光電式傳感器應(yīng)用課程設(shè)計(jì)

1、傳 感器應(yīng)用課程設(shè)計(jì)系別：機(jī)械工程系專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化班級(jí)：機(jī)自082姓名：孟祥杰日期：2010年12月23日目錄目錄·······································&#

2、183;················2第一章：設(shè)計(jì)題目································

3、;············3第二章：設(shè)計(jì)要求····································&#

4、183;·······3第三章：題目分析·········································

5、;···3第四章：整體構(gòu)思············································4第五章：具體實(shí)

6、現(xiàn)············································4 5.1電源部分····&#

7、183;······································45.2光電檢測部分·········

8、3;·····························45.3單片機(jī)控制計(jì)數(shù)部分··················

9、83;···············55.4顯示部分·································&

10、#183;·········75.5報(bào)警器部分······································

11、3;··85.6程序設(shè)計(jì)部分·······································95.7焊接部分·····

12、3;·····································11第六章：定性說明···········

13、··································11第七章：實(shí)驗(yàn)時(shí)遇到的困難和排除措施·············

14、;··················11第八章：設(shè)計(jì)心得體會(huì)······························

15、;···········12第九章：參考文獻(xiàn)·····································&

16、#183;·······12第十章：附錄·········································

17、;········14傳感器應(yīng)用課程設(shè)計(jì)組員：孟祥杰，周楊，祖傲松，彭海明，陳飛，鄭金福一、設(shè)計(jì)題目：基于單片機(jī)的工業(yè)產(chǎn)品自動(dòng)計(jì)數(shù)器二、設(shè)計(jì)要求：1、數(shù)碼管可以顯示產(chǎn)品個(gè)數(shù)（0-99），自由設(shè)定產(chǎn)品報(bào)警個(gè)數(shù)（比如8），當(dāng)產(chǎn)品數(shù)目是8的個(gè)數(shù)時(shí)，發(fā)出報(bào)警（蜂鳴器響）。2、獨(dú)立設(shè)計(jì)電路，應(yīng)包括單片機(jī)小系統(tǒng)、紅外光電開關(guān)、數(shù)碼管顯示部分。 3、五人一組，每組選一個(gè)組長。三、題目分析：當(dāng)今社會(huì)，隨著人們物質(zhì)生活的不斷提高，電子產(chǎn)品已經(jīng)走進(jìn)了家家戶戶，無論是生活或?qū)W習(xí)，還是娛樂和消遣幾乎樣樣都離不開電子產(chǎn)品，大型復(fù)雜的計(jì)算能力

18、是人腦所不能勝任的，而且比較容易出錯(cuò)。計(jì)算器作為一種快速通用的計(jì)算工具方便了用戶的使用。本設(shè)計(jì)著重在于分析計(jì)算器軟件和開發(fā)過程中的環(huán)節(jié)和步驟，并從實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)出發(fā)對(duì)計(jì)算器設(shè)計(jì)做了詳細(xì)的分析和研究。單片機(jī)由于其微小的體積和極低的成本，廣泛的應(yīng)用于家用電器、工業(yè)控制等領(lǐng)域中。在工業(yè)生產(chǎn)中。單片微型計(jì)算機(jī)是微型計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要分支，也是頗具生命力的機(jī)種。單片微型計(jì)算機(jī)簡稱單片機(jī)，特別適用于控制領(lǐng)域，故又稱為微控制器。本系統(tǒng)就是充分利用了8052芯片的i/o引腳。系統(tǒng)以采用mcs-51系列單片機(jī)intel8052為中心器件來設(shè)計(jì)計(jì)算器控制器，實(shí)現(xiàn)了能根據(jù)實(shí)際輸入值顯示并存儲(chǔ)的功能，計(jì)算程序則是參照教材。至

19、于位數(shù)和功能，如果有需要可以通過設(shè)計(jì)擴(kuò)充原系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn) 。如今的產(chǎn)品自動(dòng)計(jì)數(shù)器大多采用非接觸式的計(jì)數(shù)觸發(fā)方式。早已開發(fā)出了多種型號(hào)的專用檢測芯片.而利用at89c2052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(dòng)計(jì)數(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的潮流。而如何提高自動(dòng)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(dòng)計(jì)數(shù)生產(chǎn)廠家研究的主要課題.產(chǎn)品自動(dòng)計(jì)數(shù)器主要用于工廠的流水線上，往往是處于高溫，高噪聲等極度惡劣的環(huán)境當(dāng)中.而mcs-51系列單片機(jī)構(gòu)成的產(chǎn)品自動(dòng)計(jì)數(shù)器在這種環(huán)境中工作時(shí)往往會(huì)出現(xiàn)誤動(dòng)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(dòng)計(jì)數(shù)器存在的致命問題。四、

