基于51單片機(jī)紅外計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)(畢業(yè)論文)

1、紅外線自動計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)摘 要隨著今社會的飛速發(fā)展，越來越多的流水線上的產(chǎn)品和各種公共場所需要進(jìn)行自動計(jì)數(shù)。基于單片機(jī)構(gòu)成的產(chǎn)品自動計(jì)數(shù)器有直觀和計(jì)數(shù)精確的優(yōu)點(diǎn)，目前已在各種行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。數(shù)字計(jì)數(shù)器有多種形式，總體來說有接觸式和非接觸式兩種，在科技發(fā)展的今天，非接觸式紅外計(jì)數(shù)器得到了廣泛的應(yīng)用。本設(shè)計(jì)采用一對紅外發(fā)射接收管作為紅外計(jì)數(shù)器的信號檢測頭，具有價(jià)格低廉，抗干擾性好，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便等特點(diǎn)。 指導(dǎo)思想是利用紅外發(fā)光管發(fā)射紅外線，紅外接收管接收此紅外線，并將其放大、整流形成低電平信號.當(dāng)有人或物擋住紅外光時(shí)，接收管沒有接收到紅外信號，放大器將輸出高電平，同時(shí)將這個電平信號送入單片機(jī)

2、進(jìn)行控制計(jì)數(shù)，并且使數(shù)碼管顯示數(shù)值。這樣就得到要統(tǒng)計(jì)的人或物的數(shù)量。關(guān)鍵字：自動計(jì)數(shù)；單片機(jī)；數(shù)碼管 目 錄第一章 緒 論31.1、前言31.2、選題背景31.3、設(shè)計(jì)要求31.4、國內(nèi)外的研究概況31.5、此次設(shè)計(jì)研究的主要內(nèi)容應(yīng)解決問題3第二章 基于單片機(jī)構(gòu)成的產(chǎn)品自動計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)32.1、方案論證與選擇32.2、系統(tǒng)總體框圖和原理32.3、系統(tǒng)單元電路設(shè)計(jì)32.3.1、電源供電電路31. 橋式整流電路：3慮波電路分析3穩(wěn)壓電路32.3.2、紅外線檢測部分32.3.3、數(shù)碼管顯示部分32.3.3.1、LED數(shù)碼管的特點(diǎn)：32.3.3.2、數(shù)碼管動態(tài)掃描32.3.3.3、數(shù)碼管驅(qū)動部分32.

3、3.3.4、單片機(jī)計(jì)數(shù)及控制部分3復(fù)位電路3復(fù)位電路的分類33.4、系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)33.4.1、程序流程圖33.4.2、程序設(shè)計(jì)33.5、全電路圖33.5.1、原理圖33.5.2、PCB板圖3第三章 結(jié)論3謝 辭3第一章 緒 論1.1、前言在當(dāng)今社會飛速發(fā)展的今天，廠家基本采用流水線技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)作業(yè)，而怎樣對其線上的產(chǎn)品進(jìn)行實(shí)時(shí)的、有效的、精確的自動計(jì)數(shù)成為廣大生產(chǎn)廠家十分關(guān)注的問題。傳統(tǒng)的機(jī)械式或電子式計(jì)數(shù)器（主要是用數(shù)字電路集成組件組成）電路比較復(fù)雜，元器件數(shù)量較多，故障率較高，維修比較困難，而設(shè)置預(yù)定數(shù)值不太方便，功能不易更改且功能過于單一，適用范圍較窄。而基于單片機(jī)為核心控制的計(jì)數(shù)器

4、有著能夠?qū)崟r(shí)、精確、可靠、穩(wěn)定等計(jì)數(shù)優(yōu)點(diǎn)已成為廣大廠家的首先自動計(jì)數(shù)裝置。1.2、選題背景當(dāng)今社會，單片微型計(jì)算機(jī)技術(shù)迅速發(fā)展，基于單片機(jī)技術(shù)開發(fā)的計(jì)數(shù)設(shè)備和產(chǎn)品廣泛應(yīng)用到各個領(lǐng)域，單片機(jī)技術(shù)產(chǎn)品和設(shè)備促進(jìn)了生產(chǎn)技術(shù)水平的提高，企業(yè)迫切需要大量熟練掌握單片機(jī)技術(shù)并能開發(fā)、應(yīng)用和維護(hù)管理這些智能化產(chǎn)品的高級工程技術(shù)人才，單片機(jī)以體積小、功能強(qiáng)、可靠性高、性能價(jià)格比高等特點(diǎn)，已成為實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)步和開發(fā)機(jī)電一體化和智能化測控產(chǎn)品的重要手段，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)或部分實(shí)現(xiàn)，但要真正完美地實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，對于設(shè)計(jì)者來說，還有許多工作要做，而不是表面看來似乎發(fā)展到頭了，電子計(jì)數(shù)器是一種多功能的電子測量儀器，它利用

