《电子技术》课程设计报告课题：商店迎宾机器人电路班级电气1125 学号1121205537学生姓名吴丹丹专业电子信息工程系别电子信息工程系指导老师电子技术课程设计小组淮阴工学院电子信息工程系2014年5月一．设计目的：a）培养理论联系实际的正确设计思想，训练综合运用已经学过的理论和生产实际知识去分析和解决工程实际问题的能力。

b）学习较复杂的电子系统设计的一般方法，了解和掌握模拟、数字电路等知识解决电子信息方面常见实际问题的能力，由学生自行设计、自行制作和自行调试。

c）进行基本技术技能训练，如基本仪器仪表的使用，常用元器件的识别、测量、熟练运用的能力，掌握设计资料、手册、标准和规范以及使用仿真软件、实验设备进行调试和数据处理等。

d)培养学生的创新能力。

二．设计要求：1. 能判断顾客进门与出门，在有顾客进门时“欢迎光临”，出门时“谢谢光临”。

2. 能实时统计来访人数及当前店内人数，并用数码管显示出来。

3. 电路设计要求有抗干扰的措施。

4. 统计误差不超过一人。

5. 电路设计不能使用MCU，只能应用普通中小规模集成电路芯片。

成本控制在20元内。

三．总体设计1.原理框图功能说明：在门两侧安装光线发射和接收装置，当有人进入时，遮断光源，此时接收端产生一个感应信号，对此脉冲信号进行放大、整形后作为计数脉冲，送入计数器、译码驱动后通过数码管显示，要求显示人数为0-99（两位显示）。

在计数同时要求前端感应信号触发一个语音芯片发出“欢迎光临”等语音信号。

2．原理图图2 机器人光电数字显示电路原理说明：工作原理电路图如上图所示，包括电源、光电计数和计数显示三大部分。

光电计数部分：当光敏三极管3DU12接收到红外发光二极管VDSE303射来的红外光线时，其亮电流增大，内阻减小，集电极输出低电平，此低电平加到电压比较器IC1A的反相输入端，同时因它的同相输入端经R3、R4电阻分压后，电压为4.5V,因此反相端电压小于同相端电压,IC1A输出高电平，此高电平又加到IC1B 的反相输入端使反相端电压高于同相输入端电压，所以IC1B输出低电平，该低电平使发光耦合器内藏发光管点亮，对应的光敏管导通，三极管VT也导通，VT 集电极输出低电平。

从上述可见，当有物体通过3DU12时，便在VT集电极上输出计数脉冲信号。

计数显示部分：采用CD4518组成8421码同步十进制计数器，对VT集电极输出的脉冲信号下降沿进行计数。

为满足下降沿计数的要求，需将CD4518的CP端接地，计数脉冲信号接EN输入端。

因CD4518内含两个相同的计数器，可将第一级的Q4输出接第二级的EN端，构成两级串行计数，实现0-99的计数显示。

CD4518的第7、15脚为清零端Cr,通过电阻R12接地为零电平，与电容C4一起实现开机清零作用。

译码电路采用两块CD4543分别组成BCD7段译码器，驱动LED数码显示器，电阻R13-R26为限流电阻。

四.单个元器件介绍LM393：概述: LM393是由两个独立的、高精度电压比较器组成的集成电路，失调电压低，最大为2.0mV。

它专为获得宽电压范围、单电源供电而设计，也可以以双电源供电；而且无论电源电压大小，电源消耗的电流都很低。

它还有一个特性：即使是单电源供电，比较器的共模输入电压范围接近地电平。

主要应用于限幅器、简单的模/数转换器、脉冲发生器、延时发生器、宽频压控振荡器、MOS时钟计时器、多频振荡器和高电平数字逻辑门电路。

393被设计成能直接连接TTL和CMOS；当用双电源供电时，它能兼容MOS逻辑电路——这是低功耗的393相较于标准比较器的独特优势。

图3 LM393的功能框图及引脚排列表1 LM393引脚功能.CD4518:概述：CD4518是一个双BCD同步加计数器，由两个相同的同步4级计数器组成。

CD4518引脚功能(管脚功能)如下：1CP、2CP：时钟输入端。

1CR、2CR：清除端。

1EN、2EN：计数允许控制端。

1Q0～1Q3：计数器输出端。

2Q0～2Q3：计数器输出端。

Vdd：正电源。

Vss：地。

CD4518控制功能：CD4518有两个时钟输入端CP和EN,若用时钟上升沿触发,信号由CP输入,此时EN端为高电平（1）,若用时钟下降沿触发,信号由EN输入,此时CP端为低吨平（0）,同时复位端Cr也保持低电平（0）,只有满足了这些条件时,电路才会处于计数状态.否则没办法工作。

将数片CD4518串行级联时，尽管每片CD4518属并行计数，但就整体而言已变成串行计数了。

需要指出，CD4518未设置进位端，但可利用Q4做输出端。

有人误将第一级的Q4端接到第二级的CP端，结果发现计数变成“逢八进一”了。

原因在于Q4是在CP8作用下产生正跳变的，其上升沿不能作进位脉冲，只有其下降沿才是“逢十进一”的进位信号。

正确接法应是将低位的Q4端接高位的EN端，高位计数器的CP端接USS。

图4 CD4518的引脚排列CD4543:概述：CD4553是三数字BCD计数器:1--DS2，2--DS1，3--CEXTB，4--CEXTA，5--Q3，6--Q2，7--Q1，8--VSS，9--Q0，10--LE，11--DIS，12--CLK，13--MR，14--QF，15--DS3，16--VDD。

