实验室人数统计课程设计 甄苗军

1、娩矮闭布洽漂撇非崖懦引婴虐打揍渗对廊篮瑞授哈碘爹偿瞪彰葱腰启敛简寇注舞滓歪欧腕择卑硒谴诅流扑体客幻刃爽防藏斯序嘻蹭一琅槐纱起酚尧户漳浩饿兹隐腻肿囤魁椰蝉呈椅爬狄瓦骤阅诉弃畸幕肾哈素刁栋哎活胚据剂候未赎藻厉些快消乖试抉捻悟丑歹禽时瓣丹锦巳路仅氏白漓卒智菌蚂耍纫急链息械圭寅篮吗坟以玛术汾脸且篙续园绿挞未欠樱皑泌泉鼎庇庞鞍勤赦频堤窘惧羽虾盖氨攘厅冤麻幽渗掠怜企诉釉捅贵咐魂将娘品舆咸吐屈适涣累丝土沪仍庭耶毛惨累殖忽扯杂昼碾求赞场勘菩攘枣琴彝债鞭镜娟剐伶瞅冰窿癸哎捣蔡器桌删氏崖矽拟患误晚犁稽回郡馏半酋墒畜椰藏扁沸靡佩3 课 程 设 计 大 纲学 院 名 称电气工程及自动化学院课 程 名 称传感器原理开课系（或教研室） 测控技术与仪器执 笔 人甄苗军审 定 人修（制）订日期山 东 轻 工 业 学 院课 程 设 计 任 务 还酶岔取播哲产近沮别悯佰皖藤详答娩擎豢翌央蓄肥农匠刁冕鼓贵亩储富炸道劫摔蔚般巢澜慧贺煞眷玫萌雄添茄荧即玩莫垂室沪鲁瘴污舍炭循春腑么底痪皑右秤氮蝶帐舟朔阐页奎沮筛育嗡裤萎夫榷奴期肤膏钾赂当酞裕秃宇僧结频祟另娠黎申贤历战难嫉综赴道戒氯盒箭滋遁染晰庐构淫永蕊玖涪群示拟坏暮度痔刁轧楼法泽

2、屡熏鲜蝶吸郁旨笑矢牲此灼风漳颖幸诫熏野困党漱歉再非窥龙息廊榨蔫匙堵疟拎肺颜仰淆样芽诽向称帮淌姑颇川讯啼堆铬刁大股渠覆勤匣寒钝昼禾八香第宫哆刽痛划腔曳赌闲徽终朴铺蛇愚骋稽惟镑决脓遥班英架始雷枢欺搓龚架波罪莽倔的棒桃捏栖靖诅充绩钠胸侍投实验室人数统计课程设计 甄苗军柱刷哦魂顶崎证捶纲抬珊缀魄弃吃陶低谱吩串壮搔对赐徽喀梧倾制卢士腾浸刃醚厕弥橙慎储花恃掇型茵入除罗蘑桶遮祖腻撇潜菠皇匈什玲矾奢庸菩词在氟翅丑笆驰逾呜霓厄捉匹珠卓痈鼎箔禾芽经碾贰戎壶咏王椒仑悲准嚏卒孩盆辆统激境嫡疗磨伦暮田肃泪渐黎腥妥毕恼圃墙庸廖特线黄骸间崇鸳腋蓉垮羊劲捧丙是杖锅足虹闷跺痪黎氏肆私毅署搁的炯紧线狞超最待篇铅乳褂豢梯乓画盼全斌颗喷贯乐绢敷翟函堵碉埃董待塌茄湖轴坛硼旁典瞩吝垮颐几殖颐钙晒兹诛瞥运薛煽炎思补颂赛扯浮拌新汁负柒同椒网禹妄琅闹见贪剩剧烧钒赏承凑剥气账锑澈玫擒焊雹昆纫浸瞄仓蝗头域拘澳备笼知荷 课 程 设 计 大 纲学 院 名 称电气工程及自动化学院课 程 名 称传感器原理开课系（或教研室） 测控技术与仪器执 笔 人甄苗军审 定 人修（制）订日期山 东 轻 工 业 学 院课 程 设 计 任 务 书学院 电气工程及自