5、電子學(xué)的方法測出一定時(shí)間內(nèi)輸入的脈沖數(shù)目，并將結(jié)果以數(shù)字形式顯示出來。1.3、設(shè)計(jì)要求1. 整個系統(tǒng)有較強(qiáng)的抗干擾能力。2. 計(jì)數(shù)范圍：00993. 將計(jì)數(shù)值準(zhǔn)確顯示出來4. 具有自動清0能力1.4、國內(nèi)外的研究概況如今的產(chǎn)品自動計(jì)數(shù)器大多采用非接觸方式，早已開發(fā)出了多種型號的專用檢測芯片。而利用AT89C51為控制單元、輔以多種外圍硬件搭配而成的計(jì)數(shù)裝置已成為現(xiàn)在自動計(jì)數(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的潮流。而如何提高自動計(jì)數(shù)器的實(shí)時(shí)性、抗干擾能力、穩(wěn)定性是現(xiàn)在國內(nèi)外自動計(jì)數(shù)生產(chǎn)研究的主要課題，產(chǎn)品自動計(jì)數(shù)主要用于工廠的流水線眩，往往是處于高溫，高噪聲等極度惡劣的環(huán)境中，而AT89C系列單片機(jī)構(gòu)成的產(chǎn)品自動計(jì)數(shù)器

6、在這種環(huán)境中工作時(shí)往往會出現(xiàn)誤操作（單片機(jī)程序跑飛）或死機(jī)（程序進(jìn)入死循環(huán)），這也是基于單片機(jī)構(gòu)成的產(chǎn)品自動計(jì)數(shù)器存在的致命。1.5、此次設(shè)計(jì)研究的主要內(nèi)容應(yīng)解決問題基于單片機(jī)構(gòu)成的產(chǎn)品自動計(jì)數(shù)研究的主要內(nèi)容包括：如果構(gòu)成檢測電路、AT89C單片機(jī)用何種方式對外部計(jì)數(shù)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)顯示控制、LED顯示驅(qū)動模塊的選擇、AT89C單片機(jī)的擴(kuò)展。在這個設(shè)計(jì)中主要需要解決的問題是如何提高AT89C單片機(jī)的抗干擾能力以及穩(wěn)定性。第二章 基于單片機(jī)構(gòu)成的產(chǎn)品自動計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)2.1、方案論證與選擇方案一、如圖一圖一、方案一原理闡述：專業(yè)檢測芯片形成計(jì)數(shù)后送入控制單元AT89C51單片機(jī)，通過對它片內(nèi)計(jì)

7、數(shù)、顯示編程。74LS245是LED驅(qū)動芯片，可以同時(shí)驅(qū)動4個7段數(shù)碼管，AT24C02是EEPROM模塊，可以保存單片機(jī)運(yùn)算時(shí)的中間有用結(jié)果的芯片，是突然掉電，關(guān)斷電源或瞬間電源電壓不穩(wěn)定時(shí)，不會造成數(shù)據(jù)丟失或數(shù)據(jù)誤寫，也可以在上電后從中讀出其保存的數(shù)據(jù)內(nèi)容，大大增強(qiáng)了抗干擾的能力。方案二、圖二圖二、方案二原理闡述：紅外發(fā)射電路（以NE555為核心）和紅外接收電路（由LM567為核心）構(gòu)成紅外檢測單元及形成計(jì)數(shù)脈沖，計(jì)數(shù)顯示部分使用了四合一芯片CL102它是集譯碼、驅(qū)動、鎖存、顯示為一體。方案三、圖三圖三、方案三原理闡述：利用紅外接收發(fā)射管的特性（即紅外接收頭在有紅外光電阻原理分壓可取基準(zhǔn)電