20、整體構(gòu)思： 設(shè)計(jì)思路和選擇設(shè)計(jì)方案：電源供電光電開關(guān)檢測單片機(jī)控制計(jì)數(shù)顯示驅(qū)動(dòng)led顯示報(bào)警器原理：電路的指導(dǎo)思想是利用光電開關(guān)檢測裝置，當(dāng)有人或物擋住紅外光時(shí)，光電開關(guān)檢測到紅外信號(hào)被阻擋，放大器將輸出低電平。這個(gè)便是外部計(jì)數(shù)脈沖信號(hào)。這個(gè)計(jì)數(shù)脈沖信號(hào)送入單片機(jī)中進(jìn)行計(jì)數(shù)控制，在經(jīng)過擴(kuò)展、顯示驅(qū)動(dòng)完成最后的顯示過程。當(dāng)計(jì)數(shù)為8的倍數(shù)時(shí)，報(bào)警器鳴響一次。（注：0時(shí)不鳴響。）五、具體實(shí)現(xiàn)：5.1、電源部分：采用5v電源直接驅(qū)動(dòng)。5.2、光電檢測部分：采用e18-b03n1光電開關(guān)，其檢查距離為30cm。 光電開關(guān)其內(nèi)部電路為：在距離范圍內(nèi)若檢查到紅外線被擋住了，則將信號(hào)傳遞給單片機(jī)進(jìn)行計(jì)數(shù)，從0

21、開始，依次往后，每當(dāng)被遮擋一次，則計(jì)數(shù)加1，直至全部物品完全通過，即計(jì)數(shù)結(jié)束。5.3、單片機(jī)控制計(jì)數(shù)部分：此實(shí)驗(yàn)采用的是at89c2052單片機(jī)進(jìn)行控制計(jì)數(shù)。其引腳圖和端口功能分別如下圖： at89c52單片機(jī)引腳圖 at89c52p3口端口功能at89c52是51系列單片機(jī)的一個(gè)型號(hào)，它是atmel公司生產(chǎn)的。at89c52是一個(gè)低電壓，高性能cmos 8位單片機(jī)，片內(nèi)含8k bytes的可反復(fù)擦寫的flash只讀程序存儲(chǔ)器和256 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ram），器件采用atmel公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)mcs-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和flas

22、h存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的at89c52單片機(jī)可為您提供許多較復(fù)雜系統(tǒng)控制應(yīng)用場合。 at89c52有40個(gè)引腳，32個(gè)外部雙向輸入/輸出（i/o）端口，同時(shí)內(nèi)含2個(gè)外中斷口，3個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個(gè)全雙工串行通信口，2個(gè)讀寫口線，at89c52可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程,但不可以在線編程(s系列的才支持在線編程)。其將通用的微處理器和flash存儲(chǔ)器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的flash存儲(chǔ)器可有效地降低開發(fā)成本。 兼容mcs51指令系統(tǒng) · 8k可反復(fù)擦寫(>1000次）flash rom · 32個(gè)雙向i/o口 · 256x8bit內(nèi)部ram &#

23、183; 3個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷 · 時(shí)鐘頻率0-24mhz · 2個(gè)串行中斷 · 可編程uart串行通道 · 2個(gè)外部中斷源 · 共6個(gè)中斷源 · 2個(gè)讀寫中斷口線 · 3級(jí)加密位 · 低功耗空閑和掉電模式 · 軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能 at89c52p為40 腳雙列直插封裝的8 位通用微處理器，采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的c51內(nèi)核，在內(nèi)部功能及管腳排布上與通用的8xc52 相同，其主要用于會(huì)聚調(diào)整時(shí)的功能控制。功能包括對(duì)會(huì)聚主ic 內(nèi)部寄存器、數(shù)據(jù)ram及外部接口等功能部件的初始化，會(huì)聚調(diào)整控制，會(huì)聚測試

24、圖控制，紅外遙控信號(hào)ir的接收解碼及與主板cpu通信等。主要管腳有：xtal1（19 腳）和xtal2（18 腳）為振蕩器輸入輸出端口，外接12mhz 晶振。rst/vpd（9 腳）為復(fù)位輸入端口，外接電阻電容組成的復(fù)位電路。vcc（40 腳）和vss（20 腳）為供電端口，分別接+5v電源的正負(fù)端。p0p3 為可編程通用i/o 腳，其功能用途由軟件定義，在本設(shè)計(jì)中，p0 端口（3239 腳）被定義為n1 功能控制端口，分別與n1的相應(yīng)功能管腳相連接，13 腳定義為ir輸入端，10 腳和11腳定義為i2c總線控制端口，分別連接n1的sdas（18腳）和scls（19腳）端口，12 腳、27 腳

