定额——超产自动计数仪

本仪器可以在生产进行过程中，随时对完成生产定额的数量、或者对已经完成生产定额以后的超产数量，实行自动计数，并用数码管显示。显示数字可以同时引到厂长室或车间调度室，所以除了操作者本人能看到自己的生产数量外，调度人员和领导部门也能随时看到生产的进度，以利于实行计划生产和管理。

这种计数仪可用以对织布、印染、橡胶、造纸等的产量计量，对钟表零件、缝纫机零件、小五金等小型零部件的产量计量，对卷烟、铅笔、酒瓶、罐头、药片等的产量计量等等。

生产定额通过拨盘开关预先设定，并置入仪器中，位数的多少视实际需要而定，这里采用五位数。通过拨盘任意选取1至99999间的某个数。在生产过程中，从预置的定额开始作减法计数，随着生产数量的增加，显示数字渐趋于零，减至零表示已完成生产定额。在完成定额过程中，仪器显示数字前出现“－”号，仪器作减法计数，待减至零后再继续生产时，显示数字前出现“+”号，表示已超产，从出现“＋”号起仪器自动改作加法计数。

接收信号的检测器采用红外光电探头，包括红外发光管和光敏接收管，用遮挡光照的办法取得计数信号。

假如一个工人操作几台机器，这些机器的产量需要合在一起计算，则红外光电探头可采用多个，每台机器上安装一个，不论遮挡哪个探头，都能产生计数信号，多个探头形成“或”逻辑关系，计数信号输入同一个计数器，计数器对来自所有探头的信号累计计数。

定额——超产计数仪原理方框图见图1，线路见图2。它由五个单元组成：（1）定额预置单元。所谓预置，包括预先设定和预先置入两个含义。通过五个拨盘开关，预先设定规定的生产定额，再通过按钮开关N\(_{1}\)，将定额数预先置入计数器。（2）计数显示单元。这个单元的作用是接收计数信号，进行译码显示。在完成定额阶段，计数器作减法计数，在超产阶段，计数器作加法计数。（3）加减控制单元。这个单元的作用是：完成定额前控制计数器作减法计数，符号管显示“-”；完成定额以后，控制计数器改作加法计数，符号管显示“＋”。（4）门控单元。每当计数器减到零时，产生一个控制信号，传送到加减控制单元，使计数器接收到这个控制信号后，由减法计数改为加法计数。（5）光电输入单元。用于产生计数信号，根据生产具体情况，安装光电探测头，取得完成生产定额和实现超产的光电信号。

仪器外形面板见图3，除电源开关、五个荧光数码管和一个符号管之外，还有一组拨盘开关，一个启动按钮N\(_{2}\)以及一个预置定额按钮N1。光电输入插孔在仪器的后盖上。

首先将生产定额通过拨盘开关预先设定，然后接通电源开关，再按动一下N\(_{1}\)，设定的生产定额便置入计数器。接着再按动一下N2，符号管就出现“－”，仪器作好了从预置数开始作减法计数的准备。这时接收到的光电输入脉冲将使显示数字逐个减少，直至减到零，符号管由“－”自动变“＋”，再接收到光电输入脉冲时，显示数字将由零逐个增大。

整机线路见图2。用五只KBP－1、4WID型拨盘开关（图中B\(_{1}\)5）预设定额数字，这种拨盘开关有四个输出端，它能把选取的十进制数字变换成二进制代码输出，按8421代码决定计数器C181的四个输入端的电平高低。