8、壓，然后通過電壓比較器可輸出高低電平，當(dāng)有紅外光照射的時(shí)候，紅外接收管串聯(lián)的電阻分得的電壓很大，可使電壓比較器LM324輸出為低電平；當(dāng)無紅外光照射的時(shí)候，紅外接收頭串聯(lián)電阻分得的電壓很小，可使電壓比較器LM324輸出為高電平，然后通過單片機(jī)處理，可使輸出精準(zhǔn)的計(jì)數(shù)值。以上三個方案各有自己的優(yōu)點(diǎn)：方案一既可完美的實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品自動計(jì)數(shù)功能且能讓系統(tǒng)處于異常狀態(tài)和抗干擾時(shí)通過外圍專用芯片到非常好的解決，外圍電路架設(shè)相對簡單、在市場上屬于高端自動計(jì)數(shù)產(chǎn)品。同時(shí)它也暴露出一個重大問題；由于成本太貴的原因此類產(chǎn)品并沒有得到普及。如果用此方案進(jìn)行設(shè)計(jì)只需要了解各專用芯片的引腳功能以及外圍連接方法就可以實(shí)現(xiàn)自動

9、計(jì)數(shù)，并沒有很好的達(dá)到我人做畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的，故雖然這個方案最完美的一個方案也只有舍棄。方案二是一個簡易的產(chǎn)品自動計(jì)數(shù)器，價(jià)格低廉、計(jì)數(shù)精確，但在系統(tǒng)處于異常狀態(tài)時(shí)，工作十分不穩(wěn)定，也是屬于現(xiàn)在產(chǎn)品自動計(jì)數(shù)市場上的淘汰產(chǎn)品，僅用于在計(jì)數(shù)要求不高的場合中，這個方案太過于簡單故不選用。方案三是這次畢業(yè)設(shè)計(jì)用的方案，之所以選用主要是這個方案涉及的知識面廣且能達(dá)到精確、穩(wěn)定的自動計(jì)數(shù)，但也有一個致使的缺點(diǎn)，整個系統(tǒng)的抗干擾力較弱，系統(tǒng)掉電后不能保存數(shù)據(jù)，在系統(tǒng)牌異常狀態(tài)時(shí)容易出現(xiàn)誤操作或死機(jī)，這也是此設(shè)計(jì)看重的問題。2.2、系統(tǒng)總體框圖和原理系統(tǒng)總體框圖如圖四、圖四、系統(tǒng)總體框圖原理：電路的指導(dǎo)思想是紅

10、外發(fā)射管發(fā)射紅外線，紅外接收管接收紅外線，并且接收管當(dāng)有紅外線照射的時(shí)候，電阻比較小，當(dāng)無線外線照射的時(shí)候電阻比較大，這樣就可以通過一個電壓比較器和一個基準(zhǔn)電壓進(jìn)行對比，當(dāng)有光照的時(shí)候，紅外接收管電阻比較小，那么和其串聯(lián)的電壓分壓就會增大，所以電壓比較器將會輸出一高電平；當(dāng)無光照射的時(shí)候，紅外接收管的電阻比較大，這樣電壓比較器就會輸出一個低電平。這個便是外部計(jì)數(shù)電平信號，這個電平信號送入AT89C51單片機(jī)進(jìn)行計(jì)數(shù)控制，在經(jīng)過擴(kuò)展、顯示驅(qū)動完成最后的顯示過程。2.3、系統(tǒng)單元電路設(shè)計(jì)2.3.1、電源供電電路圖五-1、電源供電電路如圖五所示電源供電部分采用變壓器降壓、橋式整流、電容器濾波、三端穩(wěn)

11、壓器7805穩(wěn)壓后供電，電源用220V的家庭用電經(jīng)變壓器降至9V交流電，然后經(jīng)四個整流二極管（D1D4）組成的橋式整流成直流電壓，經(jīng)C1濾波后輸入7805芯片穩(wěn)壓成5V直流電源供紅外發(fā)射、接收電路、AT89C51等供電。1. 橋式整流電路：圖五-2、橋式整流電路橋式整流器是利用二極管的單向?qū)ㄐ赃M(jìn)行整流的最常用電路，常用來將交流轉(zhuǎn)變成為直流電。原理;橋式整流是對二極管半波整流的一種改進(jìn)。半波整流利用二極管單向?qū)ㄌ匦裕谳斎霕?biāo)準(zhǔn)正弦波的情況下，輸了獲得正弦波正半部分，負(fù)半部分則損失掉。橋式整流器利用四個二極管，兩兩對接，輸入正弦波的正半部分是兩只管導(dǎo)通，得到正的輸出，輸入正弦波的負(fù)半部分時(shí)，另

