cd40110計(jì)數(shù)器電路圖（一）

在連續(xù)生產(chǎn)線上，使用本裝置可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)計(jì)數(shù)。電路原理如圖1，電路中IC1、IC2為反射式光電耦合器件，紅外發(fā)光二極管與光敏三極管成35度夾角封裝為一體，其交點(diǎn)在距光電耦合器5～8mm處。工作時(shí)紅外發(fā)光二極管發(fā)出紅外光，若被前方物件遮擋，則紅外光被反射回來(lái)并被光敏三極管所接收使其導(dǎo)通，若前方?jīng)]有物體，則光敏三極管處于截止?fàn)顟B(tài)。IC3為CD4069六反相器。IC4為CD4013雙D觸發(fā)器，本電路只用到其中一個(gè)D觸發(fā)器。D觸發(fā)器的功能用一句話來(lái)概括就是在CP脈沖上升沿將數(shù)據(jù)輸入端D的狀態(tài)傳送到輸出端Q。復(fù)位端R加高電平則強(qiáng)制置零Q=0、反向Q=1，置位端S端為高電平時(shí)則置1，即Q=1、反向Q=0。其具休工作狀態(tài)及功能見(jiàn)表1所示。IC5～I(xiàn)C8為四塊CD40110，是集計(jì)數(shù)、譯碼、鎖存及驅(qū)動(dòng)為一體的集成電路。CPU為加法輸入端，CPD為減法輸入端，當(dāng)輸入正脈沖時(shí)分別作加減法運(yùn)算。Q∞為進(jìn)位輸入端，在加法計(jì)算時(shí)每計(jì)滿10個(gè)數(shù)后，從Q∞端輸出一個(gè)進(jìn)位正脈沖。Qbo為借位輸出端，在減法計(jì)算時(shí)，每計(jì)滿10個(gè)數(shù)后，從QBO端輸出一個(gè)借位正脈沖。LE為鎖存控制端。CT為觸發(fā)器控制端，當(dāng)CT=1時(shí)計(jì)數(shù)計(jì)處于禁止?fàn)顟B(tài)。R為清零端。a～g分別接至七段數(shù)碼管a-g腳。本裝置所用集成電路管腳排列見(jiàn)圖（3）。

工作原理：

在靜止?fàn)顟B(tài)下，IC1、IC2均輸出低電位。則D=0。R：1，CD4013強(qiáng)制置零Q=0，為整個(gè)電路觸發(fā)作好準(zhǔn)備，同時(shí)利用C2、R1組成的微分電路清零，使CD40110輸出為零。計(jì)數(shù)開(kāi)始，當(dāng)物體從左至右（如圖2所示）運(yùn)動(dòng)時(shí)，先IC1觸發(fā)導(dǎo)通，則D=1、R=0，當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)至IC2處時(shí)IC2導(dǎo)通向CP端送入一上升脈沖，Q端輸出高電位，CD40110計(jì)數(shù)加1物體繼續(xù)移動(dòng)，退出IC1工作區(qū)，則D=0、R=1則Q=0，電路復(fù)位為下一次觸發(fā)作準(zhǔn)備。

如果第一個(gè)產(chǎn)品尚未退出IC2工作范圍，第二個(gè)產(chǎn)品已進(jìn)入IC1工作范圍，也沒(méi)有關(guān)系，因無(wú)觸發(fā)脈沖CP，故CD4013并不輸出信號(hào)。只有當(dāng)CP端再接受一個(gè)上升脈沖時(shí)，Q端才能輸出一次高電位，計(jì)數(shù)器才能加1。如果物體反方向運(yùn)動(dòng)，先IC2導(dǎo)通再I(mǎi)C1導(dǎo)通，則IC2導(dǎo)通時(shí)D=0、R=1則Q=0。而IC1導(dǎo)通時(shí)則因無(wú)觸發(fā)脈沖。CD4013不觸發(fā)，只要適當(dāng)調(diào)整IC1和IC2之間距離，使之正好比一個(gè)產(chǎn)品的長(zhǎng)度略小即可。根據(jù)圖2分析，物體只有從左至右方向運(yùn)動(dòng)，且IC1、IC2都輸出高電位的那一個(gè)階段，CD4013才能輸出一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖。這樣就能有效地防止誤動(dòng)作，如人手擋住IC1、IC2等情況。計(jì)數(shù)脈沖從CD40110的CPU加法輸入端輸入。進(jìn)位端Q∞與十位數(shù)上的CPU連結(jié)。開(kāi)關(guān)K1為清零按鈕，接至CD40110的R端。K2為加1按鈕，K3為減1按鈕，接至個(gè)位數(shù)上CD40110的CPU和CPD端。借位端Qbo與前位減法輸入端CPD相連。

