電子售票員實驗電路,COUNTER

目前無人售票車逐步增加，及時統(tǒng)計上車人數(shù)，刷卡人數(shù)、投幣買票人數(shù)，電子售票員是很需要的。電子售票員的任務(wù)是：乘客進出門統(tǒng)計、刷卡統(tǒng)計、售票按鈕；把信息分別送到兩組十進制可逆計數(shù)器中，最大計數(shù)容限是99(如有需要，可進一步擴展)；然后經(jīng)過譯碼驅(qū)動七段LED數(shù)碼字顯示。也可以驅(qū)動LED大數(shù)碼字或語音報數(shù)裝置。本文介紹的是演示板。IC卡刷卡過程只是檢測有一張非接觸IC卡靠近的事件，沒有真正讀卡，不會把卡內(nèi)金額減除。對兩人并行上車的統(tǒng)計誤差問題還有待于解決。原理框圖如下圖所示。

乘客進出門統(tǒng)計紅外接收采用一體化紅外接收頭NB0038，其中心頻率為38..0kHz，外殼為環(huán)氧樹脂封裝提供一個紅外濾光器，可防止自然光的干擾。內(nèi)部含有：光電檢測和前置放大器，輸出數(shù)字電平可直接驅(qū)動TTL或CMOS電路。為了防止對細小物品如女孩的辮子、扁擔、背包帶等物品進入錯誤計數(shù)，設(shè)計兩個或多個發(fā)射頭錯開一定距離水平排列，紅外接收頭只要被一個頭照射就動作，從上圖可以看到。這樣凡是只有半影沒有全影的情況就不被計數(shù)。只有人進出時才會被統(tǒng)計。如何區(qū)分進門、出門的。下圖是一個相位檢測器。NB0038是反相輸出的，有光照時輸出為低，有人進入，沒有光照時輸出為高。傳感器S1，S2輸出波形為VS1，VS2，因為放置時的錯位，進門時，靠門的S1先被擋住光，波形為①，出門時，S2先被擋住光，波形為下圖中②。

把VS1、VS2分別送到兩個D觸發(fā)器的CD端和CLK端，復(fù)位端CD是低電平有效。信號①對觸發(fā)器2分析如下：

●有光照時VS1、VS2都是低電平，觸發(fā)器2處于復(fù)位狀態(tài)，輸出都是低電平；

●VS1=1，先退出復(fù)位狀態(tài)，這時輸出還是低；

●時鐘VS2=1，觸發(fā)器動作，由于數(shù)據(jù)端D接高，輸出高，這種狀態(tài)延續(xù)下去；

●復(fù)位信號VS1 =0，輸出低；

●時鐘VS2由1變0，對觸發(fā)器不起作用輸出不變。因為觸發(fā)器只對時鐘的上升沿，從低變高有反應(yīng)，對下降沿，從高變低沒有反應(yīng)。同時因為復(fù)位信號為低輸出不會變。波形見下圖中③。

信號①對觸發(fā)器1分析如下：

●有光照時VS1、VS2都是低電平，觸發(fā)器1處于復(fù)位狀態(tài)，輸出都是低電平；

●時鐘VS1=l，因為是復(fù)位狀態(tài)，時鐘不起作用，輸出還是低；

●復(fù)位信號VS2=1，由于沒有時鐘VS1的上升沿，原來輸出低的狀態(tài)延續(xù)下去；

●時鐘信號VS1=0，對觸發(fā)器不起作用輸出不變還是低；

●復(fù)位信號VS2=0，輸出低。波形見下圖中⑤。

同理可以推出，信號②作用下，觸發(fā)器1輸出⑤，觸發(fā)器2輸出④。

十進制可逆計數(shù)器的工作過程。

40192(74HC192，74LS192)是可預(yù)置的BCD加減法同步計數(shù)器。內(nèi)部由4個時鐘同步操作的D觸發(fā)器和控制門組成。4個觸發(fā)器狀態(tài)的變化是同步進行的，4個輸出端狀態(tài)跳變沒有時間差別，而異步計數(shù)器是上一級翻轉(zhuǎn)推動下一級，延遲逐級累加。Ql0要比Q0晚10個延遲。應(yīng)用于譯碼器會有毛刺。同步計數(shù)器不會有此問題。4位二進制計數(shù)器的狀態(tài)是0000,0001---．1111，0000共16個狀態(tài)，而BCD計數(shù)器的狀態(tài)是0000,0001...0111，1000，1001，0000共10個狀態(tài)。內(nèi)部的控制門有兩大作用：

