光電式傳感器應用課程設計

1、傳 感器應用課程設計系別：機械工程系專業(yè)：機械設計制造及其自動化班級：機自082姓名：孟祥杰日期：2010年12月23日目錄目錄·······································&#

2、183;················2第一章：設計題目································

3、;············3第二章：設計要求····································&#

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

5、;···3第四章：整體構思············································4第五章：具體實

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

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

8、3;·····························45.3單片機控制計數(shù)部分··················

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

10、#183;·········75.5報警器部分······································

11、3;··85.6程序設計部分·······································95.7焊接部分·····

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

13、··································11第七章：實驗時遇到的困難和排除措施·············

14、;··················11第八章：設計心得體會······························

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

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

17、;········14傳感器應用課程設計組員：孟祥杰，周楊，祖傲松，彭海明，陳飛，鄭金福一、設計題目：基于單片機的工業(yè)產(chǎn)品自動計數(shù)器二、設計要求：1、數(shù)碼管可以顯示產(chǎn)品個數(shù)（0-99），自由設定產(chǎn)品報警個數(shù)（比如8），當產(chǎn)品數(shù)目是8的個數(shù)時，發(fā)出報警（蜂鳴器響）。2、獨立設計電路，應包括單片機小系統(tǒng)、紅外光電開關、數(shù)碼管顯示部分。 3、五人一組，每組選一個組長。三、題目分析：當今社會，隨著人們物質(zhì)生活的不斷提高，電子產(chǎn)品已經(jīng)走進了家家戶戶，無論是生活或?qū)W習，還是娛樂和消遣幾乎樣樣都離不開電子產(chǎn)品，大型復雜的計算能力

18、是人腦所不能勝任的，而且比較容易出錯。計算器作為一種快速通用的計算工具方便了用戶的使用。本設計著重在于分析計算器軟件和開發(fā)過程中的環(huán)節(jié)和步驟，并從實踐經(jīng)驗出發(fā)對計算器設計做了詳細的分析和研究。單片機由于其微小的體積和極低的成本，廣泛的應用于家用電器、工業(yè)控制等領域中。在工業(yè)生產(chǎn)中。單片微型計算機是微型計算機的一個重要分支，也是頗具生命力的機種。單片微型計算機簡稱單片機，特別適用于控制領域，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intel8052為中心器件來設計計算器控制器，實現(xiàn)了能根據(jù)實際輸入值顯示并存儲的功能，計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計擴充原系統(tǒng)來實現(xiàn) 。如今的產(chǎn)品自動計數(shù)器大多采用非接觸式的計數(shù)觸發(fā)方式。早已開發(fā)出了多種型號的專用檢測芯片.而利用at89c2052為控制單元、輔以多種外圍硬件搭配而成的計數(shù)裝置已成為現(xiàn)在自動計數(shù)應用領域的潮流。而如何提高自動計數(shù)器的實時性，抗干擾能力、穩(wěn)定性是現(xiàn)在國內(nèi)外自動計數(shù)生產(chǎn)廠家研究的主要課題.產(chǎn)品自動計數(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)境當中.而mcs-51系列單片機構成的產(chǎn)品自動計數(shù)器在這種環(huán)境中工作時往往會出現(xiàn)誤動作（單片機程序跑飛）或死機（程序進入死循環(huán)）.這也是基于單片機構成的產(chǎn)品自動計數(shù)器存在的致命問題。四、

20、整體構思： 設計思路和選擇設計方案：電源供電光電開關檢測單片機控制計數(shù)顯示驅(qū)動led顯示報警器原理：電路的指導思想是利用光電開關檢測裝置，當有人或物擋住紅外光時，光電開關檢測到紅外信號被阻擋，放大器將輸出低電平。這個便是外部計數(shù)脈沖信號。這個計數(shù)脈沖信號送入單片機中進行計數(shù)控制，在經(jīng)過擴展、顯示驅(qū)動完成最后的顯示過程。當計數(shù)為8的倍數(shù)時，報警器鳴響一次。（注：0時不鳴響。）五、具體實現(xiàn)：5.1、電源部分：采用5v電源直接驅(qū)動。5.2、光電檢測部分：采用e18-b03n1光電開關，其檢查距離為30cm。 光電開關其內(nèi)部電路為：在距離范圍內(nèi)若檢查到紅外線被擋住了，則將信號傳遞給單片機進行計數(shù)，從0

21、開始，依次往后，每當被遮擋一次，則計數(shù)加1，直至全部物品完全通過，即計數(shù)結(jié)束。5.3、單片機控制計數(shù)部分：此實驗采用的是at89c2052單片機進行控制計數(shù)。其引腳圖和端口功能分別如下圖： at89c52單片機引腳圖 at89c52p3口端口功能at89c52是51系列單片機的一個型號，它是atmel公司生產(chǎn)的。at89c52是一個低電壓，高性能cmos 8位單片機，片內(nèi)含8k bytes的可反復擦寫的flash只讀程序存儲器和256 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（ram），器件采用atmel公司的高密度、非易失性存儲技術生產(chǎn)，兼容標準mcs-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和flas