本裝置共可計(jì)數(shù)9999個(gè)基本能滿足要求，如確有需要?jiǎng)t可再加一塊CD40110和LED顯示屏，接法與其它幾塊相同。IC1，IC2安裝位置及要求電路中各點(diǎn)波形及邏輯關(guān)系如圖（2）所示。本裝置使用12V安全電壓，故適用各種危險(xiǎn)場(chǎng)合。一些特殊場(chǎng)合如需用大屏幕顯示，只需將CD40110的a～g輸出腳接放大三極管（如9013）基極，再將大的LED屏正端接電源正端，負(fù)端接C腳，三極管負(fù)端接電源負(fù)端。

cd40110計(jì)數(shù)器電路圖（二）

如圖所示電路，原機(jī)械計(jì)數(shù)器只有兩個(gè)磁開(kāi)關(guān)信號(hào)端子，電子計(jì)數(shù)器則增加了c、d兩個(gè)AC6.3V輸入端子，共有4個(gè)接線端子。C1、C2、VD1、VD2組成倍壓整流、濾波電路，經(jīng)7805穩(wěn)壓后，輸出5V穩(wěn)定直流電壓，經(jīng)VD3、VD4降壓后，得到約3.6V的直流電壓，E1為小型3.6V鎳鎘充電電池，市電正常時(shí)，對(duì)其進(jìn)行充電；市電斷電時(shí)，E1對(duì)負(fù)載進(jìn)行供電，以保持?jǐn)嚯姇r(shí)的計(jì)數(shù)數(shù)值，VD3、VD4在這里起隔離作用。a、b兩端輸入磁開(kāi)關(guān)閉合時(shí)接通交流220V電壓，此電壓經(jīng)R1～R4降壓，并經(jīng)VD5～VD8橋式整流后，得到約6V的直流脈動(dòng)電壓，經(jīng)R5限流后，加在光電耦合器的發(fā)光管上，使發(fā)光管點(diǎn)亮，光敏管受光照電阻下降，從而產(chǎn)生一個(gè)下降脈沖，經(jīng)CD4011的N3反相后，加在N1、N2組成的觸發(fā)器上，由N1輸出計(jì)數(shù)脈沖，N1、N2、N3共同構(gòu)成脈沖整形電路。CD40110是將計(jì)數(shù)器、鎖存器、譯碼器和筆段顯示驅(qū)動(dòng)器制作在同一基片上的“四合一電路”芯片，其5腳置高電平時(shí)，計(jì)數(shù)器復(fù)位，因而，K2是清零開(kāi)關(guān)。9腳為加計(jì)數(shù)輸入端，7腳為減計(jì)數(shù)輸入端。整形后的計(jì)數(shù)脈沖從9腳輸入，當(dāng)?shù)谝黄珻D40110計(jì)至“9”時(shí)，若再輸入一個(gè)脈沖，則10腳輸出一個(gè)進(jìn)位脈沖。依次類推，總共能計(jì)量“99999”印張（最左邊一個(gè)數(shù)碼管只顯示零，不起計(jì)數(shù)作用）。

