码管的等效电路图以及引脚分布如下图数码管等效电路图及引脚半导体数码管步进具有工作电压低，寿命长，体积小，性能稳定等优点，而且响应时间很短般不超过，发光的亮度也很高，便于识别。

使用仿真软件进行仿真后数码管显示数值如图所示，其中引脚红色代表高电平，蓝色代表低电平，图示为显示的时候数码管字符以及电平情况。

图数码管仿真显示结果第三章光电计数器电路的安装及改进器件准备器件清单表表其它使用的仪器数字电路实验箱台万用表个半导体激光笔支导线若干根。

电路连接光电部分器件名称器件型号备注光电二极管型快速硅光电二极管感应波长电源直流电源个电容个滑动变阻器个电阻个计数器个显示译码器个逻辑与门个逻辑非门个七段数码管个定时器个根据事先设计的电路进行器件的连接。

首先连接光电转换电路。

对光电二极管加上反向偏置电压。

由于管有三个管脚，其中位于正中的是号管脚，接正电压。

与号管脚平行并在其右侧的是号管脚，为内管，号管脚通过负载电阻与电源相连。

号管脚为外管，通过负载电阻接地。

在连接光电二极管时要注意复合管的内外管极性，内管负载接信号输出。

电压的极性不能接错，最大反向偏压不得大于或者等于击穿电压。

负载使用的电阻。

负载电阻的输出连接到定时器的号引脚，将号引脚和号引脚连接号引脚接地号引脚为选通工作端口，接高电平号引脚悬空号引脚悬空号引脚接高电平。

计数部分最初的电路设计计数部分用十进制计数器实现，但是在实验室没有，因此用代替。

为十六进制计数器。

计数方法与样，只是进制不同。

要计数到后进行跳转，需要更改电路，用两片实现进制的计数。

具体方法为片作为低位，另片作为高位。

用置零法改变进制。

低位计数器的输出状态为时复位，重新开始计数。

将输出通过与非门与置零端连接。

再将通过非门连接到高位计数器的时钟输入端，作为时钟信号输入。

当低位输出到之后，输出个时钟信号，高位计数器启动，开始计数，实现进位的功能。

高位计数器将输出信号通过与非门与置零端连接，保证计数到的时候计数器跳转，重新从开始计数。

显示译码部分实验使用作为显示译码器，的引脚编号及内部结构如图图引脚编号及内部结构图由图可知，的引脚以及功能与是样的，因此的连接可以参照原设计电路图。

将低位的端接到高位的端上，即可实现高低位的译码。

显示部分显示器使用实验室已有的七段显示数码管。

是共阳极数码管。

参照其工作电路，将数码管的号管脚接阳极电压，七个显示段端口通过千欧电阻接地。

同时与对应的端口连接。

小数点输入端口悬空。

对数码管的显示功能进行测试，将低电平分别接到端口，看对应的显示段是否亮灯。

经测试，数码管的各段均可以正常显示。

电路分步测试光电二极管的测试将后续电路断开，只保个欧电阻不连入电路，就不会影响二极管的负载。

因此可以让负载输出与相连，直接控制定时器的启动与关闭。

高电平时启动，低电平关闭。

而理论要求有光照的时候不计数，出现次光遮挡计数次，即输出低电平时产生时钟信号，高电平停止计数。

需要使定时器可以在启动时只产生次时钟输入。

根据以上需求，可以将定时器连接成个低频的多谐振荡器，启动时输出次高电平，这个高电平的维持时间要相对长，至少大于个被计数物件通过传送带的时间，否则会出现个物件通过器件计数两三次的情况。

