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生产线用自动计数器,DIGITAL COUNTER
关键字：CD4013,CD40110,CD4069,计数器电路图
作者：叶勤
在连续生产线上，使用本装置可实现自动计数。电路原理如图1，电路中IC1、IC2为反射式光电耦合器件，红外发光二极管与光敏三极管成35度 夹角封装为一体，其交点在距光电耦合器5～8mm处。工作时红外发光二极管发出红外光，若被前方物件遮挡，则红外光被反射回来并被光敏三极管所接收使其导通，若前方没有物体，则光敏三极管处于截止状态。 IC3为CD4069六反相器。IC4为CD4013双D触发器，本电路只用到其中一个D触发器。D触发器的功能用一句话来概括就是在CP脉冲上升沿将数据输入端D的状态传送到输出端Q。复位端R加高电平则强制置零Q=0、反向Q =1，置位端S端为高电平时则置1，即Q=1、反向Q =0。其具休工作状态及功能见表1所示。IC5～IC8为四块CD40110，是集计数、译码、锁存及驱动为一体的集成电路。CPU为加法输入端，CPD为减法输入端，当输入正脉冲时分别作加减法运算。 Q∞为进位输入端，在加法计算时每计满10个数后，从Q∞端输出一个进位正脉冲。Qbo为借位输出端，在减法计算时，每计满10个数后，从QBO端输出一个借位正脉冲。LE为锁存控制端。CT为触发器控制端，当CT=1时计数计处于禁止状态。R为清零端。a～g分别接至七段数码管a-g脚。本装置所用集成电路管脚排列见图（3）。
 工作原理：
在静止状态下，IC1、IC2均输出低电位。则D=0。R：1，CD4013强制置零Q=0，为整个电路触发作好准备，同时利用C2、R1组成的微分电路清零，使CD40110输出为零。计数开始，当物体从左至右（如图2所示）运动时，先IC1触发导通，则D=1、R=0，当物体运动至IC2处时IC2导通向CP端送入一上升脉冲，Q端输出高电位，CD40110计数加1物体继续移动，退出IC1工作区，则D=0、R=1则Q=0，电路复位为下一次触发作准备。如果第一个产品尚未退出IC2工作范围，第二个产品已进入IC1工作范围，也没有关系，因无触发脉冲CP，故CD4013并不输出信号。只有当CP端再接受一个上升脉冲时，Q端才能输出一次高电位，计数器才能加1。如果物体反方向运动，先IC2导通再IC1导通，则IC2导通时D=0、R=1则Q=0。而IC1导通时则因无触发脉冲。CD4013不触发，只要适当调整IC1和IC2之间距离，使之正好比一个产品的长度略小即可。根据图2分析，物体只有从左至右方向运动，且IC1、IC2都输出高电位的那一个阶段，CD4013才能输出一个计数脉冲。这样就能有效地防止误动作，如人手挡住IC1、IC2等情况。计数脉冲从CD40110的CPU加法输入端输入。进位端Q∞与十位数上的CPU连结。开关K1为清零按钮，接至CD40110的R端。K2为加1按钮，K3为减1按钮，接至个位数上CD40110的CPU和CPD端。借位端Qbo与前位减法输入端CPD相连。本装置共可计数9999个基本能满足要求，如确有需要则可再加一块CD40110和LED显示屏，接法与其它几块相同。IC1，IC2安装位置及要求电路中各点波形及逻辑关系如图（2）所示。本装置使用12V安全电压，故适用各种危险场合。一些特殊场合如需用大屏幕显示，只需将CD40110的a～g输出脚接放大三极管（如9013）基极，再将大的LED屏正端接电源正端，负端接C脚，三极管负端接电源负端。本电路所使用集成电路均为简单易购件。因所用的均为数字电路，故无需调试，只要按图装配，仔细分清管脚排列，均能一次成功。是初学数字电路爱好者比较理想的实践装配电路。
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