12、兩只管導(dǎo)通，由于這兩只管是反接的，所以輸出還是得到正弦波的正半部分。橋式整流器對輸入正弦波的利用率比半波整流高一倍。橋式整流是交流轉(zhuǎn)換成直流電的第一步。橋式整流也叫整流橋堆。橋式整流器是多只整流二極管作橋式連接，外用絕緣塑料封裝而成，大功率整流器在絕緣層外添加金屬殼包封，增強(qiáng)散熱。橋式整流器品種多，性能優(yōu)良，整效率高，穩(wěn)定性好，最大整流電流從0.5A到50A，最高反射峰值電壓從50V到1000V。濾波電路分析圖五-3、濾波電路整流電路是將交流電變成直流電的一種電路，但其輸出的直流電的脈動成分較大，而一般電子設(shè)備所需直流電源的脈動系數(shù)（電壓或電流的幅值與平均值之比，稱為脈動系數(shù)S）要求小于0.0

13、1，故整流輸出的電壓必須采取一定的措施，盡量降低輸出電壓中的脈動成分，同時(shí)要盡量保存輸出電壓中的直流成分，使輸出電壓接近于較理想的直流電，這樣的電路就是直流電源中的濾波電路。常用的濾波電路有無源濾波和有源濾波兩大類。無源濾波的主要形式有電容濾、電感濾波和復(fù)式濾波（包括倒L型、LC濾波、LCrr型濾波，也被稱為電子濾波器。直流電中的脈動成分的大小用脈動系數(shù)來表示，此值越大，則濾波器的濾波效果越差。脈動系數(shù)（S）=輸出電壓交流分量的最大值/輸出電壓的直流分量在交流電的角頻率一定的情況下R越大，C2越大，則脈動系數(shù)越小，也就是濾波效果就越好。而R值增大時(shí)，電阻上的直流壓降會增大，這樣就增大了直流電源

14、的內(nèi)部損耗； 若增大C2的電容量，又會電容器的體積和重量，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)起來也不現(xiàn)實(shí)。為了解決這個問題，我們在穩(wěn)壓前后各有濾波吸收電路，利用電容器的充放電，補(bǔ)償交流分量的電壓波動穩(wěn)壓電路圖五-4、三端穩(wěn)壓芯片2.3.2、紅外線檢測部分 圖六、紅外線檢測部分如圖六所示，紅外線檢測部分采用一對紅外發(fā)送接收管完成，當(dāng)電路正常工作時(shí)，無障礙物遮擋，紅外接收頭有紅外線照射，這時(shí)，紅外接收頭的電阻很小，大部分電壓都加在R3上，這正是電壓比較器LM324的正向輸入電壓，而負(fù)向輸入電壓由R4和R5分壓得到，而R3分得的電壓要大于此基準(zhǔn)電壓值，故這時(shí)電壓比較器LM324輸出高電平；當(dāng)在紅外發(fā)射接收管間有一不透光的障礙物

15、時(shí)，紅外接收頭無紅外線照射，這時(shí)紅外接收頭的電阻很大，大部分電壓都加在紅外接收頭上，這也是電壓比較器LM324的正向輸入電壓，而負(fù)向輸入電壓也是由R4和R5分壓得到，和原來電壓一樣，這時(shí)，R3分得的電壓要小于此基準(zhǔn)電壓值，故這時(shí)電壓比較器|LM324輸出低電平。2.3.3、數(shù)碼管顯示部分圖七、數(shù)碼管顯示部分顯示部分是通過74LS245作為數(shù)碼管的驅(qū)動級和兩個PNP三極管來完成位選操作。然后再通過軟件譯碼來完成，為了考慮到數(shù)碼管在動態(tài)掃描時(shí)，每點(diǎn)亮一個數(shù)碼管的時(shí)間很短暫，這樣就會影響到數(shù)碼管的亮度，故在此用74LS245作為數(shù)碼管的一個段選驅(qū)動級。而該設(shè)計(jì)中段碼輸出口是利用P0口作為輸出口，而P

