光电计数器的工作原理

　　一、电路组成
　　
　　光电计数器电路如下图所示，由T1槽型光耦、ICl单稳态触发器、IC2～lC 4计数译码显示电路所组成。计数范围是0～999。显示器采用共阴极LED数码管。该电路具有上电自动清零功能。也可通过“复位”按钮实现手动清零。

　　二、检测电路

　　槽型光耦lTR9608、R1、R2组成光电检测电路，负责把被检测物的数量转换成电压脉冲信号。
　　
　　槽型光耦是由红外发光管和光敏三极管构成的，工作时红外发光管发出红外光线透过光耦的槽投射到光敏三极管上，光敏三极管导通，集电极输出低电平；当红外光线被检测物遮断时，光敏三极管截止，集电极输出高电平。遮挡一次槽型光耦输出一个脉冲，因此脉冲的个数就是被检测物的数量。
　　
　　槽型光耦中红外发光管的正向电流为50mA，在环境温度为25℃时它的最大耗散功率100mw，正向压降为1.5V。当环境温度上升时，允许的正向工作电流还要减小。为了留有一定的裕量。取它的工作电流为20mA。则

　　取R1=200Q，其中5V是电源电压，1.5V是红外发光管的正向压降。
　　
　　根据槽型光耦ITR9608的技术手册可知。使红外发光管的正向电流为20mA，当有遮挡时，光敏三极管Iceo=100nA；无遮挡时，光敏三极管的Ic=0.7mA。为了使光敏三极管能工作在开关状态．则

　　取R2=10kΩ，其中5V是电源电压，0．4V是光敏三极管的饱和压降。
　　
　　R3、C2、C3和ICl组成单稳态触发器。其作用是对槽型光耦传来的脉冲信号进行整形，去掉杂波信号，提高抗干扰能力。ICl的型号是NE555，电路中将输入端TH和放电端DIS同时接在定时电容上，触发端TR平时为高电平。当电源接通后。由于TR脚为高电平，lCl的输出为低电平，内部的放电管导通，DIS端对地导通，定时电容C3上的电压为0V，TH输入端也为0V，lCl的输出始终为低电平状态，该状态就是单稳态触发器的稳态。
　　
　　当槽型光耦输出由高电平变为低电平，且该低电平<1／3VCC(Vcc=5V是ICl的电源电压)时。ICl的输出端发生反转，3脚输出由低电平变成高电平，与此同时，ICl内部的放电管截止。电源通过R3给C3充电，暂稳态开始。经过一段时间to，当C3上的电压>2／3Vcc时，单稳态触发器发生反转，3脚输出由高电平变为低电平，放电管导通，C3通过IC1的DIS端快速放电，单稳态触发器又回到原来的稳态。高电平持续时间Td由R3、C3决定，见下式：

　　被测物每遮挡一次槽型光耦，单稳态触发器输出一个宽度为td的脉冲，该脉冲送到计数器去计数和显示。C4是滤波电容，可提高单稳态触发器工作稳定性。

　　三、计数译码显示电路

　　计数译码显示电路是由IC2～IC4组成的十进制加计数器。IC2～IC4的电路型号是CD40110。它是十进制可逆计数器/锁存器/译码器/驱动器。具有加减计数，计数器状态锁存，七段显示译码输出等功能。CD40110有2个计数时钟输入端CP[jP和CPDN分别用作加计数时钟输入和减计数时钟输入。为了简单清楚，在下图中没有给出CPDN引脚。
　　
　　40110的进位输出端CY平时为高电平，当计数器有进位时CY输出负脉冲。在多片级联时，只需要将CY接至下级CD40110的CPUP端，就可组成多位计数器。R为清零端，TE是计数允许端，LE是锁存器预置端。当电源接通后，计数译码显示电路通过C1、R4自动清零，工作时可根据需要随时按动“复位按钮”将计数译码显示电路清零。数码管为共阴极数码管，其显示亮度可通过与其相连的电阻进行调节。

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