自動(dòng)計(jì)數(shù)器電路圖及工作過(guò)程

在產(chǎn)品流水線上，本例電路可實(shí)現(xiàn)對(duì)經(jīng)過(guò)流水線的產(chǎn)品自動(dòng)計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)值用數(shù)碼管顯示出來(lái)。

電路分解：

本例電路是一個(gè)純數(shù)字式的電路，可分為三個(gè)部分：

一是由兩個(gè)紅外反射式光電傳感器組成，檢測(cè)物體的移動(dòng)方向；

二是由D觸發(fā)器CD4013組成，對(duì)光電傳感器檢測(cè)到的物體，發(fā)送一個(gè)脈沖出來(lái)；

三是由四塊CD40110組成的計(jì)數(shù)，譯碼，鎖存以及驅(qū)動(dòng)顯示電路。

整個(gè)電路工作過(guò)程：

電路中U2，U6為兩個(gè)紅外發(fā)射式光電傳感器，類似前面的實(shí)例電路中ST188，紅外發(fā)光二極管和光敏晶體管成35度的夾角封裝在一起，交點(diǎn)在距傳感器5到8mm處。

工作時(shí)，光電傳感器的紅外發(fā)光二極管發(fā)射紅外光，檢測(cè)前方是否有物體。若前方?jīng)]有物體，發(fā)射出去的紅外光沒(méi)有發(fā)射回來(lái)，則光敏晶體管處于截止?fàn)顟B(tài)。若前方有物體，發(fā)射出去的紅外光被物體發(fā)射回來(lái)并被光敏三極管所接收使其導(dǎo)通。

CD4013的各點(diǎn)工作電位變化如下：

1.在靜止?fàn)顟B(tài)下，流水線上沒(méi)有物品時(shí)，光電傳感器U2，U6都輸出低電平，則CD4013的D=0，RD=1，CP=0，那么CD4013的輸出Q=0；這是整個(gè)電路的初始狀態(tài)，為產(chǎn)品自動(dòng)計(jì)數(shù)做準(zhǔn)備。

2.當(dāng)有產(chǎn)品經(jīng)過(guò)光電傳感器時(shí)，且方向是下圖所示，從左至右運(yùn)動(dòng)時(shí)，那么U2會(huì)先檢測(cè)到物體，使光電晶體管導(dǎo)通，輸出高電平，經(jīng)兩級(jí)反相器后，輸出至CD4013，則CD4013各點(diǎn)電位變化如下：D=1，RD=0，CP=0（此時(shí)U6還沒(méi)有檢測(cè)到物體）。當(dāng)物體繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)U6時(shí)（同時(shí)也在U2的范圍內(nèi)），U6同樣被觸發(fā)輸出高電平，使CD4013的CP端輸入一個(gè)上升沿的脈沖，這樣CD4013的輸出Q=D=1。

CD4013輸出計(jì)數(shù)脈沖至CD40110，其中按鍵S2為加1按鍵，S1為減1按鍵。其按鍵功能受CD40110引腳功能控制，其引腳功能如下：

CPU為加計(jì)數(shù)時(shí)鐘輸入端，輸入正脈沖時(shí)做加1計(jì)數(shù)；CPD為減計(jì)數(shù)脈沖端，輸入正脈沖時(shí)做減1計(jì)數(shù)。芯片電路內(nèi)部有一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)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)。

C0為進(jìn)位輸出端，在做加法計(jì)算時(shí)，每計(jì)滿10個(gè)數(shù)之后，從C0端輸出一個(gè)進(jìn)位正脈沖。一般級(jí)聯(lián)時(shí)，連接到下一個(gè)芯片的CPU端。

BO為借位輸出端，在做減法計(jì)算時(shí)，每計(jì)滿10個(gè)數(shù)之后，從B0端輸出一個(gè)借位正脈沖。一般級(jí)聯(lián)時(shí)，連接到下一個(gè)芯片的CPD端。

LE為鎖存控制端，CT為觸發(fā)器控制端，當(dāng)CT=1時(shí)，計(jì)數(shù)處于禁止?fàn)顟B(tài)，R為清零復(fù)位端。

下圖為CD40110的功能表：

結(jié)合我們的原理圖可以看出，LE，CT都為低電平，R初始狀態(tài)也為低電平，做好了開(kāi)始計(jì)數(shù)的準(zhǔn)備。

當(dāng)按下加一按鈕S2時(shí)，CD4013輸出的高電平連接到U1的CPU端，做加1計(jì)數(shù)。當(dāng)物體從U2至U6向右移動(dòng)時(shí)，計(jì)數(shù)器就會(huì)加1（上面的分析過(guò)程），當(dāng)物體慢慢退出U2的檢測(cè)區(qū)時(shí)，CD4013的各點(diǎn)電位又恢復(fù)成D=0，R=1，則Q=0?；謴?fù)成初始狀態(tài)，為下一次的觸發(fā)做準(zhǔn)備。

但是，假如當(dāng)?shù)谝粋€(gè)物品還沒(méi)有退出U6的檢測(cè)區(qū)時(shí)，第二個(gè)物品就已經(jīng)到了U2的檢測(cè)區(qū)范圍內(nèi)時(shí)，計(jì)數(shù)器也不會(huì)做加1計(jì)數(shù)，因?yàn)榇藭r(shí)CD4013沒(méi)有能夠觸發(fā)的上升沿過(guò)來(lái)，所以CD4013的Q不會(huì)輸出正脈沖出來(lái)。

本例電路可計(jì)數(shù)至999，當(dāng)數(shù)量超過(guò)999時(shí)，按下S3清零按鍵，使所有的輸出都恢復(fù)成000。

從上面的分析可知，只有在這兩個(gè)光電傳感器都輸出高電平時(shí)，才會(huì)做加1計(jì)數(shù)，這樣可以有效的防止計(jì)數(shù)器誤動(dòng)作。

注意：

在實(shí)際制作時(shí)，要注意調(diào)整兩個(gè)光電傳感器的距離，使該距離略小于一個(gè)產(chǎn)品的長(zhǎng)度即可，即要保證能同時(shí)觸發(fā)兩個(gè)光電傳感器。

假如，物品不按照從左至右的順序移動(dòng)，反過(guò)來(lái)從右至左移動(dòng)時(shí)，計(jì)數(shù)器會(huì)不會(huì)計(jì)數(shù)？