元器件選擇：光耦合器OP1選擇TLP532，也可選擇TLP332、TLP632等型號(hào)。數(shù)字電路選擇CD4011型號(hào)。其他元器件如圖所標(biāo)注。

cd40110計(jì)數(shù)器電路圖（三）

具有加減功能的繞線機(jī)電子計(jì)數(shù)器

繞線機(jī)是電工行業(yè)常用的工具之一，傳統(tǒng)的繞線機(jī)多采用機(jī)械式計(jì)數(shù)，由于機(jī)械傳動(dòng)的磨損等原因，難以保證其準(zhǔn)確度。采用光電式傳感器作為計(jì)數(shù)觸發(fā)器，由于它的非接觸性和高靈敏度，使繞線工作的準(zhǔn)確度大大提高。該計(jì)數(shù)器還具有加減功能，對(duì)繞線中的糾錯(cuò)更具有方便準(zhǔn)確的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，其電路結(jié)構(gòu)如圖所示。

cd40110計(jì)數(shù)器電路圖（四）

由頻率的定義可知，頻率是脈沖信號(hào)每秒鐘振動(dòng)的次數(shù)。因此，如果用一個(gè)電子計(jì)數(shù)器和一個(gè)控制閘門(mén)，設(shè)法讓被測(cè)信號(hào)只輸入1s。那么該計(jì)數(shù)器所顯示的數(shù)值即是該被測(cè)信號(hào)的頻率。電子數(shù)字式頻率計(jì)就是按照這個(gè)原理設(shè)計(jì)的。下面介紹結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單的兩位數(shù)字式頻率計(jì)，電路組成如圖所示。它由兩位計(jì)數(shù)器、控制閘門(mén)、秒時(shí)基發(fā)生電路和被測(cè)信號(hào)輸入電路組成。

（a）為原理圖；（b）為波形圖；（c）為CD40110引腳圖。

cd40110計(jì)數(shù)器電路圖（五）

由NE556、CD40110組成的倒計(jì)時(shí)數(shù)顯定時(shí)器。

數(shù)字顯示式倒計(jì)數(shù)定時(shí)器能夠使人們隨時(shí)看到剩余定時(shí)時(shí)間的多少，這對(duì)某些應(yīng)用具有一定的實(shí)用價(jià)值。如圖為一位數(shù)的數(shù)字顯示式定時(shí)電路，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制作，而且時(shí)基單位可調(diào)（即既可以秒為時(shí)基單位，又可以分為時(shí)基單位）。該電路以NE555電路組成的多諧振蕩器作時(shí)基，雖然時(shí)間精度不十分高，但經(jīng)濟(jì)適用。電路組成如圖所示。全電路由可調(diào)式時(shí)基信號(hào)發(fā)生器、減計(jì)數(shù)與顯示器和輸出信號(hào)控制電路等組成。

cd40110計(jì)數(shù)器電路圖（六）

如圖所示的電子計(jì)時(shí)器用于四驅(qū)式賽車(chē)的電子計(jì)時(shí)，賽車(chē)啟動(dòng)的同時(shí)將計(jì)時(shí)器啟動(dòng)，賽車(chē)停止時(shí)又立即將計(jì)時(shí)器停止。計(jì)時(shí)器所顯示的數(shù)值即是賽車(chē)所消耗的時(shí)間。電路組成如圖所示。電路由控制開(kāi)關(guān)和電子計(jì)時(shí)器兩大部分組成。其中電子計(jì)時(shí)器是由時(shí)基發(fā)生器和數(shù)顯式電子計(jì)數(shù)器組成。（a）為原理圖；（b）為控制開(kāi)關(guān)電路。IC1、IC2、IC3為CD40110。

cd40110計(jì)數(shù)器電路圖（七）

利用交流電源50Hz的輸出頻率通過(guò)分頻，可以取得各種不同頻率的時(shí)基脈沖。該電路選用lmin的時(shí)間長(zhǎng)度作為定時(shí)器的時(shí)基標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)、譯碼、最后用數(shù)碼管將時(shí)間顯示出來(lái)。電路采用逆計(jì)數(shù)定時(shí)方式，先將所需定時(shí)時(shí)間通過(guò)預(yù)置開(kāi)關(guān)進(jìn)行預(yù)置，然后通過(guò)減法計(jì)數(shù)使預(yù)置時(shí)間數(shù)逐步減少。當(dāng)預(yù)置時(shí)間被減為0時(shí)，計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)并輸出控制信號(hào)使繼電器動(dòng)作。由于電路可以選擇預(yù)置定時(shí)開(kāi)或定時(shí)關(guān)，所以使用十分方便，其電路組成如圖所示。