计数器进位输出，以及时钟信号。：
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ 第1章绪论 1.1 计数器介绍 本设计是根据我们所学习的单片机课程，按照课程要求进行的课程设计。单片机技术是一个不可或缺的技术，尤其是对于我们电气专业来说它是我们必须要掌握的技能之一，使我们未来工作和生活的根本。现在的社会是一个信息科技高速发展的社会，也是一个电子技术和微机计算机迅速发展的时代，单片机的档次和水平在不断的提高，其应用的领域和范围也越来越广，成为现代电子系统中最重要的智能化核心部分。 随着计数器技术的不断发展与进步，计数器的种类越来越多，应用的范围越来越广，随之而来的竞争也越来越激烈。过硬的技术也成为众多生产厂商竞争的焦点之一。厂商为了在竞争中处于不败之地，从而不断地改进技术，增加产品的种类。 现计数器的种类以增加到：电磁计数器、电子计数器、机械计数器（拉动机械计数器、转动机械计数器、按动机械计数器、测长机械计数器）、液晶计数器等。计数器的应用范围也遍布印刷、纺织、印染、针织、电缆、电讯、军工、轻工、机械、开关、断路器、矿山、实行多班制的纺织行业的织布机、织带机、制线、制带、造纸、制革、薄膜、高压开关电器产品、试验设备，印刷设备、短路器、医疗、纺织、机械、仓库和码头的货运、行人及车辆过往的数量计数、冶金、食品、国防、包装、配料、石油、化工、发电、机床、仪表、自动化控制等行业。 1.2 本次设计的要求 1) 上电时，数码管显示为00。 2) 利用单片机来制作一个手动计数器，在单片机的管脚上接一个轻触开关，作为手动计数的按钮，用单片机的I/O口接数码管，作为计数器，进行加计数显示。 3) 计数器计数到99后，再按计数按钮，则数码管从00重新开始计数。 1.3 本次设计的目的 1) 学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握电路设计的基本方法、设计步骤，培养综合设计与调试能力。 2) 掌握汇编语言程序设计方法。 3) 培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。
红外计数器的设计 0引言 随着人们生活水平的不断提高，人们越来越追求人性化的事物，计数器是不可缺少的必需品。本文所设计的计数器采用红外线遮光方式，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、展览观、车站、码头、银行等场所的人员数量及人员流通数量。该产品应用广泛，也可以测量流水线上的产品数量，以及可检查产品有无缺损。因此，研究计数器及扩大其应用，有着非常现实的意义。 1红外技术的介绍 红外技术的内容包含四个主要部分：红外辐射的性质，其中有受热物体所发射的辐射在光谱、强度和方向的分布；辐射在媒质中的传播特性--反射、折射、衍射和散射；热电效应和光电效应等。红外元件、部件的研制，包括辐射源、微型制冷器、红外窗口材料和滤光电等。把各种红外元件、部件构成系统的光学、电子学和精密机械的组成部分。红外技术在军事上和国民经济中有着广泛的应用。 红外技术有很多应用，例如在夜晚可以用看见物体的红外线来确定物体的位置;用一个红外线发射器和一个红外线接收器在生产上可以计算商品的数量；军事上可以用来防止敌人侵入,当红外线发射器和接收器被挡住,警报就会响;在医学上还可以查看人的病情等等。 红外线计数器分为对射式和反射式两种电路。对射式红外线是一个发射头和一个接收头在中间如有物件通过就遮挡一下光线，输出脉冲信号触发计数电路；反射式红外线是把发射头和接收头做在一块成为一个红外探头，当探头前有一个物件出现就把发射头的红外线反射给接收头，探头输出一个脉冲给计数器计数。 本文所设计的计数器是采用红外线遮光方式，利用红外对射管作计数传感器,当有物体通过时光被遮挡住,接收模块输出一个高电平脉冲,对此脉冲进行计数,就可实现对产品的统计。基于这种光电检测原理,配合组成集成电路,就可设计对射式红外线计数器。实践证明,该装置抗干扰能力强, 红外计数器的设计 Design of Infrared Counter 杨汉祥张琦 Yang Hanxiang Zhang Qi (赣南师范学院物理与电子信息学院，江西赣州341000) (School of Physics and Electronic Information Science,Gannan Teachers'College,Jiangxi Ganzhou341000) 摘要：计数器在人们日常生活中应用越来越多，已成为不可缺少的必需品。本文介绍了红外计数器的发展前景和现状，设计了一种由数字电路来实现的红外计数器，详细阐述了红外计数器的工作原理和构成，讨论了各模块的实现方法，并对它们进行了严格的理论逻辑推敲和实验测试，以达到设计要求。它可以解决计数中的增减问题，对任意流水线产品及来往客流自动计数。因此,研究红外计数器及扩大其应用，有着非常现实的意义。 关键词：自动计数；红外检测；8位数码管 中图分类号：TP368.4文献标识码：B文章编号：1671-4792-(2009)7-0187-04 Abstract:Counters are widely used in our daily life and gradually become a necessity.Here we introduce the current status and al-so the future of infrared counters,then present a design on top of digital circuit.And the working theory and construct are described and implementation of each module is discussed