課程設(shè)計(jì)論文基于89C52單片機(jī)設(shè)計(jì)的紅外計(jì)數(shù)器

1、基于89c52單片機(jī)的紅外計(jì)數(shù)器課程設(shè)計(jì)報(bào)告題 目：基于89c52單片機(jī)的紅外計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)組 別：第二大組成 員： 專 業(yè)：光電信息科學(xué)與工程班 級(jí)：指導(dǎo)老師： 時(shí) 間：2015年 6月 電子與信息工程學(xué)院基于89c52單片機(jī)設(shè)計(jì)的紅外計(jì)數(shù)器摘要：計(jì)數(shù)器在人們?nèi)粘Ｉ钪袘?yīng)用越來越多，已成為不可缺少的必需品。本文介紹了紅外計(jì)數(shù)器的發(fā)展前景和現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)了一種由89c52單片機(jī)控制來實(shí)現(xiàn)的紅外計(jì)數(shù)器，詳細(xì)闡述了紅外計(jì)數(shù)器的工作原理和構(gòu)成，討論了各模塊的實(shí)現(xiàn)方法，并對(duì)它們進(jìn)行了嚴(yán)格的理論邏輯推敲和實(shí)驗(yàn)測試，以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。關(guān)鍵詞：自動(dòng)計(jì)數(shù)，紅外檢測，lcd1602 引言：隨著人們生活水平的不斷提高，人們

2、越來越追求人性化的事物，計(jì)數(shù)器是不可缺少的必需品。本文所設(shè)計(jì)的計(jì)數(shù)器采用紅外線激光方式，抗干擾性好。可靠性高，可用于測量賓館、飯店、商場、超市、博物館、展覽館、車站、碼頭、銀行等場所的人員數(shù)量及人員流通數(shù)量。該產(chǎn)品應(yīng)用光法，也可以測量流水線上的產(chǎn)品數(shù)量，以及可檢查產(chǎn)品有無缺損。因此，研究計(jì)數(shù)器及擴(kuò)大其應(yīng)用，有著非常現(xiàn)實(shí)的意義。1 紅外技術(shù)的介紹 紅外技術(shù)的內(nèi)容包含四個(gè)主要部分：紅外輻射的性質(zhì)，其中有受熱物體所發(fā)射的輻射在光譜、強(qiáng)度和方向的分布；輻射在媒質(zhì)中的傳播特性反射、折射、衍射、和散射；熱點(diǎn)效應(yīng)和光電效應(yīng)等。紅外元件、部件的胭脂，包括輻射源、微型制冷器、紅外窗口材料和濾光電等。把各種紅外元

3、件、部件構(gòu)成系統(tǒng)的光學(xué)、電子學(xué)和精密機(jī)械的組成部分。紅外技術(shù)在軍事上和國民經(jīng)濟(jì)中有著廣泛的應(yīng)用。 紅外技術(shù)有很多應(yīng)用，例如在夜晚可以用看見物體的紅外線來確定物體的位置；用一個(gè)紅外線發(fā)射器和一個(gè)紅外線接收器在生產(chǎn)商可以計(jì)算商品的數(shù)量；軍事上可以用來防止敵人入侵，當(dāng)紅外線發(fā)射器和接收器被擋住，警報(bào)就會(huì)想；在醫(yī)學(xué)上還可以查看人的病情等等。 紅外計(jì)數(shù)器氛圍對(duì)射式和反射式良好宗地那路。對(duì)射式紅外線是一個(gè)發(fā)射頭和一個(gè)接收頭在中間如有物件通過就遮擋一下光線，輸出脈沖信號(hào)觸發(fā)計(jì)數(shù)電路；反射式紅外線是把發(fā)射頭和接收頭做在一起成為一個(gè)紅外探頭，當(dāng)探頭前有一個(gè)物件出現(xiàn)就把發(fā)射頭的紅外線反射給接收頭，探頭輸出一個(gè)脈沖