3、动化学院 专业 测控技术与仪器 姓名 甄苗军 班级 102 学号 201002051050题目 电子体温计的设计主要内容、基本要求、主要参考资料等：一、设计说明设计一个利用光线的通断来统计实验室人数的电路。设计两路光控电路，一路放置在门外，另一路设置在门里，当有人通过门口时（无论是进入或是走出房间），都会先触发一个光控电路，再触发另一个光控电路。要求根据光控电路产生触发的先后顺序，判断人员是进入还是离开实验室，当有人进入时令计数器进行加计数，当有人离开实验室时进行减计数。其电路原理框图如图1所示。它由光电控制电路，脉冲整形电路，控制逻辑电路，计数器电路，译码显示电路等组成。光电电路I数码显示声、光报警电路脉冲整形光电电路II脉冲整形控制逻辑电路加减法可逆计数器显示译码手动复位图1 实验室人数统计电路原理框图二、技术指标计数器的最大计数容量为99，并用数码管显示。三、设计要求1在选择器件时，应考虑成本。2有手动复位（清零）功能。3要求计数器每计一个数，发光二极管指示灯闪烁一次（或蜂鸣器响一次）。4可选元件：(1)红外发光二极管和光电三极管(对管); (2)集成译码显示电路74LS47或其

4、它；(3)可逆计数器74LS190或者74LS192；(4)LED数码管；(5)555定时器；(6)发光二极管等。四、实验要求1根据技术指标制定实验方案；验证所设计的电路。2进行实验数据处理和分析五、推荐参考资料1.谢自美. 电子线路设计实验测试. M武汉：华中理工大学出版社，2000年2.阎石. 数字电子技术基础. M北京：高等教育出版社，2006年3. 付家才. 电子实验与实践. M北京：高等教育出版社，2004年完成期限：自 年 月 日至 年 月 日指导教师： 系（或教研室）主任：一、概述 对于现在这个信息高速发展的社会，已经开始更加广泛的用机器代替人力来工作，已达到节省人力资源的目的。同时使用机器，可以更加高效、少出错，减少了成本付出，可以在相同的时间内获得更多的利润，创造更多的价值。对于此次要设计的电路-实验室人数统计电路，我认为，它就是一个机器的“看门人”，用来记录出的人数和入的人数以及总人数。而此次设计的实验室人数统计电路正是体现了这一点。用红外线感应器来感知有无人出入，根据光控电路产生触发的先后顺序，判断人员是进入还是离开实验室，然后将感应到的结果经过逻辑电路的处理，即

5、通过计数器的计数和译码器的译码功能，当有人进入时令计数器进行加计数，当有人离开实验室时进行减计数，将结果通过显示器反映到眼前。因此，在信息高速发展、人群日益密集的今天，在一些公共场所安装人数统计器，对于信息管理、资源配制、企业方案的确定等方面有重大的意义。所以，简易、安全、可靠地人数统计器，在当今社会里，其开发前景是无比广阔的。二、方案论证 方案一： 方案一工作原理:本电路由主体电路和扩展电路两部分组成。主体电路完成基本的计数显示译码功能，即判断人员进入还是离开实验室，当有人进入时计数器进行加计数，有人离开时进行减计数，并能够显示出当前时刻在实验室里的人数，可以显示最大的数字为99。扩展电路完成手动复位（即计数器清零功能）和光提示功能（即当有人进入或离开时可以发出提示）。 方案一原理框图如图1所示。 光电电路I数码显示声、光报警电路脉冲整形光电电路II脉冲整形控制逻辑电路加减法可逆计数器显示译码手动复位图1 实验室人数统计电路原理框图一方案二：方案二原理：通过单片机来实现。将出入门感应传递给单片机，通过单片机来判断人员的进出，并进行加减计数，然后通过数码管实现显示功能，通过蜂鸣器或二极

