基于單片機(jī)的光電計(jì)數(shù)器

-.z.基于單片機(jī)的光電計(jì)數(shù)器基于單片機(jī)的光電計(jì)數(shù)器一、設(shè)計(jì)題目：基于單片機(jī)的光電計(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)〔比方,10〕，當(dāng)產(chǎn)品數(shù)目是10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(kāi)關(guān)、數(shù)碼管顯示局部。摘要本文所設(shè)計(jì)的計(jì)數(shù)器抗干擾性好，可靠性高?？捎糜跍y(cè)量商場(chǎng)、電影院、博物館、展覽觀、車站、碼頭、銀行等公共場(chǎng)所的人員數(shù)量及人員流通數(shù)量，同時(shí)絲毫不會(huì)侵犯到被測(cè)人員的個(gè)人隱私。該產(chǎn)品應(yīng)用廣泛，常用于測(cè)量流水線上的產(chǎn)品的數(shù)量，以及可檢查產(chǎn)品有無(wú)缺損。本電路的指導(dǎo)思想是設(shè)計(jì)兩電路光控電路，一路放置在門外，另一門放置在門。當(dāng)有人通過(guò)門口時(shí)〔無(wú)論是進(jìn)入或走出房間〕，都會(huì)先觸發(fā)一個(gè)光控電路，再觸發(fā)另一個(gè)光控電路，根據(jù)光控電路產(chǎn)生觸發(fā)脈沖的先后順序，判斷來(lái)人是進(jìn)入還是離開(kāi)，當(dāng)有人進(jìn)入時(shí)令計(jì)數(shù)器進(jìn)展加計(jì)數(shù)，當(dāng)有人離開(kāi)時(shí)令計(jì)數(shù)器進(jìn)展減計(jì)數(shù)；要求計(jì)數(shù)器的最大計(jì)數(shù)容量是99人，并用數(shù)碼管顯示數(shù)字。該系統(tǒng)具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、本錢低廉、計(jì)數(shù)準(zhǔn)確的特點(diǎn)，適用于本次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)。該光電計(jì)數(shù)器只有兩位數(shù)，如果二位數(shù)不滿足需要也可通過(guò)級(jí)聯(lián)可以擴(kuò)展為四位，甚至多位。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)、外部中斷、報(bào)警器正文一、題目分析本電路的指導(dǎo)思想是設(shè)計(jì)一電路光控電路，放置在流水線旁。當(dāng)有產(chǎn)品通過(guò)光電門時(shí)，都會(huì)先觸發(fā)光控電路，根據(jù)光控電路產(chǎn)生觸發(fā)脈沖令計(jì)數(shù)器進(jìn)展加計(jì)數(shù)，要求計(jì)數(shù)器的最大計(jì)數(shù)容量是99個(gè)，并用數(shù)碼管顯示數(shù)字。并在計(jì)數(shù)每次到達(dá)10時(shí)報(bào)警。二、整體構(gòu)思系統(tǒng)的組成與構(gòu)造：圖2-1光電計(jì)數(shù)器系統(tǒng)構(gòu)造圖整個(gè)光電計(jì)數(shù)器系統(tǒng)是由光電傳感電路、AT89C52單片機(jī)系統(tǒng)電路、顯示計(jì)數(shù)電路、報(bào)警電路五個(gè)局部組成的，如圖2-1所示。光電傳感電路把被計(jì)數(shù)的物體的變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，由顯示計(jì)數(shù)電路計(jì)數(shù)，再由數(shù)碼顯示管顯示，當(dāng)?shù)竭_(dá)設(shè)定的報(bào)警值時(shí)，報(bào)警電路發(fā)出報(bào)警。三、具體實(shí)現(xiàn)：1，光電開(kāi)關(guān)用開(kāi)關(guān)模擬光電傳感器采集外部信號(hào)。2，復(fù)位電路單片機(jī)小系統(tǒng)采用上電自動(dòng)復(fù)位和手動(dòng)按鍵復(fù)位兩種方式實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的復(fù)位操作。上電復(fù)位要求接通電源后，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作。手動(dòng)復(fù)位要求在電源接通的條件下，在單片機(jī)運(yùn)行期間，用按鈕開(kāi)關(guān)操作使單片機(jī)復(fù)位。其構(gòu)造如圖中R1、C3和K1。上電自動(dòng)復(fù)位通過(guò)電容C1充電來(lái)實(shí)現(xiàn)。手動(dòng)按鍵復(fù)位是通過(guò)按鍵將R3與VCC接通來(lái)實(shí)現(xiàn)。如圖示兩種復(fù)位方式：圖上電復(fù)位電路圖手動(dòng)復(fù)位電路3，中斷方式計(jì)數(shù)：由于光電技術(shù)電路需要在數(shù)碼管上顯示通過(guò)光電門的產(chǎn)品數(shù)量，因此可以在部存儲(chǔ)器空間定義它的顯示緩存區(qū)，用來(lái)暫存數(shù)碼管顯示的當(dāng)前值。