自动循环计数器电路图_自动计数器电路图及工作过程

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:

本例中的电路是一个纯数字电路,可分为三部分:

一种是由两个红外反射式光电传感器组成,检测物体的运动方向;

第二个由D触发器CD4013组成,向光电传感器检测到的物体发出脉冲。

三是由四片CDs 40110组成的计数、解码、锁存和驱动显示电路。

整个电路工作过程:

电路中U2和U6是两个红外发射光电传感器。与前面的示例电路类似,红外发光二极管和光电晶体管以35度的夹角封装在一起,交点距离传感器5 ST188mm。

工作时,光电传感器的红外发光二极管发出红外光,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,发射的红外光由物体发出,由光电晶体管接收,使其开启。

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,那么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,从左向右移动如下图所示,U2会先检测到物体,打开光电晶体管,输出一个高电平,经过两级反相器后输出到CD4013,那么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)。当物体通过U6继续向右移动时(也在U2的范围内),U6也被触发输出高电平,使得CD4013的CP端输入一个上升脉冲,使得CD4013的输出为Q=D=1。

CD4013向CD40110输出一个计数脉冲,其中S2键是加1键,S1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为计数时钟的输入端,输入正脉冲时加1计数;CPD是递减计数的脉冲端,当输入正脉冲时递减计数1。芯片电路内部有一个时钟信号预处理逻辑,所以当一个时钟输入工作时,另一个时钟输入可以处于任何状态。

C0是进位输出端。相加时,每10次计数后,从C0端子输出一个进位正脉冲。一般级联的时候都是接在下一个芯片的CPU侧。

BO是借位输出端。做减法运算时,每10次计数后,从B0端子输出一个借位正脉冲。一般级联时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。当CT=1时,计数被禁止,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进行加一计数。当物体从U2向右移动到U6时,计数器会加1(以上分析过程)。当物体慢慢退出U2的检测区域时,CD4013各点的电位会恢复到D=0,R=1,Q=0。恢复到初始状态,为下一次触发做准备。

但是如果第一个物品还没有退出U6的检测区域,第二个物品已经进入U2的检测区域,计数器不会按1计数,因为此时没有可以触发的上升沿,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,才会加一计数,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,使其距离略小于一个产品的长度,即要保证两个光电传感器能同时触发。

如果不是从左向右移动,而是从右向左移动,计数器会计数吗?