4、給計(jì)數(shù)器技術(shù)。 本文所設(shè)計(jì)的計(jì)數(shù)器是采用紅外線遮光方式，利用紅外對(duì)管做計(jì)數(shù)器傳感器，當(dāng)有物體通過時(shí)光被遮住，接收模塊輸出一個(gè)高電平脈沖，對(duì)此脈沖進(jìn)行技術(shù)，就可實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品的統(tǒng)計(jì)，并顯示在lcd1602顯示屏上，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品的統(tǒng)計(jì)?；谶@種光電檢測原理，配合組成集成電路，就可設(shè)計(jì)對(duì)射式紅外計(jì)數(shù)器。實(shí)踐證明，該裝置抗干擾能力強(qiáng)，工作穩(wěn)定，技術(shù)準(zhǔn)確。2 設(shè)計(jì)任務(wù)與設(shè)計(jì)要求2.1 設(shè)計(jì)任務(wù) 實(shí)現(xiàn)數(shù)字式光電計(jì)數(shù)器的功能，當(dāng)用遮擋物按某一方向擋住紅外發(fā)射器并移開之后，它就自動(dòng)計(jì)數(shù)加一2.2 設(shè)計(jì)要求 該計(jì)數(shù)器可將機(jī)械火人工技術(shù)方式變?yōu)殡娮蛹夹g(shù)，并且采用lcd1602顯示屏顯示，在電源輸入5v電壓，經(jīng)過光

5、電輸入電路、技術(shù)脈沖形成電路、顯示屏技術(shù)電路玩成電路功能。3 紅外計(jì)數(shù)器的工作原理 紅外計(jì)數(shù)器電路的工作原理是：該電路由最小系統(tǒng)電路，光電輸入電路，光電輸出電路，輸出比較電路，顯示電路組成，利用被檢測物體對(duì)紅外光的遮擋，從而檢測物體的有無。物體不限于金屬，所有能遮擋紅外光的物體均可以被檢測。紅外對(duì)射管將輸入電流在發(fā)射器上轉(zhuǎn)換為光信號(hào)射出，接收管再根據(jù)接收到的光線強(qiáng)弱或有無對(duì)目標(biāo)物體進(jìn)行探測。每當(dāng)物體通過紅外對(duì)射關(guān)中間一次，紅外光被遮擋一次，光電接收管的輸出電壓發(fā)生一次變化，這個(gè)變化的電壓信號(hào)通過放大和處理后，形成技術(shù)脈沖，去觸發(fā)一個(gè)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，便可實(shí)現(xiàn)毒物件的技術(shù)統(tǒng)計(jì)。紅外計(jì)數(shù)器總體框圖如圖

6、一所示光檢測信號(hào)放大計(jì)數(shù)器加一顯示計(jì)數(shù)數(shù)字 圖一4 主體電路的設(shè)計(jì)4.1核心板電路設(shè)計(jì) 核心電路板我們選用stc89c52單片機(jī)，是stc公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能cmos8位微控制器，具有8k在系統(tǒng)可編程flash存儲(chǔ)器。stc89c52使用經(jīng)典的mcs-51內(nèi)核，但做了很多的改進(jìn)使得芯片具有傳統(tǒng)51單片機(jī)不具備的功能。在單芯片上，擁有靈巧的8位cpu和在系統(tǒng)可編程flash，使得stc89c52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。 該芯片正常工作需要時(shí)鐘電路和5v電源，時(shí)鐘電路我們選用了12m晶振和30pf電容，保證芯片的工作頻率為12mhz。電路圖如圖二所示 圖二4.

7、2 光電發(fā)射裝置 光電發(fā)射裝置采用5v電源，陽極接了一個(gè)1k歐的限流電阻，防止led被擊穿，負(fù)極接在了89c52單片機(jī)的一個(gè)引腳上。通過單片機(jī)控制紅外led的發(fā)光。4.3 光電接收裝置 光電接收裝置使用普通的紅外接收三級(jí)管，在使用過程中我們了解到89c52單片機(jī)只識(shí)別5v和0v數(shù)字電壓，而紅外接收三極管當(dāng)紅外接收的有無變化時(shí)并沒有較大的電壓變化，大概在4v-3v電壓之間，這樣都會(huì)被單片機(jī)識(shí)別為高電壓，無法識(shí)別電壓的跳變，于是我們采用了lm393電壓比較器，它的工作原理是設(shè)置一個(gè)基準(zhǔn)電壓，然后設(shè)置一個(gè)比較電壓，當(dāng)輸入電壓大于比較電壓時(shí)，輸入基準(zhǔn)電壓，當(dāng)輸入電壓小于比較電壓時(shí)，輸出0v電壓。這樣可

