基于單片機(jī)的流水線自動(dòng)計(jì)數(shù)器實(shí)用教案

1、選題(xun t)背景緒 論研究(ynji)意義第1頁/共25頁第一頁，共26頁。隨著單片機(jī)的不斷發(fā)展，計(jì)數(shù)設(shè)備趨于智能化。需要具備實(shí)時(shí)性、高效性、準(zhǔn)確性的自動(dòng)計(jì)數(shù)裝置以滿足現(xiàn)代生產(chǎn)流水線的計(jì)數(shù)要求。通過以51單片機(jī)為核心的設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)以上要求，加之(ji zh)紅外線的應(yīng)用，有著體積小、功能強(qiáng)、可靠性高、性價(jià)比高的優(yōu)點(diǎn)。選題(xun t)背景基于(jy)單片機(jī)的流水線自動(dòng)計(jì)數(shù)器第2頁/共25頁第二頁，共26頁。研究(ynji)意義傳統(tǒng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)范圍(fnwi)小，計(jì)數(shù)不夠精確。需要設(shè)計(jì)一個(gè)計(jì)數(shù)范圍(fnwi)大，能夠精確計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)裝置。研究(ynji)意義123因?yàn)楣S環(huán)境影響，需要的不僅是計(jì)

2、數(shù)精確，還有抗干擾能力。通過設(shè)計(jì)紅外線發(fā)射模塊，紅外線接收模塊來完成計(jì)數(shù)傳感器模塊。此種方法在數(shù)據(jù)采集方面抗干擾能力強(qiáng)。用以提高工作穩(wěn)定性。傳統(tǒng)計(jì)數(shù)器電路復(fù)雜，元器件多?？赏ㄟ^單片機(jī)，紅外裝置的應(yīng)用趨向設(shè)計(jì)微型、便攜式并且快速精確計(jì)數(shù)的自動(dòng)計(jì)數(shù)器。第3頁/共25頁第三頁，共26頁。設(shè)計(jì)(shj)內(nèi)容總體設(shè)計(jì)硬件(yn jin)部分設(shè)計(jì)軟件(run jin)部分設(shè)計(jì)第4頁/共25頁第四頁，共26頁。總體設(shè)計(jì)該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想是紅外線發(fā)射管發(fā)射出紅外線，紅外線接收管接收這個(gè)紅外線，當(dāng)紅外線接收管被紅外線照射的時(shí)候，電阻很小，當(dāng)沒有紅外線照射在紅外線接收管的時(shí)候，電阻比較大。這樣就可以把電壓比較器和參

3、考電壓進(jìn)行比較，當(dāng)有紅外線照射的時(shí)候，紅外線接收管的電阻相對(duì)較小，然后電壓分壓將增加，因此，電壓比較器將會(huì)輸出高電平；當(dāng)沒有紅外線照射的時(shí)候，紅外線接收管的電阻較大，這個(gè)時(shí)候電壓比較器則會(huì)輸出低電平。最終的顯示過程是通過把剛才這個(gè)外部計(jì)數(shù)電平信號(hào)(xnho)送入AT89C52單片機(jī)內(nèi)進(jìn)行技術(shù)控制，然后再經(jīng)過擴(kuò)展的顯示驅(qū)動(dòng)來完成顯示?？傮w(zngt)思路第5頁/共25頁第五頁，共26頁。設(shè)計(jì)(shj)主要任務(wù)通過LED數(shù)碼完成管計(jì)數(shù)顯示，并且實(shí)現(xiàn)(shxin)0000-9999范圍的計(jì)數(shù)。0102具有報(bào)警功能，計(jì)數(shù)( j sh)達(dá)到設(shè)定值時(shí)蜂鳴器和指示燈就會(huì)發(fā)出聲光警報(bào)。0304使設(shè)計(jì)具有較強(qiáng)的

4、抗干擾性。學(xué) 習(xí) 和 使 用Protel 99SE軟件繪制電路原理圖，PCB電路板，印刷電路板的制作；下載調(diào)試各模塊接口程序，完善各模塊的功能。第6頁/共25頁第六頁，共26頁。硬件(yn jin)部分設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)的核心部分是單片機(jī)的最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，單片機(jī)最小系統(tǒng)包含以下幾個(gè)部分：片外RAM、片外ROM、時(shí)鐘(shzhng)電路、復(fù)位電路、數(shù)碼管、外部擴(kuò)展接口。本此設(shè)計(jì)的單片機(jī)最小系統(tǒng)的基本電路如下：單片機(jī)最小系統(tǒng)(xtng)第7頁/共25頁第七頁，共26頁。硬件(yn jin)部分設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)的硬件模塊包含以下幾個(gè)(j )部分：數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)模塊：通過數(shù)碼管完成計(jì)數(shù)顯示功能。紅外光電檢測模塊：使用紅