图2中的C181是一种可预置数的二—十进制可逆计数器，图4a是它的引线排列图，它具有以下特性：（1）它是一种二—十进制计数器，用二进制代码表示十进制数，二进制代码和十进制数之间的关系见表1。（2）它是一种可逆计数器，既可作加法也可作减法，由两个计数输入端CP\(_{U}\)和CPD来控制（这叫做双时钟）。作加法计数时，从CPU输入计数信号，CP\(_{D}\)要处于高电平“1”状态；作减法计数时，从CPD输入计数信号，CP\(_{U}\)要处于高电平“1”状态。计数器输出状态的变化发生在计数信号（或称时钟信号）的上升沿到来时刻。从表1中看出，进位发生于加到“1001”后变为“0000”时刻，借位发生于减到“0000”后变为“1001”时刻。（3）它是一种可预置数计数器，即它的起始状态可以预先设定，通过置数选通端P-E来控制，通过置数输入端A\(_{入}\)入、C\(_{入}\)、D入来确定。平时PE处于“1”状态，当P-\(_{E}\)=“0”时，置数输入端的二进制状态，变成计数器的状态。（4）它有进位输出端C0和借位输出端B\(_{0}\)。把输出端分开，便于多级相连，无需再外加电路。（5）复位端平时为“0”，当R=“1”时计数器复位。

C181的上述特性可以通过表2概括表示出来：

门控单元用了五个或非门（门9～13），从这里得到零信号，因为只有当计数器的输出呈“0000”时，或非门输出才为“1”，当计数器呈1～9的任何其它状态时，或非门输出均为“0”。还用了一个与非门14，只有当与非门14的所有输入端全部为“1”，也即是五位计数器全部为零、五个或非门输出全部呈“1”状态时，与非门14的输出才为“0”状态。

加减控制单元运用了两组RS触发器，与非门1、2为一组，与非门3、4为另一组（见图2）。与非门有如下特性：“输入有低、输出为高；输入全高、输出为低”。所以按“启动”钮后，使门1输出为“1”，门2输出为“0”，门3输出为“0”，门4输出为“1”，如表3所示，门7输出为高电平，门8输出计数信号，即C181的CPU=“1”，从CPD输入计数信号，这时C181作减法计数。表3中写着“通过”字样表示这个门电路“允许计数脉冲信号通过”，也就是说，这个门将输出计数信号。当计数器减到零，门14输出端由“1”变“0”，这个低电平使两个RS触发器翻转，出现表3中加法计数的状态，门8输出为1，门7输出计数信号，即C181的CP\(_{D}\)=“1”，从CPU输入计数信号，这时C181改为作加法计数。

至于符号管的连接，参看图2，横道线处于常亮状态，竖道线连于门2的输出端，只在加法计数时才点亮，平时处于常暗状态。

定额——超产自动计数仪的光电输入电路见图5，光电探头各点的波形见图6，光电脉冲宽度由公式τ=RCln\(\frac{V}{_{DD}}\)VDD-V\(_{T}\)+决定，其中VDD是CMOS集成电路的电源，一般取10V，V\(_{T}\)+是CMOS斯密特电路的正向触发电平，大约6～8V，R、C是图5中的电阻、电容值。图中“CMOS斯密特触发器”的型号是CH40106，每一片集成电路中包含六个斯密特触发器。

为了防止光电脉冲的重叠，造成漏计数，需要将光电脉冲变窄。脉冲宽度的具体数值，则要根据实际情况来决定，一般取几十微秒，这时R取20KΩ，C取1000PF。

多输入端或门，可采用CMOS8输入端多功能门，型号为C041，管脚引线排列见图4b。A、B……H是8个输入端，Exp为扩展端，J输出端，K\(_{a}\)、Kb、K\(_{c}\)、Kd为控制端。当或非门用时，K\(_{a}\)=Kb＝K\(_{c}\)=“0”，不用的输入端接地；当或门用时，Ka=K\(_{b}\)=“0”，Kc=“1”，不用的输入端接地；当与门用时，K\(_{a}\)＝“1”，Kb=K\(_{c}\)＝“0”，不用的输入端接+10V；当与非门用时，Ka=K\(_{c}\)=“1”，Kb＝“0”，不用的输入端接+10V。使用是很方便的。

图2中译码（C305）显示部分为常用电路，不再重复。整机电源见图7。（凌肇元）