光电计数器的原理与制作

　　光电计数器的应用非常广泛，例如绕线机线圈匝数的检测、点钞机纸币张数的检测、复印机纸张数量的检测等。它和机械计数器相比具有可靠性高、体积小、计数频率高、能和计算机连接实现自动控制等优点。本文介绍一种光电计数器的原理与制作方法，供大家参考。

　　一、电路组成

　　光电计数器电路如图 1 所示，由 T1 槽型光耦、IC1 单稳态触发器、IC2～IC4 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 ITR9608、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=200Ω，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 IC1 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。IC1 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，IC1 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，IC1 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 IC1 的电源电压)时，IC1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，IC1 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 tD，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：