5、外光電傳感器完成檢測是否有物品通過功能。蜂鳴器報(bào)警模塊：計(jì)數(shù)達(dá)到目標(biāo)值或者達(dá)到最大值報(bào)警功能。計(jì)數(shù)模塊：由AT89C52控制。按鍵模塊：設(shè)置了復(fù)位鍵（擔(dān)任累加鍵），遞減鍵，設(shè)置目標(biāo)值鍵。硬件(yn jin)模塊第8頁/共25頁第八頁，共26頁。硬件部分(b fen)設(shè)計(jì)蜂鳴器報(bào)警模塊：計(jì)數(shù)達(dá)到目標(biāo)值或者達(dá)到最大值報(bào)警功能(gngnng)。采用軟件系統(tǒng)來處理報(bào)警，通過蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警輸出，供電電源用直流電。在運(yùn)行過程中，測到的計(jì)數(shù)次數(shù)超過預(yù)定的次數(shù)，數(shù)據(jù)端自動(dòng)拉高電平，報(bào)警輸出。蜂鳴器報(bào)警(bo jng)模塊第9頁/共25頁第九頁，共26頁。硬件(yn jin)部分設(shè)計(jì)計(jì)數(shù)模塊：由AT89C52控

6、制。當(dāng)紅外檢測模塊檢測到有產(chǎn)品物經(jīng)過時(shí)，紅外接收電路的輸出端會(huì)產(chǎn)生一個(gè)低電平信號(hào)，這個(gè)(zh ge)信號(hào)將供給單片機(jī)進(jìn)行計(jì)數(shù)控制。計(jì)數(shù)控制部分：計(jì)數(shù)控制部分是將計(jì)數(shù)脈沖（負(fù)脈沖有效）送入單片機(jī)AT89C52兩個(gè)中斷入口的INT0入口，經(jīng)過單片機(jī)內(nèi)部對(duì)這個(gè)(zh ge)中斷信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)編程構(gòu)成。計(jì)數(shù)(j sh)模塊第10頁/共25頁第十頁，共26頁。硬件部分(b fen)設(shè)計(jì)顯示驅(qū)動(dòng)部份是由數(shù)碼管，采用軟件解碼的方法。采用軟件解碼的方式動(dòng)態(tài)顯示設(shè)計(jì)所采取的是一個(gè)8位共陽數(shù)碼管顯示，可以(ky)顯示的范圍為0000-9999。數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)(q dn)電路紅外傳感器處于高電平狀態(tài)是因?yàn)闄z測到了外部信號(hào)

7、，當(dāng)有外部物體阻擋被檢測到的時(shí)候則由高電平變換成了低電平的狀態(tài)，通過連接單片機(jī)，使單片機(jī)的I/O口能夠檢測到傳感器的高低電平的變化。型號(hào)為E18-D50NK。紅外光電傳感器第11頁/共25頁第十一頁，共26頁。軟件(run jin)部分設(shè)計(jì)蜂鳴器報(bào)警程序：滿足蜂鳴器發(fā)生報(bào)警的條件，數(shù)字要大于給定的值。然后按下S1，數(shù)碼管顯示(xinsh)自動(dòng)清零，蜂鳴器停止報(bào)警，數(shù)碼管顯示(xinsh)新的計(jì)數(shù)的值，開始新一輪計(jì)數(shù)。紅外計(jì)數(shù)程序：定義的紅外計(jì)數(shù)值等于零，判斷后開始從零計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)最大值是9999。數(shù)碼管顯示(xinsh)程序：向數(shù)碼的顯示(xinsh)送數(shù)，控制系統(tǒng)的顯示(xinsh)部分。按鍵

8、處理程序：獨(dú)立按鍵方式，通過按鍵完成手動(dòng)加數(shù)，復(fù)位，設(shè)定報(bào)警值的功能第12頁/共25頁第十二頁，共26頁。軟件(run jin)部分設(shè)計(jì)主程序第13頁/共25頁第十三頁，共26頁。結(jié)果(ji gu)與討論仿真(fn zhn)結(jié)果實(shí)物(shw)成果前景展望第14頁/共25頁第十四頁，共26頁。結(jié)果( ji gu)結(jié)果(ji gu)一：通過LED數(shù)碼完成管計(jì)數(shù)顯示，實(shí)現(xiàn)0000-9999范圍的計(jì)數(shù)總體完成(wn chng)結(jié)果結(jié)果二：具有報(bào)警功能，計(jì)數(shù)達(dá)到設(shè)定值時(shí)蜂鳴器和指示燈就會(huì)發(fā)出聲光警報(bào)。結(jié)果三：紅外光電傳感器檢測障礙物第15頁/共25頁第十五頁，共26頁。仿真(fn zhn)結(jié)果仿真(fn

