自动计数器电路图及工作过程

　　在产品流水线上，本例电路可实现对经过流水线的产品自动计数，计数值用数码管显示出来。

　　

　　电路分解：

　　本例电路是一个纯数字式的电路，可分为三个部分：

　　一是由两个红外反射式光电传感器组成，检测物体的移动方向；

　　二是由D触发器CD4013组成，对光电传感器检测到的物体，发送一个脉冲出来；

　　三是由四块CD40110组成的计数，译码，锁存以及驱动显示电路。

　　整个电路工作过程：

　　电路中U2，U6为两个红外发射式光电传感器，类似前面的实例电路中ST188，红外发光二极管和光敏晶体管成35度的夹角封装在一起，交点在距传感器5到8mm处。

　　工作时，光电传感器的红外发光二极管发射红外光，检测前方是否有物体。若前方没有物体，发射出去的红外光没有发射回来，则光敏晶体管处于截止状态。若前方有物体，发射出去的红外光被物体发射回来并被光敏三极管所接收使其导通。

　　CD4013的各点工作电位变化如下：

　　1.在静止状态下，流水线上没有物品时，光电传感器U2，U6都输出低电平，则CD4013的D=0，RD=1，CP=0，那么CD4013的输出Q=0；这是整个电路的初始状态，为产品自动计数做准备。

　　2.当有产品经过光电传感器时，且方向是下图所示，从左至右运动时，那么U2会先检测到物体，使光电晶体管导通，输出高电平，经两级反相器后，输出至CD4013，则CD4013各点电位变化如下：D=1，RD=0，CP=0（此时U6还没有检测到物体）。当物体继续向右运动经过U6时（同时也在U2的范围内），U6同样被触发输出高电平，使CD4013的CP端输入一个上升沿的脉冲，这样CD4013的输出Q=D=1。

　　

　　CD4013输出计数脉冲至CD40110，其中按键S2为加1按键，S1为减1按键。其按键功能受CD40110引脚功能控制，其引脚功能如下：

　　CPU为加计数时钟输入端，输入正脉冲时做加1计数；CPD为减计数脉冲端，输入正脉冲时做减1计数。芯片电路内部有一个时钟信号预处理逻辑，因此当一个时钟输入端计数工作时，另一个时钟输入端可以是任意状态。

　　C0为进位输出端，在做加法计算时，每计满10个数之后，从C0端输出一个进位正脉冲。一般级联时，连接到下一个芯片的CPU端。

　　BO为借位输出端，在做减法计算时，每计满10个数之后，从B0端输出一个借位正脉冲。一般级联时，连接到下一个芯片的CPD端。

　　LE为锁存控制端，CT为触发器控制端，当CT=1时，计数处于禁止状态，R为清零复位端。

　　下图为CD40110的功能表：

　　

　　结合我们的原理图可以看出，LE，CT都为低电平，R初始状态也为低电平，做好了开始计数的准备。

　　当按下加一按钮S2时，CD4013输出的高电平连接到U1的CPU端，做加1计数。当物体从U2至U6向右移动时，计数器就会加1（上面的分析过程），当物体慢慢退出U2的检测区时，CD4013的各点电位又恢复成D=0，R=1，则Q=0。恢复成初始状态，为下一次的触发做准备。

　　但是，假如当第一个物品还没有退出U6的检测区时，第二个物品就已经到了U2的检测区范围内时，计数器也不会做加1计数，因为此时CD4013没有能够触发的上升沿过来，所以CD4013的Q不会输出正脉冲出来。

　　本例电路可计数至999，当数量超过999时，按下S3清零按键，使所有的输出都恢复成000。

　　从上面的分析可知，只有在这两个光电传感器都输出高电平时，才会做加1计数，这样可以有效的防止计数器误动作。

　　注意：

　　在实际制作时，要注意调整两个光电传感器的距离，使该距离略小于一个产品的长度即可，即要保证能同时触发两个光电传感器。

　　假如，物品不按照从左至右的顺序移动，反过来从右至左移动时，计数器会不会计数？