工业物料计数器的设计

邢 娟

（盐城工业职业技术学院，江苏 盐城 224005）

工业物料计数器的设计

邢 娟

（盐城工业职业技术学院，江苏 盐城 224005）

本次设计的物料计数器用于工厂流水线的计数打包，每一件货物经传送带的转动通过红外线，数码管上就能记一次数。当所需打包的物品满99件时，传送带停止并且警报响起提醒工人打包。打包完成后，传送带恢复工作状态，警报停止报警，计数器重新开始工作，之后继续循环工作。

自动计数;红外检测;单片机;数码管

在我们的生活中物料计数器的应用范围非常广泛，这些计数器由自动计数器，重量分选机，自动包装机等组成，由单片机集中控制，工厂里采用流水线技术进行产品的生产作业，而要对生产线上的货物进行符合生产要求的自动计数就成为广大生产厂家所关注的问题。

电子计数器已发展了很多年。以前科学工作者主要想提高计数器的计数限制,还要提高它运行的稳定性,这也是人们决定是否购买电子计数器价格的主要取向，现在这些技术日益成熟。现代的技术可以将其计数值的限制扩展到非常的大。

1 系统设计

本设计依据工业生产的需要，它能应用于工厂生产流水线的计数和货物的包装等方面，此计数器能够实时、精确、可靠、稳定的工作，具有灵敏度高，制作成本低且简单等特点。

系统主要由12V变压器，将220V的交流电压降为12V的安全电压。电路是通过电源对各个小模块进行供电。由红外线传感器产生模拟信号，然后经NE555构成施密特触发器对波形整形，信号进入CD40110进行计数，译码，驱动数码管。最终通过数码管显示出来。系统整体框图如图1所示。

图1 物料计数器整体框图

红外发射电路（ NE555 为核心）和红外接收电路（ LM567 为核心）形成产生的计数脉冲来控制组合的红外发射电路，计数显示部分使用了集译码、驱动、锁存、显示为一体的芯片 CL102 。利用红外接收发射管的功能，在红外接收头有红外光电阻原理分压可以用它的基准电压，然后通过电压比较器可输出高低两种不同的电平，当有光照射接收管的时候，红外接收管的电阻所获得的电压特别大，可使电压比较器输出为低电平；当无光线照射接收管的时候， 红外接收头电阻所获得的电压非常的小，能使电压比较器输出得到高电平，然后通过单片机进行一系列的处理、完善，从而得到更为精准的计数值。

2 主要功能模块

2.1 发射电路

NE555在 电 路中有很重要的作用，由NE555组成的时基震荡器产生抗干扰的38KHZ的调制信号，然后驱动红外发射管PH303把38KHZ的调制信号以红外线的形式发射出去，电路如图2所示。

图2 发射电路图

图2中，PH303是红外发光二极管的一种，能把电能直接转化为光能，经过放大和信号处理之后应用于各种控制中，它寿命长，体积小，耐震动，可靠性高；省电量，发热少，功耗是60MW；响应速度快，调制容易。它大多是用透明的树脂材料封装起来的可以最大限度的减少光线的影响。

2.2 接收电路

红外接收电路是集红外接收，放大，鉴频于一身的的接收头和一个三极管，还有几个用于限流的电容，电阻组成的电路单元，另外还在电路中加了一个发光二极管为了能清楚是否有物体通过，同时也便于观看它的工作状态。在红外遥控系统中，光敏晶体管和光敏二极管都是红外线接收管。

2.3 蜂鸣器电路

蜂鸣器在系统中的作用就是当传送带计数达到之前设置好的所需的件数时，蜂鸣器警报铃声开始鸣叫，以提示工人注意已经达到自己之前设置的数值。另外，在用键盘设置自己所需要报警的个数时，每按一次功能按键开关，蜂鸣器的警报声就响一下，或者在设置存在问题时，包装个数小于警报个数时，蜂鸣器报警鸣叫提醒工人注意需要观察出现的各种情况，设置出现错误或系统故障时，就不能运行，以便于工人更快的发现问题并且解决它。

2.4 电源电路

在系统中多次用到12V的直流电源，数码管用的是5V直流电源：蜂鸣器用的是12V直流电源。因此，直流电源的设计在系统中的地位举足轻重的。2V直流电源和5V直流电源工作原理基本相同，唯一不同的是220V交流电压经过变压器变压，变成18V交流电压，然后经过整流桥整流之后，变成25V直流电压之后，再用三端稳压器进行稳压从而得到自己所需要的值。

3 仿真结果

本设计的仿真用KEILC51和Proteus软件联调得到仿真结果。分析仿真结果发现，通过物料计数器的红外感应装置的物品开始计数，当达到一定数值时警报声响起开始报警，计数完之后显示当前计数所得到的数值，可以自己设置复位和何时开始计数的功能，借助二极管显示当前所计数值，计数限制值最大是两位数为99。

4 小结

本次设计的电路是依据生产生活的需要而来的，系统主要由12V变压器，将220V的交流电压降为12V的安全电压。电路是通过电源对各个小模块进行供电。由红外线传感器产生模拟信号，然后经NE555构成施密特触发器对波形整形，信号进入CD40110进行计数，译码，驱动数码管，最终通过数码管显示出来。它可以用于工厂生产流水线的货物计数和产品的包装等方面，应用在香烟打包、食品打包的较多。它具有成本低廉，灵敏度较高的特点，而且适应性强，制作也简单。

[1]兰吉昌.51单片机应用设计百例[M].化学工业出版社,2009(02).

[2]郝敬凯.单片机系统设计、仿真与应用[M].西安电子科技大学出版社,2011(02).

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.22.036