here.Strict logical reasoning and real experiments have approved each step is correct in the process which have fulfilled the design specifications.To summarize,infrared counters can solve increase/decrease problem in count-ing,such as automatic counting for industrial pipelining and traffic.Therefore,the study of infrared counter and expanding its applica-tions make very practical sense in above terms. Keywords:Automatic Counting；Infrared Detection；8-bit Digital Tube 187
传送带上物件计数器设计 第一章方案论证 随着社会的进步和生产的发展，物件计数器已经有了很大的发展，同时也有了很多有关物件计数器的设计方案，但针对的对象不同，所设计的电路也是不尽相同的。此次我所设计的传送带上的物件计数器主要是针对那些规则的、间隔均匀的物件，因此我设计出了自己的合适的物件计数器电路。电路的主要功能是对传送带上的物件进行自动计数、装箱以及对所计物件个数进行显示。关于我设计的方案，我主要论证的电路是检测电路和显示电路以及键盘电路。 第一节检测电路的论证 在传送带传送物品的作业过程中，许多物品具有规则形状的块状、颗粒状或棒枝状产品,诸如香烟、香皂、糖果、铅笔、饼干、书籍等。这些物品大多数按规定的标准实行自动加工,其重量和形体均匀一致,且大多数实行计数定量包装,如香烟20支一小包,书籍10本一包,图钉100个一盒等。 规则形体的物品包装计数时,先以适当的方式将其送到计量给料位置或料斗中,再由计数定量装置按包装要求进行计数给料。目前常用的计数定量装置有：光电检测计数装置,以及用于块状物品的冲头式定量给料装置,用于块状或颗粒状物品的模孔式定量给料装置,用于块状物品的差速定量给料装置,用于棒状物品的容腔式定量给料装置等。采用光电检测装置进行计数供送具有装置轻巧、检测速度快、检测范围广、精确度高、非接触、抗干扰、便于实现自动控制等优点,应用非常广泛。在研制、开发和应用光电计数供送控制系统时,除了要注意一般数控电路共有的防电磁干扰和微机接口技术问题外,还要注意光电计数检测控制特有的几个技术问题,如被检物品的排队、检测信号的整形、防止误计(多计或漏计)以及防车间照明光源的干扰等。由于我们时间和精力有限，我们只研究了规则的、有间隔的物件计数，于是我们选择了光电检测装置。 光电检测在工业上的运用也分为好多种。可以检测一切能够影响光量或光特性的非电量，例如，位移、振动、力、转矩、转速、温度、压力、流量、液位、湿度、液体浓度、浑浊度、成分、角度、表面粗糙度、乃至图像等。我用的是光
一种多功能计数器的设计 摘要：计数器在我们的日常生活中用得非常普遍，在计算机和数字化设备中更是无处不在。自动化生产流水线上对产品的计数更为重要，但一般计数器专用性强，一种计数器只能对某一种材料或特性的产品进行计数，在一定程度上限制了它的计数对象。鉴于此，本设计制作一个能对不同材料的产品进行计数的多功能计数器，扩大一般计数器的应用范围。 关键词：产品；传感器；计数器 abstract：counter is widely used in our life， especially in computer and digital equipment. but with the problem of material and property of products on pipelining， it is restricted badly on this tache. one counter may barely count the products of same material， though broad usage， its simplex function at a certain extent restrict its using in depth. considering the disadvantage of counter， the objective of this design is definite， that is we can make a multifunctional counter， which enlarge its scope of application. key words： product； sensor； counter 1 引言 计数器在生产实践中的广泛应用大家有目共睹，计数器是数字化设备的基石，少了计数器，大大影响其功能。但就计数器本身而言，
目录 1题目 (1) 2 电路原理图的设计 (1) 2.1 传送带产品计数器设计的电路原理图 (1) 2.2 LCD显示模块 (3) 2.3 计数模块 (3) 2.4 键盘模块 (3) 3 软件系统设计 (3) 3.1 软件系统的流程结构 (3) 3.2 LCD显示程序模块.................................. 错误!未定义书签。 3.3 计数程序模块..................................... 错误!未定义书签。 4 仿真及调试 (7) 5 总论 (8) 参考文献 (9) 致谢 (9)
1题目 2 电路原理图的设计 2.1 传送带产品计数器设计的电路原理图 图2.1 电路原理图2.2 LCD显示模块[11]