25、及28 腳定義為握手信號(hào)功能端口，連接主板cpu 的相應(yīng)功能端，用于當(dāng)前制式的檢測及會(huì)聚調(diào)整狀態(tài)進(jìn)入的控制功能。5.4、顯示部分：本實(shí)驗(yàn)采用雙共陽極led數(shù)碼管。其內(nèi)部電路圖為：當(dāng)單片機(jī)有計(jì)數(shù)時(shí)，信號(hào)傳遞給led數(shù)碼管，并通過led數(shù)碼管顯示出來。顯示范圍為0099.單片機(jī)和顯示部分電路圖：5.5、報(bào)警器部分：本實(shí)驗(yàn)采用蜂鳴器進(jìn)行鳴響報(bào)數(shù)，當(dāng)單片機(jī)計(jì)數(shù)為8的倍數(shù)時(shí)，即led數(shù)碼管顯示數(shù)值為8的倍數(shù)時(shí)，蜂鳴器鳴響一次。蜂鳴器電路為：5.6、程序設(shè)計(jì)部分：程序流程圖：開始初始化計(jì)數(shù)顯示實(shí)驗(yàn)程序：#include<reg52.h>#define uchar unsigned char#d

26、efine uint unsigned intsbit buzzer=p30;uchar code tab=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e;uchar num,num1,num2,flag; void delay(unsigned int i) unsigned int j; for(i;i>0;i-) for(j = 110; j >0; j-);void display() uchar a,b; a=num%10; b=num/10; if(num%8

27、=0)&&(num!=0)&&flag=1) buzzer=1; delay(1000); flag=0; buzzer=0; num1+; if(num1=100) num1=0; p0=taba; p2=0xfe; delay(5); p0=tabb; p2=0xfd; delay(5); /* p0=tabc; p2=0xfe; delay(5); p0=tabd; p2=0xfb; delay(5);*/main() ea=1; ex1=1;5.7、焊接部分：5.7.1焊接工具：內(nèi)熱式電烙鐵 用電烙鐵將各個(gè)零部件焊接在電路板上，并盡量在焊接時(shí)使電路板整潔

28、，焊接平整。5.7.2焊接圖見附錄：圖1、圖25.7.3總電路圖見附錄：圖3六、定性說明：各部分按照規(guī)定和設(shè)計(jì)組合起來，詳細(xì)情況見各部分說明和總電路圖。七、實(shí)驗(yàn)時(shí)遇到的困難和排除措施：1、困難：也許是電烙鐵不好使，在焊接時(shí)候不管怎么做焊接出來的結(jié)果總是差強(qiáng)人意，非常的不美觀，這件事著實(shí)讓我們頭疼 解決方法：我們又換了一個(gè)電烙鐵，這次焊接出來的結(jié)果就稍微漂亮一點(diǎn)了2、困難：在布線時(shí)總是不美觀，雖然也能夠?qū)崿F(xiàn)功能，但對(duì)我們工科生來說使用是一方面，美觀同樣也占據(jù)著相當(dāng)重要的地位。 解決方法：我們多次重畫草圖，終于黃天不負(fù)有心人，我們終于做到了美觀，至少在我們看來是這樣八、設(shè)計(jì)心得體會(huì)：之前我們也曾做

29、過幾次課程設(shè)計(jì)，例如：在子電子技術(shù)的課程設(shè)計(jì)中我們做的是電子時(shí)鐘的課程設(shè)計(jì)，機(jī)械設(shè)計(jì)的課程設(shè)計(jì)中我們做了一個(gè)減速箱的設(shè)計(jì)和原理圖的繪制等，前幾次我們做的課程設(shè)計(jì)的的確確給我們帶來了意想不到的效果 也學(xué)著正是我們工科專業(yè)與非工科專業(yè)的區(qū)別：關(guān)鍵就在練習(xí)中提高自己，而不是單單的進(jìn)行理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，否則我們只會(huì)成為一個(gè)沒有用的“文”呆子，純理論文字的學(xué)習(xí)的確能讓我們知道甚至了解一些相關(guān)專業(yè)知識(shí)，但我相信這絕對(duì)不是社會(huì)和我們自己希望看到和得到的結(jié)果！同樣在這次傳感器的課程設(shè)計(jì)中我同樣學(xué)習(xí)到了我之前所不了解的很多知識(shí)，并且鍛煉了自己的動(dòng)手操作能力和提高了查找資料的水平！自從12月20號(hào)我們從老師那領(lǐng)到焊接板之后，我們小組幾個(gè)人就進(jìn)行了相關(guān)知識(shí)了查找及了解，對(duì)于有些元件我們甚至聽都沒有聽都沒有得聽過的，就在網(wǎng)上搜到了一些關(guān)于它的資料：元件照片，功能特點(diǎn)使用說明。由于課本上的知識(shí)太多，平時(shí)課間的學(xué)習(xí)并不能很好的理解和運(yùn)用各個(gè)元件的功能，而且考試內(nèi)容有限，所以在這次課程設(shè)計(jì)過程中，我們了解了很多元件的功能并且，我們在最小系統(tǒng)板jz-m2套件的焊接中不僅知道了如何去焊接，還知道了焊接過程中的注意事項(xiàng)：1：拿到