对射式红外线计数器的设计

　　引言

　　采用红外线发射、接收模块TX05C作计数传感器,发射、接收模块使用了加密、调制及解码技术,故工作稳定,计数准确。计数系统使用计数、锁存、7笔段译码、驱动显示四合一组合集成电路CL102。由于该集成电路集成度高,逻辑功能强,显示装置减少了连线,不但使电路结构简化,使用更加方便,还可提高抗震性能[1,2]。电源部分使用变压器降压、集成稳压器稳压,可确保电路工作更稳定,使用更安全。

　　1　电路结构及工作原理

　　图1为对射式红外线计数器电路原理图。电路由对射式红外线传感器、计数显示系统及稳压电源3部分组成。

　　IC3(TX05C)为对射式红外线传感器,TX05C分发射、接收两个模块。发射电路采用加密及调制技术,工作电压5～12 V,工作电流16～70 mA,作用距离3～7 m。

　　接收电路工作电压7～12 V,在接收到发射信号且解码有效时的电流为1 mA,光被遮挡时,输出指示灯亮,电流为3.5 mA。

　　计数显示系统由IC4～IC9(CL102)构成。CL102为计数、锁存、7笔段译码、驱动显示四合一组合集成电路。工作电压为5 V,笔段全灭时静态电流为150μA,笔段全亮时工作电流为40 mA。它的外形像一只LED数码管,其引出端功能见图2a,逻辑框图见图2b。

　　由图2a可知,CL102有16个引出端,其中A、B、C、D端为BCD代码输出端,分别为20、21、22和23的代码数据输出,供信息检测或记录用。LE为锁存控制端,当LE为“1”电平时,数据被锁存。BI端为消隐控制端,当BI为“1”时,显示器数符被消隐;BI为“0”时,显示器正常显示。dpI为小数点消隐控制端。RBI和RBO端为无效零自行消隐输入端和无效零自行消隐输出端,可供多位显示时自动消隐无效零用。V端是LED公共电极,可外接电位器或选择不同的电阻调节显示器的亮度。CP端引入计数器时钟脉冲,EN端为计数允许端;当EN为“1”电平时,时钟脉冲上升沿使触发器翻转。CP端置“0”电平时,时钟脉冲从EN端输入,下降沿使触发器翻转。QCO为进位输出端,供多位级联用,作下一级计数器的进位脉冲。R为复零输入端,R为“1”时,计数器复零。

　　图1电路中S2为清零用按钮开关,当按下S2时,R端为高电平,计数器清零。R2～R7为CL102的V端(LED公共电极)限流电阻,选择不同的电阻值,就可调整显示器的亮度,通过实验R2～R7的阻值取120Ω比较合适。

　　电路使用无效零消隐技术,显示器显示的数字才符合人们的读数习惯。要消隐无效零,实现的办法是将最高位电路的RBI接“0”,RBO接相邻低位的RBI即可。消隐无效零的条件是该位RBI为“0”、dpI为“0”和该位计数为“0”,若三者之一不满足则数码管点亮。