8、以完美解決了光電三極管接收信號(hào)后無法處理成數(shù)字信號(hào)的問題?；鶞?zhǔn)電壓我們?cè)O(shè)置為單片機(jī)可以識(shí)別的5v，而比較電壓我們接上了一個(gè)滑動(dòng)變阻器，這樣可以自由控制比較電壓的輸入，可以適應(yīng)不同紅外環(huán)境下的技術(shù)問題。具體電路如圖三圖三4.4 計(jì)數(shù)器顯示裝置 計(jì)數(shù)器顯示裝置我們采用lcd1602顯示屏來顯示所計(jì)產(chǎn)品數(shù)量1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的點(diǎn)陣型液晶模塊。它由若干個(gè)5x7或者5x11等點(diǎn)陣字符位組成，每個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符，每位之間有一個(gè)點(diǎn)距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用，正因?yàn)槿绱怂运荒芎芎玫仫@示圖形（用自定義cgra

9、m，顯示效果也不好）。1602lcd是指顯示的內(nèi)容為16x2,即可以顯示兩行，每行16個(gè)字符液晶模塊（顯示字符和數(shù)字）。市面上字符液晶大多數(shù)是基于hd44780液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此基于hd44780寫的控制程序可以很方便地應(yīng)用于市面上大部分的字符型液晶。具體驅(qū)動(dòng)電路如圖四 圖四5 成品展示焊接方面我們用了普通的洞洞板進(jìn)行焊接，沒有使用pcb加工技術(shù)，因?yàn)槟菢訒?huì)使成本增加。最終成品如下圖。 正面 反面 側(cè)面?zhèn)让婵梢钥闯鑫覀冊(cè)诤附舆^程中充分利用了洞洞板的空間，將時(shí)鐘電路焊在芯片的下方，將顯示電路焊接在芯片的上方。這樣大大節(jié)約了體積，使其變得更美觀6 程序/*采用12mhz晶振*/

10、#include<reg52.h>#include<string.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned int/*定義使用的io口*/sbit flag=p33;sbit led=p32;sbit lcde=p25;sbit lcdrs=p27;sbit lcdrw=p26;sbit reset=p34;sbit stop=p35;/*全局字符數(shù)據(jù)*/uchar code table1="products number:"/輸入密碼字符-15uchar number6=0,0,0,0,0

11、,0;/*延時(shí)毫秒函數(shù)*/void delayms(uint z)uint x,y;for(x=z;x>0;x-)for(y=120;y>0;y-);/*lcd1602寫命令函數(shù)*/void lcd1602_write_com(uchar com)lcdrs=0;/lcd1602使能端lcdrw=0;/lcd1602寫操作p0=com;delayms(5);lcde=1;delayms(5);lcde=0;/*lcd1602寫數(shù)據(jù)函數(shù)*/void lcd1602_write_dat(uchar dat)lcdrs=1;lcdrw=0;p0=dat;delayms(5);lcde=1

12、;delayms(5);lcde=0;/*lcd1602初始化程序*/void lcd1602_init()lcde=0;lcd1602_write_com(0x38);/設(shè)置16*2顯示，5*7點(diǎn)陣，8位數(shù)據(jù)接口lcd1602_write_com(0x0c);/設(shè)置開顯示，顯示光標(biāo)，光標(biāo)閃爍/*（00001dcb，d=1：開顯示，c=1：顯示光標(biāo)，b=1：光標(biāo)閃爍）*/lcd1602_write_com(0x06);/寫一個(gè)字符后地址指針加1lcd1602_write_com(0x01);/顯示清零，數(shù)據(jù)指針清零void enter_number()uchar j;lcd1602_init(

13、);lcd1602_write_com(0x80);for(j=0;j<17;j+)lcd1602_write_dat(table1j);delayms(5);lcd1602_write_com(0x80+0x40);void print_number()int i,j;lcd1602_write_com(0x80+0x40);for(i=0;i<6;i+)j=numberi;lcd1602_write_dat(j+48);void main()int i,stop_flag=0,reset_flag=0; led=0; stop=1; reset=1; enter_number(

14、); while(1) print_number(); if(flag!=0) while(flag!=0);number5+;if(number5>9)number5=0;if(number5=0)number4+;if(number4>9)number4=0;if(number4=0)number3+;if(number3>9)number3=0;if(number3=0)number2+;if(number2>9)number2=0;if(number2=0)number1+;if(number1>9)number1=0;if(number1=0)number0+;if(number0>=9)number0=0; 7 結(jié)論本文設(shè)計(jì)的紅外計(jì)數(shù)器在日常生活及生產(chǎn)科研中有著廣泛的用途。該計(jì)數(shù)器采用紅外