CD4543是BCD锁存/七段译码/驱动器，有灯测试功能；有消隐输入端；以异或门作输出级，可方便地驱动LCD：1--LE，2--C，3--B，4--D，6--PH，7--BI，8--VSS，9--a,10--b,11--c,12--d,13--e,14--g,15--g,16--VDD.图5 CD4543的引脚排列数码管：图6 数码管将数码管正对自己，dp在右下角。

从上边一行引脚开始，从左至右依次为：a,b,1位选，2位选，f; 下边一行从左至右依次为：c，dp，e，d，g。

上排：a b 1位2位 f 下排：c dp e d gCF343：概述：光电偶合器件（简称光耦）是把发光器件（如发光二极体）和光敏器件（如光敏三极管）组装在一起，通过光线实现耦合构成电—光和光—电的转换器件。

光电耦合器分为很多种类，图7所示为常用的三极管型光电耦合器原理图。

当电信号送入光电耦合器的输入端时，发光二极体通过电流而发光，光敏元件受到光照后产生电流，CE导通；当输入端无信号，发光二极体不亮，光敏三极管截止，CE不通。

对于数位量，当输入为低电平“0”时，光敏三极管截止，输出为高电平“1”；当输入为高电平“1”时，光敏三极管饱和导通，输出为低电平“ 0”。

若基极有引出线则可满足温度补偿、检测调制要求。

这种光耦合器性能较好，价格便宜，因而应用广泛。

图7 光电耦合器的原理图元器件列表表2 元器件列表五．调试及测试结果将9V电源接入电路板，数码管显示00，遮挡物每遮挡一次便计数一次，数码管数字变动一次。

六．设计总结“迎宾机器人”是一个机电结合的制作。

在现实当中，当客人来到门口时，会向客人热情的说一句“欢迎光临”，同时记下进入人数，同样当有客人从门口离去时，它向客人热情的道一句“谢谢光临!”同时记下输出人数。

大型展览馆迎宾机器人、科技馆导游机器人、博物馆导游机器人、旅游景点导游机器人，游乐场迎宾导游机器人.高校、研究所等进行网络控制机器人和服务机器人研究的单位。

企业促销、产品展示、会展中心、大型商场、高级宾馆、银行、医院等服务行业的导游，导购，多媒体信息查询等特殊服务。

.大型酒店、餐饮机构（菜单介绍、点菜餐位预定与管理）。

迎宾机器人的商业应用在公共场所以智能机器人作为企业宣传和产品广告的载体，除了可以起到流动宣传车的作用外，最大的优势在于其与观众的互动性，观众可以通过语音对话等形式了解公司和产品的更多细节。

这种方式可以大大提高民众的关注度，很容易引来媒体报道，达到花钱做媒体广告的同等效果。

对于高新技术企业来说，机器人做宣传员，可以突显企业的高科技色彩，成为企业的形象代言人。

这方面最成功的例子就是本田公司，该公司的asimo机器人可以说是风靡世界，为本田公司带来了非常不错的宣传效应。

对于需要大客流量的机构，例如商场、科技馆，“聪明活泼”的智能机器人可以有效地聚集人气，对青少年群体尤其具有吸引力，就如同动物园里的大明星——熊猫一样，虽价值不菲，但绝对物有所值。

在“眼球经济”日益发展的今天，谁能够吸引大众的注意力，谁就能抢得商机。

一款造型独特的智能机器人就是您博取眼球的最佳帮七．心得体会课程设计给了我们一次理论联系实际的机会，课堂上学习的知识给了我们理论基础，而课程设计更需要的是动手能力，实践能力，同时要求我们变被动为主动，去图书馆查阅资料，上互联网查找有用信息，与老师探讨知识盲点等等，这些都让我们体会到了学习的乐趣。

商店迎宾机器人这个课题，需要我们先查阅大量的资料，做好充分的准备，搞懂理论原理。

接下来就是焊接电路，那是考验我们动手能力的，它需要我们细心，要有耐心，更要有信心。

其实无论此次做的这个课程设计是否成功，我们都学到了平时课堂学不到的宝贵财富。

没有人能随随便便成功，我们应该敢于尝试，勇于尝试，挑战自我，提升自我，这样才能有所进步。

最后希望自己能够有更多这样的机会体会学习的乐趣。

八.参考文献[1]. 梁廷贵《现代集成电路实用手册》·科学技术文献出版社编著[2].康华光，陈大钦.电子技术基础数字部分（第五版）. 北京: 高等教育出版社，2005年7月第五版[3]. 葛汝明. 电子线路实验与课程设计.山东大学出版社.杨元挺《电子技术技能训练》·电子工业出版社[4康华光，陈大钦.电子技术基础模拟部分（第五版）. 北京: 高等教育出版社，2005年7月第五版].[5]. 李萧郭明琼《常用数字集成电路原理与应用》·人民邮电出版社[6]. 余孟尝《数字电子技术基础简明教程》·高等教育出版社[7]. 李中发《数字电子技术基础》·中国水利水电出版社[8]. 曹国清《数字电路与逻辑设计》·中国矿业大学出版社[9]. 杨绪东刘景行《实用电子电路精选》·化学工业出版社。