22、h存儲單元，功能強大的at89c52單片機可為您提供許多較復雜系統(tǒng)控制應用場合。 at89c52有40個引腳，32個外部雙向輸入/輸出（i/o）端口，同時內(nèi)含2個外中斷口，3個16位可編程定時計數(shù)器,2個全雙工串行通信口，2個讀寫口線，at89c52可以按照常規(guī)方法進行編程,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存儲器結(jié)合在一起，特別是可反復擦寫的flash存儲器可有效地降低開發(fā)成本。 兼容mcs51指令系統(tǒng) · 8k可反復擦寫(>1000次）flash rom · 32個雙向i/o口 · 256x8bit內(nèi)部ram &#

23、183; 3個16位可編程定時/計數(shù)器中斷 · 時鐘頻率0-24mhz · 2個串行中斷 · 可編程uart串行通道 · 2個外部中斷源 · 共6個中斷源 · 2個讀寫中斷口線 · 3級加密位 · 低功耗空閑和掉電模式 · 軟件設置睡眠和喚醒功能 at89c52p為40 腳雙列直插封裝的8 位通用微處理器，采用工業(yè)標準的c51內(nèi)核，在內(nèi)部功能及管腳排布上與通用的8xc52 相同，其主要用于會聚調(diào)整時的功能控制。功能包括對會聚主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，會聚調(diào)整控制，會聚測試

24、圖控制，紅外遙控信號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）為復位輸入端口，外接電阻電容組成的復位電路。vcc（40 腳）和vss（20 腳）為供電端口，分別接+5v電源的正負端。p0p3 為可編程通用i/o 腳，其功能用途由軟件定義，在本設計中，p0 端口（3239 腳）被定義為n1 功能控制端口，分別與n1的相應功能管腳相連接，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 腳定義為握手信號功能端口，連接主板cpu 的相應功能端，用于當前制式的檢測及會聚調(diào)整狀態(tài)進入的控制功能。5.4、顯示部分：本實驗采用雙共陽極led數(shù)碼管。其內(nèi)部電路圖為：當單片機有計數(shù)時，信號傳遞給led數(shù)碼管，并通過led數(shù)碼管顯示出來。顯示范圍為0099.單片機和顯示部分電路圖：5.5、報警器部分：本實驗采用蜂鳴器進行鳴響報數(shù)，當單片機計數(shù)為8的倍數(shù)時，即led數(shù)碼管顯示數(shù)值為8的倍數(shù)時，蜂鳴器鳴響一次。蜂鳴器電路為：5.6、程序設計部分：程序流程圖：開始初始化計數(shù)顯示實驗程序：#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 用電烙鐵將各個零部件焊接在電路板上，并盡量在焊接時使電路板整潔

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)定和設計組合起來，詳細情況見各部分說明和總電路圖。七、實驗時遇到的困難和排除措施：1、困難：也許是電烙鐵不好使，在焊接時候不管怎么做焊接出來的結(jié)果總是差強人意，非常的不美觀，這件事著實讓我們頭疼 解決方法：我們又換了一個電烙鐵，這次焊接出來的結(jié)果就稍微漂亮一點了2、困難：在布線時總是不美觀，雖然也能夠?qū)崿F(xiàn)功能，但對我們工科生來說使用是一方面，美觀同樣也占據(jù)著相當重要的地位。 解決方法：我們多次重畫草圖，終于黃天不負有心人，我們終于做到了美觀，至少在我們看來是這樣八、設計心得體會：之前我們也曾做

29、過幾次課程設計，例如：在子電子技術的課程設計中我們做的是電子時鐘的課程設計，機械設計的課程設計中我們做了一個減速箱的設計和原理圖的繪制等，前幾次我們做的課程設計的的確確給我們帶來了意想不到的效果 也學著正是我們工科專業(yè)與非工科專業(yè)的區(qū)別：關鍵就在練習中提高自己，而不是單單的進行理論知識的學習，否則我們只會成為一個沒有用的“文”呆子，純理論文字的學習的確能讓我們知道甚至了解一些相關專業(yè)知識，但我相信這絕對不是社會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計中我同樣學習到了我之前所不了解的很多知識，并且鍛煉了自己的動手操作能力和提高了查找資料的水平！自從12月20號我們從老師那領到焊接板之后，我們小組幾個人就進行了相關知識了查找及了解，對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)上搜到了一些關于它的資料：元件照片，功能特點使用說明。由于課本上的知識太多，平時課間的學習并不能很好的理解和運用各個元件的功能，而且考試內(nèi)容有限，所以在這次課程設計過程中，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：1：拿到