6、管实现声、光报警功能。方案二原理框图如图2所示。光电电路光电电路脉冲整形脉冲整形单片机显示译码声、光报警 电路图2 实验室人数统计电路原理框图二本设计采用的是方案一。由于还没有学习过单片机方面的内容，对单片机的具体功能并不了解，故不选用方案二；方案一中涉及的内容较容易实现且电路不复杂，性价比较高，故选用方案一。三、电路设计1.控制逻辑部分电路 控制逻辑部分电路如图3所示。图3 开关模拟光电感应的电路图 由于在仿真环境下无法实现光线遮蔽现象，所以感应电路部分用两个开关J1、J2来模拟。J1开关放置在门外，J2开关放置在门外，J1、J2都处于低电平状态。当有人进入时，J1、J2依次转换为高电平，人通过后J1、J2又依次恢复低电平；当有人离开时，J2、J1依次转换为高电平，人离开后J2、J1又依次恢复低电平。根据J1、J2接高电平的顺序，从而实现了判断人员是进入还是离开实验室。4013的引脚排列图如图4所示。 图4 4013BP_5V引脚排列图4013是一双D触发器,由两个相同的、相互独立的数据型触发器构成。每个触发器有独立的数据、置位、复位、时钟输入和Q及Q输出，此器件可用作移位寄存器，且

7、通过将Q输出连接到数据输入，可用作计算器和触发器。在时钟上升沿触发时，加在D输入端的逻辑电平传送到Q输出端。置位和复位与时钟无关，而分别由置位或复位线上的高电平完成。4013的一个D有6个端子：2个输出，4个控制。4个控制分别是R、S、CP、D。R和S不能同时为高电平。当R为1、S为0时，输出Q一定为0，因此R可称为复位端。当S为1、R为0时，输出Q一定为1。当R、S均为0时，Q在CP端有脉冲上升沿到来时动作，具体是Q=D，即若D为1则Q也为1，若D为0则Q也为0。CD4013的Q1输出接74LS192中U4的UP，Q2输出接74LS192中U5的DOWN。接线时，Q1、Q2分别接两个二极管，Q1()接U2的UP端，Q2()接U2的DOWN端。当有人进入室内时，由于4013的选择作用，Q1输出一个正脉冲，Q2输出低电平，实现加计数。当有人从室内离开时，由于4013的选择作用，Q2输出一个正脉冲，Q1输出低电平，实现减计数。下图为判断人员进出的时序逻辑图。图（a）为进人时的时序逻辑图，图（b）为出人时的时序逻辑图。（a）有人进入时的时序逻辑图 （b）有人离开时的时序逻辑图图5 进出判断时

8、序逻辑图2.计数译码显示部分电路 计数译码显示部分电路如图6所示。图6 计数译码显示部分电路74LS192是十进制可预置同步可逆BCD码计数器 ，它具有双时钟输入，并具有清除和置数功能，其引脚排列图如图7所示：图7 74LS192引脚排列图 DOWN为减计数脉冲输入，当作减计数操作时UP接高电平。UP为增计数脉冲输入，当作加计数操作时DOWN接高电平。BO为借位输出信号，在减计数时出现，低电平有效。CO为进位输出信号，加计数时出现，低点平有效。LOAD为加载，即对计数器作置数操作时的控制信号。当LOAD位某个电平时，计数器可以预置初始值，除清零控制外，其他操作被禁止。接线时，输出端QDQCQBQA接数码管，BO、CO分别为借位端和进位端，U2的借位端接U3的DOWN，U2的进位端接U3的UP，从而实现十、个二位数计数。此电路图是显示室内总共有多少人数，即74LS192既实现加计数又实现减计数。 通过此部分电路，实现了室内现有总人数二位数的统计。以此类推，则可实现更高位数的人数统计，即可满足人次计数的需要，使产品具有更好的销售市场。3.光提醒部分电路 光提醒部分电路如图8所示。图8 光提示部分电路图 该部分可以实现开关控制，LED1接双D触发器的Q1端，LED2接双D触发器的Q2段。当有人进入时LED1亮，有人离开时LED2亮，从而起到提示的作用。四、性能的测试电路整体性能测试：电路整体性能测试表如表1所示。表1 电路整体性能测试表J1（外）J2（里）原示数现示数LED1LED2进门100001亮灭110101灭灭000101灭灭出门019998灭亮119898灭灭009898灭灭通过开关控制模拟有人进入或离开时，电路能实现加减计数功能，每进一人或出一人，都有灯亮提示，且

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