
在产品装配线上,本例中的电路可以实现对通过装配线的产品进行自动计数,计数值由数码管显示。
电路分解:
该示例电路是纯数字电路,可分为三部分:
一个由两个红外反射光电传感器组成,检测物体的运动方向;
二是由D触发器CD4013组成,向光电传感器检测到的物体发出脉冲。
三是由四个CD40110组成的计数、解码、锁存和驱动显示电路。
整个电路工作过程:
电路U2和U6是两个红外发射光电传感器,类似于前面示例电路中的ST188。红外LED和光电晶体管以35度的夹角封装在一起,交叉点距离传感器5到8毫米。
工作时,光电传感器的红外LED发出红外光,检测前方是否有物体。如果前方没有物体,发射的红外光没有发射回来,则光电晶体管处于截止状态。如果前方有物体,发射的红外光被物体反射回来,被光电晶体管接收,使其导电。
CD4013各点的工作电位变化如下:
1.在静态下,当流水线上没有物品时,光电传感器U2和U6都输出低电平,使得CD4013的D=0,RD=1,CP=0,那么CD4013的输出Q=0;这是整个电路的初始状态,为产品的自动计数做准备。
2.当一个产品经过光电传感器,如下图所示从左向右移动时,U2会先检测到物体,开启光电晶体管,输出高电平。经过两级反相器后输出到CD4013,CD4013各点的电位变化如下:D=1,RD=0,CP=0(此时U6还没有检测到物体)。当物体继续向右移动经过U6时(也在U2的范围内),U6也被触发输出高电平,使得CD4013的CP端输入一个上升沿脉冲,使得CD4013的输出Q=D=1。
CD4013向CD40110输出计数脉冲,其中S2键是加1键,s 1键是减1键。其主要功能由CD40110的引脚功能控制,其引脚功能如下:
CPU是计数时钟的输入端,输入正脉冲时计数1;CPD是递减计数的脉冲终点。当输入正脉冲时,递减计数1。芯片内部有一个时钟信号预处理逻辑,因此当一个时钟输入正在计数时,另一个时钟输入可以处于任何状态。
C0是进位输出端。当执行加法计算时,每次计数到10个数时,从C0端输出一个进位正脉冲。一般是级联到下一个芯片的CPU。
BO是借用输出端。进行减法运算时,每计数10个数,从B0端子输出一个借位正脉冲。一般级联,连接到下一个芯片的CPD端。
LE是锁存控制端,CT是触发控制端。CT=1时,计数处于禁止状态,R为复位端。
下图显示了CD40110的菜单:
结合我们的原理图可以看到,LE和CT都是低电平,R的初态也是低电平,我们准备开始计数。
当按下加一按钮S2时,CD4013输出的高电平连接到U1的CPU端,进行加一计数。当对象从U2向右移动到U6时,计数器将增加1(以上分析过程)。当物体慢慢退出U2的探测区域,CD4013各点的电位会回到D=0,R=1,然后Q=0。恢复到初始状态,准备下一次触发。
但如果第一项还没有退出U6的检测区域,第二项已经到达U2的检测区域,计数器就不会加1,因为此时没有CD4013的上升沿可以触发,所以CD4013的Q不会输出正脉冲。
在这个例子中,电路可以计数到999。当数字超过999时,按下S3复位按钮将所有输出恢复到000。
从上面的分析可以看出,只有当两个光电传感器输出高电平时,才会加1计数,这样可以有效防止计数器误操作。
注意:
在实际生产中,要注意调整两个光电传感器之间的距离,使距离
如果,商品不是从左往右移动,而是从右往左移动,计数器会算吗?