控制多谐振荡器的振荡周期为以上。

首先将定时器接成个施密特触发器，然后将定时器的号管脚通过个的电容接地，输出号管脚通过个欧的电阻与号管脚连接，这样就构成了个低频的多谐振荡器。

图用施密特触发器构成的多谐振荡器光电二极管的负载输出通过逻辑非门接到多谐振荡器的号引脚。

即可实现有光照时定时器不工作，无信号输出无光照时负载输出低电平，通过非门反向后产生高电平，多谐振荡器开始工作，输出次高电平，计数器计数次。

采用激光笔对电路进行测试。

用激光笔对光电二极管持续照射，关闭激光次，计数次，计数值通过数码管显示出来。

至此，光电计数器的设计和制作完成。

计数电路显示电路光电输出电路光电转换电路光电转换电路光电计数器适用性改进根据物件大小调整电路改装后进行调试，电路显示正常。

可以根据实际要计数物件的大小以及传送带的速度计算物件遮挡激光的时间，通过改变电容大小和反馈电阻阻值改变多谐振荡器的振荡频率，使振荡的周期大于物件的遮光时间。

根据计数容量调整由于在实际的生产中，计数容量需要进行调整，可能要上千甚至上万。

具体的调整放大是改变计数器连接方式，根据数位改变计数器个数，千位使用三个计数器，万位使用四个计数器，以此类推。

总结在本文中，我们详细介绍了可见光光电计数器的原理以及制作方法。

对实验中每个使用到的器件的工作原理及功能都有所介绍。

作为工业上常用的种电子仪器，光电计数器的市场前景需求量是很大的。

随着电子产业的不断发展，我们需要进行创新。

依据工业的实际要求设计出不同特殊功能的光电计数器，对功能不断进行完善和创新，以期达到更好的实用目的。

在电路设计上要尽量简洁，使用常用器件来降低制作成本工艺上要追求精致，减小仪器的体积性能上要提高技术的响应度和精确度。

在仪器的控制上还可以使用单片机进行自动化控制，通过程序设计可以更方便地更改计数器的参数和功能。

这些都是光电计数器的改进创新思路。

希望未来我们可以看到更多更好的光电计数器诞生。

参考文献江月松阎平刘振玉光电技术与实验北京北京理工大学出版社，王庆友韩同平李佩乾光电信息综合实验与设计教程北京电子工业出版社，郝晓剑李仰军光电探测技术与应用北京国防工业出版社，韩丽英崔海霞张彤光电变换与检测技术北京国防工业出版社，童诗白华成英模拟电子技术基础第四版北京高等教育出版社，阎石数字电子技术基础第五版北京高等教育出版社，秦进平刘海成周正林数字电子与技术北京科学出版社穆秀春冯新宇王宇原理图与设计北京电子工业出版社周灵彬任开杰张靖武基于的电路与设计北京电子工业出版社周惠潮孙晓峰常用电子器件及典型应用北京电子工业出版社王丽江竹青刘国庆光电子与光通信实验北京电子工业出版社曾光宇张志伟张存林光电检测技术北京清华大学出版社北京交通大学出版社，留光电二极管的偏置回路，测试光电二极管是否可以正常工作。

把万用表调到欧姆档，测量光电二极管的正向和反向电阻，理论上是正向导通，反响电阻无限大，处于截止状态。

然后把万用表调到电压测量档位，量程选为。

测量负载欧电阻上的电压。

用氦氖激光笔照射光电二极管的光窗。

无光照时二极管截止，测量出的电压很小有光照时，电压接近。

用逻辑笔进行测量，无光照时逻辑笔显示低电平，绿灯亮有光照时，逻辑笔显示高电平，红灯亮。

证明光电二极管可以正常工作，光电转换电路连接无误。

定时器的测试定时器具有脉冲整形的功能，电路设计要求定时器在输入为低电平的时候输出高电平，输入为高电平时输出脉冲波形的低电平。

因此将定时器输入端口号引脚连接高电平，输出端号引脚接逻辑笔，此时逻辑笔绿灯亮，显示输出为低电平。

然后讲号引脚接地或者接电压，逻辑笔的红灯亮，表示输出以及成为高电平。

由此可得，定时器可以正常工作。

计数电路的测试计数电路独立于光电转换和译码显示电路单独进行测试。

将计数器的低位集成块的时钟输入端，即号引脚连接到实验箱自带的脉冲信号上，调节输入频率为。

计数器的输出端共个引脚，分别按照从高到低的顺序接到实验箱的个逻辑电平显示灯上，该显示灯在输入为高电平的时候发光。

打开实验箱的电源，自动输入脉冲，可以看到显示灯从开始计数，显示之后高位开始计数，下个状态为，计数值为之后，下个数值跳转，重新开始计数。

表示计数电路可以正常工作，且进制连接正确。

显示电路的测试之前已经测试了计数电路，因此可以利用计数电路对显示电路进行测试。

连接计数电路和显示电路，然后在低位计数器时钟输入端接上时钟脉冲，观察数码显示管的数值。

显示管的示数从开始计数到，之后跳转到重新计数。

数码管的低位左下角那段时钟处于熄灭状态。

经检查由于端口与的连接导线松动，导致直没有信号输入。

更换导线后，重新测试。

数码管从开始显示直至后跳转，重新从开始。

没有出现乱码和灭灯情况，显示部分正常工作。

电路总体调试将电路各个部分连接起来，对光电二极管的光窗进行持续的激光照射。

打开实验箱的电源，理论上此时应该无显示。

关闭光源开关，显示应变为，而实际上数码管并没有正常显示。

电路没有正常工作，需要进行检查。

断开实验箱的电源，对每个接口导线进行检查，看有无松动情况。

确认导线连接稳固之后排除接触不良的可能，因此对电路参数进行测量。

计数部分是数字电路，之前的测试没有问题。

因此只需要对光电部分进行测量。

用万用表测量负载上的电压。

光电部分没有与计数部分和显示部分连接时，电压依旧为正常的高低电平值。

但是当光电部分作为输出与后续电路连接之后，负载上的电压立即改变，给光电二极管加上光照后，负载电压只有很微小的变化，没有明显高低电平的分界线。

因此，对于定时器来说，这种微小的电压改变不足以让定时器交替输出高低电平，计数器接收不到脉冲信号，所以不会产生计数值。

下面来分析产生这种现象的原因。

光电转换部分单独工作时正常，连接上计数显示电路就不能正常输出。

考虑到本次实验将电阻负载上电压作为信号源输出，当连接上后续电路时，相当于在欧电阻上并联上个电路模块，而后面的电路模块总电阻远小于欧，与负载电阻并联后会减小电阻值，相当于光电二极管的负载只有左右，而光电二极管的光电流极小，为微安量级，负载减小之后，光生电压就只有毫伏量级，不足以控制定时器。

因此，考虑到光电转换部分的高阻情况，需要对电路进行修改。

光电转换电路改进阻抗匹配改进为了不改变光电二极管的负载，只能避开后续电路的电阻。

定时器的输出端和选通端之间只有几个逻辑门。

定时器的电场的作用