16、0口是漏極開路，雖然有很強(qiáng)的灌電流能力，但拉電流能力很差，故在P0口上加一10的排阻作為上接電阻。上拉電阻的作用是，當(dāng)單片機(jī)的P0口上輸入為0時(shí)，上拉電阻上的電流直接流入單片機(jī)中，使數(shù)碼管的段碼上傷保持低電平，故在這時(shí)數(shù)碼管不發(fā)光；而當(dāng)單片機(jī)的P0口輸出為0時(shí)，這時(shí)上拉電阻的有能使電流灌入單片機(jī)中，故排阻上的電流流入數(shù)碼管中，因此這時(shí)數(shù)碼管發(fā)光（這里用的是共陰數(shù)碼管）。 圖八、共陰數(shù)碼管原理圖圖九、共陽數(shù)碼管原理圖數(shù)碼管實(shí)際上就是八個發(fā)光二極管，它們以兩種方式連接，如果將其陰極連接在一起，這種方式構(gòu)成的數(shù)碼管成為共陰數(shù)碼管；如果將其陽極連接在一起，這種方式構(gòu)成的數(shù)碼管為共陽數(shù)碼管。2.3.3.

17、1、LED數(shù)碼管的特點(diǎn)： 由于多位LED數(shù)碼管所有段選線皆由一個8位I/O口控制，因此，在每一瞬間，我位LED會顯示相同的字符，要想每位顯示不同的字符，就必須采用掃描方法輪流點(diǎn)亮各位LED，即在每一瞬間只使某一位顯示字符。在此瞬間，段選控制I/O輸出相應(yīng)字符段選碼（字型碼），而位選則控制I/O口在該顯示位送入選通電平（因?yàn)長ED為共陰時(shí)，則送入低電平，LED為共陽時(shí)，則送入高電平），以保證該位顯示相應(yīng)字符，輪流，使每位分時(shí)顯示該位應(yīng)顯示的字符。段選碼、位選碼每送入一次后延時(shí)1ms，因人眼的視覺暫留時(shí)間為0.1s：（100ms），所以每位顯示的間隔不必超過20ms，并保持延時(shí)一段時(shí)間，以造成視覺

18、暫留效果，給人看上去每個數(shù)碼管總在亮。2.3.3.3、數(shù)碼管驅(qū)動部分圖十、74LS245引腳圖引腳功能：A：A總線端B: B總線端：三態(tài)允許端（低電平有效）DIR：方向控制端功能表DIR操作LLB端流向A端LHA端流向B端HX高阻利用74LS245可將單片機(jī)輸出的4個TTL門電流提高到每人口為8個TTL門，中樣提高了數(shù)碼管的段選輸入電流，從而提高數(shù)碼的亮度。2.3.3.4、單片機(jī)計(jì)數(shù)及控制部分圖十一、單片機(jī)計(jì)數(shù)部分計(jì)數(shù)部分：計(jì)數(shù)部分如圖十一所示。由單片機(jī)AT89C51控制完成?；驹頌楫?dāng)紅外檢測部分檢測到有物體經(jīng)過時(shí)，紅外接收電路的串聯(lián)電阻會分壓減小，從而使電壓比較器的正向輸入端小于負(fù)向輸入

19、端的電壓，從而使電壓比較器輸出一個低電平信號，這個信號將供給單片機(jī)進(jìn)行計(jì)數(shù)控制。計(jì)數(shù)部分有三種方案：外部中斷、T0或T1計(jì)數(shù)器脈沖統(tǒng)計(jì)、查詢法。T0或T1計(jì)數(shù)器主要作用是在一定時(shí)間內(nèi)計(jì)數(shù)脈沖的個數(shù)，我們在這里并非研究對象為在一定時(shí)間內(nèi)通過物品的數(shù)量，而是實(shí)時(shí)地在顯示器上顯示數(shù)當(dāng)前的計(jì)數(shù)值，故我們這里不能采用T0或T1計(jì)數(shù)器的方式；查詢法是CPU在一定時(shí)間內(nèi)或是時(shí)刻地在查詢是否有計(jì)數(shù)脈沖產(chǎn)生。我們知道，CPU每查詢一個脈沖大約用到的時(shí)間是一個機(jī)器周期，也就是12個振蕩周期，即1s的時(shí)間，相對于單片機(jī)的運(yùn)行速度而言，外部流水線的傳輸速度實(shí)在太慢，如果執(zhí)意要用查詢法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)物體的傳輸速度，這樣對于單