系統(tǒng)在初始化程序之中，設(shè)置外部中斷0產(chǎn)生中斷標(biāo)志T0,并初始化值為0。當(dāng)有外部中產(chǎn)生時(shí)，相應(yīng)的中斷置1。當(dāng)外部中斷0產(chǎn)生中斷時(shí)，在主程序中掃描T0是否為1。當(dāng)T0為1時(shí)，調(diào)用光電計(jì)數(shù)子程序，將顯示暫存變量加1，。每當(dāng)通過(guò)光電門的產(chǎn)品數(shù)量到達(dá)10時(shí)，蜂鳴器響一聲，并清零緩存，繼續(xù)計(jì)數(shù)。4，顯示局部：該系統(tǒng)要求顯示計(jì)數(shù)功能?；谏鲜鲈?，我們考慮了三種方案：方案一：完全采用LCD顯示。完全采用LCD顯示可顯示有限的符號(hào)和數(shù)碼字苻，能滿足設(shè)計(jì)的需要。方案二：完全采用點(diǎn)陣式LCD顯示。這種方案實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，且須完成大量的軟件工作；但功能強(qiáng)大，可方便的顯示各種英文字符，漢字，圖形等，也可滿足設(shè)計(jì)的需要。方案三：采用LED顯示，LED只顯示數(shù)字輸出。這種方案既滿足系統(tǒng)功能要求，又簡(jiǎn)單，本錢有低。權(quán)衡利弊，第三種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，我們決定采用方案三來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字顯示。系統(tǒng)中采用的數(shù)碼管為共陰極數(shù)碼管，顯示電路圖的電路如圖3-3所示。圖3-3顯示電路圖5，報(bào)警局部：當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到"00"時(shí)應(yīng)使計(jì)數(shù)器復(fù)位并置數(shù)"99"。但這時(shí)將不會(huì)顯示"00"，而計(jì)數(shù)器從"01"直接復(fù)位。由于"00"是一個(gè)過(guò)渡時(shí)期，不會(huì)顯示出來(lái)，所以本電路采用"10"作為計(jì)數(shù)器復(fù)位脈沖。當(dāng)計(jì)數(shù)器由"00"跳變到"10''時(shí)，從輸出低電平使計(jì)數(shù)器置數(shù)，并保持繼續(xù)計(jì)數(shù)，蜂鳴器發(fā)出一聲報(bào)警聲。當(dāng)產(chǎn)品經(jīng)過(guò)光電門時(shí)，Rs觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)輸出高電平，計(jì)數(shù)器開(kāi)場(chǎng)計(jì)數(shù)。假設(shè)按下S2，計(jì)數(shù)器立即復(fù)位。報(bào)警電路的電路圖如圖3-4所示。圖3-4報(bào)警電路圖6，軟件程序的設(shè)計(jì)系統(tǒng)上電初始化之后，主程序不斷地掃描鍵盤和顯示程序；同時(shí)判斷外部中斷標(biāo)志是否有效。如果外部中斷標(biāo)志有效，那么調(diào)用光電計(jì)數(shù)處理子程序，刷新數(shù)碼管的顯示值7，系統(tǒng)控制主程序設(shè)計(jì)定義蜂鳴器接口P3.7，初始狀態(tài)為0，蜂鳴器不報(bào)警，當(dāng)有高電平觸發(fā)P3.7時(shí)，蜂鳴器開(kāi)場(chǎng)報(bào)警。當(dāng)下一個(gè)脈沖是1時(shí)外部中斷T0那么產(chǎn)生中斷，計(jì)數(shù)器停頓加計(jì)數(shù)。8，系統(tǒng)初始化子程序設(shè)計(jì)：設(shè)定外部中斷T0的標(biāo)志位置0即中斷處于關(guān)閉狀態(tài)，蜂鳴器控制標(biāo)志位也置0，處于關(guān)閉狀態(tài)，系統(tǒng)初始化流程圖如圖3-5所示。圖3-5系統(tǒng)初始化流程圖9，顯示子程序設(shè)計(jì)定義數(shù)碼管的段碼表、位選碼，定義計(jì)數(shù)器的顯示緩存區(qū)，在統(tǒng)計(jì)過(guò)程中，當(dāng)一個(gè)信號(hào)傳到單片機(jī)中，系統(tǒng)調(diào)用延時(shí)子程序進(jìn)展延時(shí)，計(jì)數(shù)器對(duì)十位和個(gè)位進(jìn)展計(jì)數(shù)判斷，將數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)碼管顯示出來(lái)，顯示子程序的電路圖如圖3-6所示。圖3-6動(dòng)態(tài)顯示電路流程圖10，光電計(jì)數(shù)處理子字程序設(shè)計(jì)外部中斷T0初始化后處于關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)其中斷標(biāo)志有效時(shí)進(jìn)展加計(jì)數(shù)，外部中斷T0進(jìn)展加計(jì)數(shù)且判斷計(jì)數(shù)器是否到達(dá)10，假設(shè)等于10那么KEYBOARD=1蜂鳴器報(bào)警。