9、 zhn)成果第16頁/共25頁第十六頁，共26頁。實(shí)物(shw)成果實(shí)物(shw)成果第17頁/共25頁第十七頁，共26頁。實(shí)物(shw)成果演示第18頁/共25頁第十八頁，共26頁。前景(qinjng)展望前景(qinjng)之一前景(qinjng)之二紅外自動(dòng)計(jì)數(shù)器發(fā)展趨勢是微型，便攜式，智能化。隨著單片機(jī)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)高度精確性、實(shí)時(shí)性。因?yàn)樯a(chǎn)流水線環(huán)境干擾比較大，以后設(shè)計(jì)的自動(dòng)計(jì)數(shù)器具備更好地抗干擾性和穩(wěn)定性。第19頁/共25頁第十九頁，共26頁。論文(lnwn ) 總 結(jié)設(shè)計(jì)(shj)總結(jié)成績(chngj)與不足第20頁/共25頁第二十頁，共26頁。設(shè)計(jì)(shj)總結(jié)設(shè)計(jì)(shj)

10、總結(jié)1設(shè)計(jì)(shj)總結(jié)2流水線產(chǎn)品產(chǎn)量自動(dòng)計(jì)數(shù)裝置是一個(gè)非常具有實(shí)際意義的課題，本設(shè)計(jì)基于AT89C52單片機(jī)，通過紅外光電對(duì)管檢測是否有障礙物阻擋，有阻擋的時(shí)候，將脈沖傳給主控芯片，單片機(jī)接收之后再內(nèi)部進(jìn)行處理和計(jì)算，最終在數(shù)碼管上顯示計(jì)數(shù)，達(dá)到計(jì)數(shù)的目的。按鍵部份設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)滿足了實(shí)際情況需求?？梢酝ㄟ^設(shè)定目標(biāo)值，達(dá)到目標(biāo)值的時(shí)候停止計(jì)數(shù)并蜂鳴器報(bào)警，具有實(shí)際應(yīng)用的意義。第21頁/共25頁第二十一頁，共26頁。成績(chngj)與不足收獲(shuhu)的成績1、通過LED數(shù)碼完成管計(jì)數(shù)顯示，并且實(shí)現(xiàn)0000-9999范圍的計(jì)數(shù)。設(shè)置按鍵(n jin)，可以設(shè)定目標(biāo)值。2、具有報(bào)警功能，計(jì)數(shù)

11、達(dá)到設(shè)定值時(shí)蜂鳴器和指示燈就會(huì)發(fā)出聲光警報(bào)。3、設(shè)計(jì)使用紅外光電傳感器，精確性高，使用方便。存在的不足1、紅外光電傳感器在生產(chǎn)流水線上工作時(shí)，長時(shí)間的工作會(huì)造成計(jì)數(shù)不精確，工作穩(wěn)定性不夠好。2、抗干擾性能是設(shè)計(jì)過程中的一大問題，自己的設(shè)計(jì)在抗干擾方面很欠缺。第22頁/共25頁第二十二頁，共26頁。致 謝Acknowledgements感謝學(xué)校提供了寶貴(bogu)的學(xué)習(xí)與實(shí)踐的機(jī)會(huì)!感謝同學(xué)的支持(zhch)與幫助!感謝(gnxi)各位答辯評(píng)審!感謝高強(qiáng)導(dǎo)師給與的耐心指導(dǎo)!第23頁/共25頁第二十三頁，共26頁。感謝(gnxi)批評(píng)指正答辯(dbin)人：李超導(dǎo)師：高強(qiáng) 副教授 第24頁/共25頁第二十四頁，共26頁。感謝您的觀看(gunkn)！第25頁/共25頁第二十五頁，共26頁。NoImage內(nèi)容(nirng)總結(jié)選題背景。通過LED數(shù)碼完成管計(jì)數(shù)顯示(xinsh)，并且實(shí)現(xiàn)0000-9999范圍的計(jì)數(shù)。數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)模塊：通