①進位鏈控制，到1001后下面就進位，變成0000。

②同步時鐘，把某觸發(fā)器該不該翻轉(zhuǎn)的條件在時鐘來之前準備好，時鐘一來同時翻轉(zhuǎn)。

例如現(xiàn)在狀態(tài)是1001，打開第0、第3個觸發(fā)器，當外時鐘一來就一起由1變0。而第1、第2個觸發(fā)器的時鐘關(guān)閉，外時鐘來時不動作。這種進位條件也提前送到下一個192做到多級同步。當預(yù)置位PL為低時，與時鐘同步把DO—D1數(shù)據(jù)送到Q0—Q3。我們不用可預(yù)置功能，PL接高。做成加減功能的可逆計數(shù)時要用兩個時鐘，CU和CD(下降沿有效），其相互關(guān)系是其中一個由高變低時，另一個必須為高，平時兩個時鐘輸入都應(yīng)該是1。正好和波形③④⑤相反，我們用D觸發(fā)器的反相輸出端Q接192。兩級計數(shù)器級聯(lián)的方法是前一級的TCU/TCD分別接下一級的CU/CD。當清零信號CR為高的時候，所有的計數(shù)器狀態(tài)都回到零。CU加法計數(shù)時鐘，輸出從0-直加到99，超過99回到0，CD減法計數(shù)時鐘，輸出退回一個數(shù)。如果原來加到50，CD來一次，輸出為50-1=49。

譯碼正示電路

常用的譯碼顯示驅(qū)動電路有74LS47(247)和4511兩種，前者適合共陽極數(shù)碼管，后者適合共陰極數(shù)碼管。

從顯示6，9的字形來說74LS247比較好看。多位數(shù)字顯示可以用動態(tài)掃描方式，本設(shè)計只用2位，靜態(tài)顯示比較簡單。4511的輸人為AO～A3，輸出為Ya，Yb，Yc，Yd，Ye，Yf,Yg分別接七段數(shù)碼管的相應(yīng)端，中間的限流電阻是必不可少的。每段電流5～10mA，每個字約40mA為宜。4511’的輸出高電平為電源電壓減0.9V，數(shù)碼管負載電壓為1.6～2V限流電阻R=(VCC-0.9-2)/5mA=420Q。電阻取390Ω。4511有一個測試端LT和一個消隱端BI，也就是全亮全熄控制端，前者為低，顯示8，后者為低，不顯示。本設(shè)計不用這兩個輸入端，統(tǒng)統(tǒng)接高。芯片有一個選通端LE，用以鎖存輸入的數(shù)據(jù)，如果LE由0變1，輸入A0~A3的新數(shù)據(jù)不能進入譯碼器，輸出不變。本設(shè)計不用選通，LE接O。

紅外發(fā)射電路

NE555接成無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，里面的比較器以電源電壓的1/3，2/3控制輸出翻轉(zhuǎn)，定時精確。C79放電到2，6腳=1/3Vcc時，7腳為高(OPEN)3腳輸出高電平，Vcc通過R73+W71對C79充電。經(jīng)過0.693(R73+W71)C79時間，腳升到2/3Vcc，這時，發(fā)生翻轉(zhuǎn)，3腳輸出低電平，7腳對地導(dǎo)通，C79經(jīng)過W1放電，經(jīng)過0.693×W71×C79時間直到2,6腳=1/3Vcc止周而復(fù)始。調(diào)整W1使頻率剛好為39kHz。NE555的3腳驅(qū)動能力很強，取R72=330Ω，低電平電流驅(qū)動達20mA以上。

讀卡器電路

L81和C81串C82構(gòu)成LC諧振回路，頻率為Fosc=l/2π、&raDIC;LC。約為11MHz。由于R83的存在，回路Q值不高。C81、C82分壓正反饋，形成電容三點式振蕩器。當IC卡內(nèi)的10.56MHz諧振回路接近L81時，由于振蕩牽引作用。振蕩頻率由11MHz降低向10.56MHz靠近。

頻率→0.9→10.8→10.7→10.6→10.56。281為調(diào)頻機的陶瓷濾波器，諧振頻率10.7MHz型號LT10.7MA5A10(帶寬280kHz(S2Al0帶寬230kHz也可用，效果不如A5)當無IC卡時，281輸入100~200mV，輸出10—20mV有無IC卡時，281輸入不變頻率降低，輸出50—100mV甚至更高。用金屬片接近L81時，線圈電感降低，振蕩頻率升高。振蕩頻率更低。VT82放大約5倍，C85，D81，D82構(gòu)成倍壓檢波，在C86上得到直流信號電壓。調(diào)L81的移動半圈，使至少有卡比無卡大1倍，最佳狀態(tài)可達有卡比無卡大10倍。

W81產(chǎn)生比較電壓，調(diào)到無卡和有卡直流電壓的中心點，如有卡0.5v無卡0.1V，調(diào)到(0.1+0.5)/2=0.3V。

U81A有卡輸出低，無卡輸出高。C87、R91構(gòu)成微分電路，不管刷卡時間長短，都只有一個窄的負脈沖。U82A、B構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)電路，總是輸出0.5s等寬脈沖，啟動U82C、D構(gòu)成2kHz多諧振蕩器，發(fā)出“嘟一”的提示音。刷卡信號從U82A輸出。