最后將計(jì)數(shù)值通過(guò)數(shù)碼管顯示，其流程圖如圖3-7所示。SHAPE3-7光電計(jì)數(shù)處理子程序流程圖四、系統(tǒng)調(diào)試4.1電路的優(yōu)缺點(diǎn)1.用單片機(jī)作為設(shè)計(jì)的核心系統(tǒng)有點(diǎn)易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制、計(jì)數(shù)準(zhǔn)確。而電路采用數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示電路直觀性比擬好、具有一定的抗干擾能力且比擬容易實(shí)現(xiàn)級(jí)聯(lián)，以到達(dá)擴(kuò)大計(jì)數(shù)圍的作用，同時(shí)電路具有很強(qiáng)的實(shí)用性。2.電路的缺乏由高亮光電管和硅光電池組成的信號(hào)產(chǎn)生電路靈敏度稍差，在實(shí)際環(huán)境中光線的承受還是收到影響，導(dǎo)致電路反響有點(diǎn)遲鈍。3.電路剛開(kāi)場(chǎng)有些地方考慮的欠佳，線路排布個(gè)人覺(jué)得并不十分完美。4.2電路的改良方法1、斷電檢查：硬件電路及對(duì)照原理圖檢查硬件電路。2、整個(gè)調(diào)試過(guò)程分層次進(jìn)展，先調(diào)試單元電路，再調(diào)試模塊電路，最后系統(tǒng)聯(lián)調(diào)。3、通電檢查：入正常電壓，觀察各模塊工作波形及工作電壓有無(wú)異常。4、單元電路調(diào)試：利用信號(hào)源或其他實(shí)驗(yàn)儀器判斷各單元電路的工作狀態(tài)。5、整機(jī)聯(lián)調(diào)：從最前端到末級(jí)進(jìn)展統(tǒng)調(diào)，檢查各級(jí)動(dòng)態(tài)信號(hào)工作情況，分析是否滿足設(shè)計(jì)要求。6、參數(shù)計(jì)算和器件選擇：五、系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)用C語(yǔ)言進(jìn)展編程：#include<reg52.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintucharcodetab[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};sbitSPK=P3^7;sbitkey1=P1^0;sbitkey2=P1^1;ucharn,a,b;voiddelay(ucharz){ucharx,y;for(x=z;x>0;x--)for(y=110;y>0;y--);}voidscan(){if(key1==0){delay(5);if(key1==0){while(!key1);n++;if(n==100)n=0;}}if(key2==0){delay(5);if(key2==0){while(!key2);n=0;}}}voiddisplay(){a=n%10;b=n/10;P2=0xfe;P0=tab[b];delay(5);P2=0xfd;P0=tab[a];delay(5);}voidalarm(uchart){uchari,j;for(i=0;i<200;i++){SPK=~SPK;for(j=0;j<t;j++);}}voidmain(){while(1){scan();display();if((a==0)&&(b!=0)){alarm(30);alarm(50);}}}六、仿真用proteus畫好電路圖，仿真結(jié)果如下：1，計(jì)數(shù)顯示如下列圖：2，當(dāng)計(jì)數(shù)到‘10’時(shí)，報(bào)警器報(bào)警，仿真結(jié)果如下列圖：3，按下清零鍵，數(shù)碼管恢復(fù)到‘00’，仿真結(jié)果如下列圖：七、設(shè)計(jì)心得體會(huì)本次課程設(shè)計(jì)是利用光電傳感器對(duì)通過(guò)光電門的產(chǎn)品數(shù)量計(jì)數(shù)。在設(shè)計(jì)電路初期，由于沒(méi)有設(shè)計(jì)經(jīng)歷，覺(jué)得無(wú)從下手，空有很多設(shè)計(jì)思想，經(jīng)過(guò)自己查找資料，我的設(shè)計(jì)漸漸有了頭緒，通過(guò)查閱資料，逐漸確立系統(tǒng)方案。發(fā)現(xiàn)自己對(duì)單片機(jī)AT89C52的功能的認(rèn)識(shí)和應(yīng)用掌握力度不夠，在軟件設(shè)計(jì)程序時(shí)常常遇到問(wèn)題，又找不到錯(cuò)誤問(wèn)題根源所在。究其原因是我對(duì)芯片應(yīng)用和C語(yǔ)言編寫程序的經(jīng)歷太少，速度過(guò)慢。我知道問(wèn)題的根本原因之后，我認(rèn)真研究并掌握單片機(jī)的應(yīng)用并提高編寫程序的準(zhǔn)確度，變成速度。在設(shè)計(jì)期間有什么不懂的可以問(wèn)指導(dǎo)教師，也可以和同學(xué)們互相探討，也可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)查詢。在課程設(shè)計(jì)期間我學(xué)到了很多知識(shí)和技巧。并