2.4 键盘模块 3软件系统设计 3.1 软件系统的流程结构 3.2 LCD显示程序模块 /*-----------------------------------------------------------文件名：lcd1602.h头文件 功能：LCD1602驱动函数的声明 -----------------------------------------------------------*/ #ifndef _LCD1602_H_ #define _LCD1602_H_ #include
二．计数器设计 1.实验目的 计数器在数字逻辑设计中的应用十分广泛，可以对时钟信号进行计数，分频和产生序列信号，也可以用在计时器和串并转换等电路。这次实验我们就来学习一下如何用Robei和Verilog语言来设计一个4比特计数器。 2.实验要求 计数器对每个时钟脉冲进行技术，并将计数值输出出来。这个实验我们来设计一个4比特的计数器，其技术范围在0～F之间，也就是计数到最大值16. 设计波形要求如图1所示。 图1. 计数器输出波形要求 3.实验内容 3.1 模型设计 1)新建一个模型。点击工具栏上的图标，或者点击菜单“File”然后在下 拉菜单中选择“New”，会有一个对话框弹出来（如图2所示）。在弹出的对话框中设置你所设计的模型。
图2. 新建一个项目 参数填写完成后点击“OK”按钮，Robei就会生成一个新的模块，名字就是counter，如图3所示： 图3. 计数器界面图 2)修改模型。在自动生成的界面图上进行名称的修改，输入引脚为clock, enable 和reset，输出引脚修改成count。其中count引脚的“Datasize”为4比特，用户可以输入4，也可以输入3:0。为了区分每个引脚，我们可以修改每个引脚的Color值，并点回车保存。修改完成后如图4所示。如果选中模块，按“F1”键，就会自动生成一个Datasheet，如图5所示。
图4. 修改引脚属性 图5. “Datasheet”截图 3)输入算法。点击模型下方的Code（如图6所示）进入代码设计区。
图6. 点击Code输入算法 在代码设计区内输入以下Verilog代码： always @ (posedge clock) //学习always语句的写法，并设置敏感信号。时钟上升沿触发begin //学习Verilog if else语句的写法 if (reset == 1) begin count<= 0; end //if enable is 1, counter starts to count else if (enable == 1) begin count <= count + 1; end end 4)保存。点击工具栏图标，或者点击菜单“File”中的下拉菜单“Saveas”， 将模型另存到一个文件夹中。 5)运行。在工具栏点击或者点击菜单“Build”的下来菜单“Run”，执 行代码检查。如果有错误，会在输出窗口中显示。如果没有错误提示，恭喜，模型counter设计完成。 3.2测试文件设计
河南城建学院 《安全检测技术》课程设计任务书 产品计数器的电路设计 班级0232111 姓名 学号023211128 专业安全监测技术 指导教师黄战峰、马斌 环境与市政工程系 2012年6月14日
摘要 计数器对某物件进行自动计数，在实际生产生活中具有广泛的应用，对通过的物体进行计数，实现统计数据的搜集，如在生产流水线包装数量控制等领域的应用，能节省劳动力有能高效地完成任务。光电计数器采用光电传感器构成的广电门实现对通过光电门的物体进行计数，是一种非接触式计数，在部分场合有着其无比的优越性，从而使其广泛应用于工业生产、实时监测、自动化控制等领域。 本设计为实现光电计数器的功能，采用模数结合的电路，以红外对射光电传感器为传感器件。电路主要分为信号采集电路、两位十进制计数电路、数码显示电路、报警电路四个模块，分别实现对通过光电门的物体感应，计数，显示，并按要求完成报警功能。计数范围为一百，可以预设计数数目，当计数达到设定后，停止计数并报警，可手动清除报警；还可以计数达一百时，闪灯报警两秒。 关键词：计数器光电传感器数码显示报警
目录摘要0 前言3 第一章设计内容及要求3 第二章设计方案4 第三章系统组成5 3.1 系统框图5 3.2 单元电路设计5 3.2.1 信号采集电路设计6 3.2.2 计数电路10 3.2.3 数码显示电路13 3.2.4 定数报警电路14 3.2.5 满百报警电路18 附录一总原理图19 附录二元件清单20 总结21 参考文献22
前言 工业生产中常常需要自动统计产品的数量，计数器在这里有其用武之地。而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，通常分为接触式计数器和非接触式计数器两种。本设计的光电计数器为非接触式计数器中的一种。 光电计数器采用光电传感器利用光学原理实现对物件的数目统计。光电式传感器是将光信号转化为电信号的一种传感器。它的理论基础是光电效应。这类效应大致可分为三类。第一类是外光电效应，即在光照射下，能使电子逸出物体表面。利用这种效应所做成的器件有真空光电管、光电倍增管等。第二类是内光电效应，即在光线照射下，能使物质的电阻率改变。这类器件包括各类半导体光敏电阻。第三类是光生伏特效应，即在光线作用下，物体内产生电动势的现象，此电动势称为光生电动势。这类器件包括光电池、光电晶体管等。光电效应都是利用光电元件受光照后，电特性发生变化。敏感的光波长是在可见光附近，包括红外波长和紫外波长。市场上的光电计数器采用的光电传感器有摄像头、光电管等，采用的光的种类有普通光和激光，可见光和不可见光等。本文采用的传感器为红外光电传感器。 第一章设计内容及要求 利用发光二极管和光敏三极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