20、片機(jī)的時(shí)間資源太浪費(fèi)，我們在設(shè)計(jì)單片機(jī)產(chǎn)品中，時(shí)間資源和空間資料特別珍貴，不能輕易浪費(fèi)，故查詢方案舍棄。外部中斷法是利用P3.2口的第二功能，INT0中斷，這時(shí)，當(dāng)有一低電平產(chǎn)生時(shí)，單片機(jī)將自動進(jìn)入中斷服務(wù)程序，進(jìn)行處理外部中斷問題，但在這時(shí)，由于外界干擾或者物體的特性，可能會進(jìn)行反復(fù)地中斷觸發(fā)，這樣可能會造成誤計(jì)，重計(jì)等錯誤后果，在這里我們處理的辦法是我們不再利用電平觸發(fā)，而采用負(fù)邊沿觸發(fā)方式，這樣只有產(chǎn)生一個完整的脈沖，才會有負(fù)邊沿產(chǎn)生，這樣就可以在很大程序上解決了誤差的問題。綜上所述，在本設(shè)計(jì)在最合理的是采用外部中斷方式計(jì)數(shù)。4K字節(jié)FLASH閃爍存儲器、128字節(jié)內(nèi)部RAM、32個I/

21、O口線、兩個16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器、一個5向量兩級中斷、一個全雙工串行通信口、片內(nèi)振蕩電路、同時(shí)AT89C51可降至0HZ的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩個軟件的節(jié)電工作模式?？臻e方式停止CPU的工作，但是允許RAM、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電后保存ROM的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其他所有部件工作直到下一個硬件復(fù)位。圖十二、AT89C51單片機(jī)外型圖十三、AT89C51P3口功能AT89C51共有四十個引腳，采用雙列直插式封閉，各引腳功能如下：P0P3：數(shù)據(jù)輸入輸出端口。P0口：一個漏極開路的8位準(zhǔn)雙向I/O端口，作為漏極開路的輸出端口，每位能驅(qū)動8個LS型TTL負(fù)載。當(dāng)P0口作

22、為輸入口使用時(shí)，應(yīng)先向口鎖存器（地址80H）定入全1，此時(shí)P0口的全部引腳浮空，可作為高阻抗輸入。作輸入口作用時(shí)要先寫我，這就是準(zhǔn)雙向的含義。P1口：一個帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O端口，P1的輸出緩沖器可驅(qū)動（吸收或輸出電流方式）4個TTL輸入。對端口寫1時(shí)，能過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，這時(shí)可用作輸入口。P1作輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號拉低的引腳會輸出一個電流（）。P2口：一個帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O端口。P2的輸出緩沖器可驅(qū)動（吸收或輸出電流方式）4個TTL輸入。對端口寫1時(shí)，通過內(nèi)部的上接電阻把端口拉到高電位，這時(shí)可用作輸入口。P2作輸入口使用

23、時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被部信號拉低的引腳會輸出一個電流（）。P3口:一個還內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O端口。P3的輸出緩沖器可驅(qū)動（吸收或輸出電流方式）4個TTL輸入。對商品寫1時(shí)，通過內(nèi)部的上拉電阻把商品拉到高電位，這時(shí)可用作輸入口。P3作輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號拉低的引腳會輸出一個電流：（）。在AT89C51中，P3口還用于一些復(fù)用的功能，即第二功能，其復(fù)用功能如圖十三所示。此外，RST引腳是復(fù)位信號的輸入端，復(fù)位信號是高電平有效，其有效時(shí)間應(yīng)持續(xù)24個振蕩周期（即二個機(jī)器周期）以上，若使用頻率為6MHZ晶振，則復(fù)位信號持續(xù)時(shí)間應(yīng)超過4s，才能完成復(fù)位操作

24、。復(fù)位電路整個復(fù)位電路包括芯片內(nèi)、外兩部分。外部電路（如圖十四）產(chǎn)生的復(fù)位信號送至施密特觸發(fā)器，再由片內(nèi)復(fù)位電路在每個機(jī)器周期的S5P2時(shí)施密特觸發(fā)器的輸出進(jìn)行采樣，然后才得到內(nèi)部復(fù)位操作所需要的信號。圖十四、復(fù)位電路邏輯圖復(fù)位電路的分類復(fù)位電路又分為手動復(fù)位，上電復(fù)位和看門狗復(fù)位。上電復(fù)位：在加電瞬間電容通過充電來實(shí)現(xiàn)的，其電路如圖十五所示。在通電瞬間，電容C通過電阻R充電，RST端出現(xiàn)正脈沖，用以復(fù)位。圖十五、上電復(fù)位電路手動復(fù)位：所謂手動復(fù)位就是通過一按鍵開關(guān)，使單片機(jī)進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)。系統(tǒng)在上電運(yùn)行后，需要復(fù)位，通過手動得利 位來實(shí)現(xiàn)，一般是阻容復(fù)位和手動復(fù)位相結(jié)合。圖十六、手動復(fù)位電路看

25、門狗復(fù)位：看門狗（以max813為例）是一種監(jiān)控單片機(jī)是否出問題和上電復(fù)位的一咱專用芯片，它在單片機(jī)上電的時(shí)候可以給出上電復(fù)位信號，當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)行正常工作的時(shí)候，要在1.6秒之內(nèi)要給出一個脈沖信號，否則看門狗就會發(fā)出一個復(fù)位信號至單片機(jī)的復(fù)位角，使單片機(jī)復(fù)位，這種操作一般在程序中處理。圖十七、看門狗復(fù)位電路3.5、全電路圖3.5.1、原理圖3.5.2、PCB板圖第3章 結(jié)論在研究這個畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，曾經(jīng)遇到了許多麻煩：在單元的選擇上光電傳感器還是紅外對射式，還是用紅外發(fā)送接收管曾經(jīng)讓我迷茫。在單片機(jī)的選擇上是選擇內(nèi)部具有4KB字節(jié)的閃爍存儲器的AT89C51還是還選擇具有8K的AT89C2051

26、或是STC89C51曾經(jīng)也讓我困惑不已（其實(shí)任選一款都可以實(shí)現(xiàn)，但是曾經(jīng)考慮的是資源浪費(fèi)和元件的價(jià)格問題）。而最讓我感到迷茫的是是否用紅外發(fā)射接收管能產(chǎn)生高低電平或是脈沖信號，怎樣實(shí)現(xiàn)讓其產(chǎn)生脈沖或電平的跳變信號。其實(shí)通過設(shè)計(jì)要求可以看出根本不需要對AT89C51進(jìn)行過多的考慮，也不需要對其進(jìn)行任何擴(kuò)展，就可以利用七段數(shù)碼管進(jìn)行計(jì)數(shù)，但在計(jì)數(shù)過程中，由于利用的是動態(tài)掃描，第一次做實(shí)驗(yàn)的過程中，數(shù)碼管很暗，后來增加了一個驅(qū)動級，才使數(shù)碼管正常發(fā)光?；趩纹瑱C(jī)構(gòu)成的產(chǎn)品自動計(jì)數(shù)器能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)、穩(wěn)定、精確的計(jì)數(shù)。如果要對這個課題進(jìn)行深入的研究可以采用AT89S52為控制單元的產(chǎn)品自動計(jì)數(shù)器在配合專用

27、數(shù)據(jù)保護(hù)芯片（如AT24C02）、單片機(jī)專用保護(hù)芯片、看門狗自動動復(fù)位芯片（MAX813）、按鍵設(shè)定計(jì)數(shù)上限報(bào)警功能等就可以很好的提高整個系統(tǒng)的性能和實(shí)用性。產(chǎn)品自動計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)的抗干擾問題永遠(yuǎn)是設(shè)計(jì)者們研究的課程！只要能有效的遏制這個缺陷形成一個優(yōu)質(zhì)的自動技術(shù)產(chǎn)品指日可待?。ˋT89C51單片機(jī)允許工作的溫度范圍：-55150，工作的頻率范圍上限是：24MHZ）。畫插圖過程中，一開始想利用word本身制作，可word畫出的圖果不僅不好，而且如果文章一有點(diǎn)小改動，插圖無法連接，分散開來，這樣修改起來又不方便。后來想到用Auto CAD繪制，這樣就不會因?yàn)槲恼轮虚g有改動而得重新整合插圖了。繪制PCB板的時(shí)候，由于Altium Designer 9.3軟件本身沒有我們所需要的所有元件庫，這樣使用起來不是得心應(yīng)手，后來經(jīng)過一整天的上網(wǎng)查資料和查了書上繪制原理圖到PCB板的過程后，得知Altium Designer 9.3是可以在繪制原理圖過程中，隨意改封裝，而且