光电计数器设计论文 基于单片机的工业产品自动计数器.docx
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光电计数器设计论文基于单片机的工业产品自动计数器
光电计数器设计论文基于单片机的工业产品自动计数器
系统调试
光电计数器设计论文
一,设计题目:
基于单片机的工业产品自动计数器
二,设计要求:
1,数码管可以显示产品个数(0-99),自由设定产品报警个数(比如8),
当产品数目是8的个数时,发出报警(蜂鸣器响)。
2,独立设计电路,应包括单片机小系统、红外光电开关、数码管显示部分。
三,题目分析:
一电路光控电路,放置在流水线旁。
当有产品通本电路的指导思想是设计
过光电门时,都会先触发光控电路,根据光控电路产生触发脉冲令计数器进行加计数,要求计数器的最大计数容量是99个,并用数码管显示数字。
并在计数每次达到10时报警。
四,整体构思:
系统的组成与结构:
图2-1光电计数器系统结构图
整个光电计数器系统是由光电传感电路、AT89S51单片机系统电路、显示计数电路、报警电路五个部分组成的,如图2-1所示。
光电传感电路把被计数的物体的变化转换成电信号,由显示计数电路计数,再由数码显示管显示,当达到设定的报警值时,报警电路发出报警。
五,具体实现:
1,光电开关:
采用光电传感器采集外部信号。
引起单片机内部中断发生。
2,中断方式计数:
由于光电技术电路需要在数码管上显示通过光电门的产品数量,因
系统调试
此可以在内部存储器空间定义它的显示缓存区,用来暂存数码管显示的当前值。
系统在初始化程序之中,设置外部中断0产生中断标志T0,并初始化值为0。
当有外部中产生时,相应的中断置1。
当外部中断0产生中断时,在主程序中扫描T0是否为1。
当T0为1时,调用光电计数子程序,将显示暂存变量加1,。
每当通过光电门的产品数量达到12时,蜂鸣器响一声,并清零缓存,继续计数。
3,显示部分:
该系统要求显示计数功能。
基于上述原因,我们考虑了三种方案:
方案一:
完全采用LCD显示。
完全采用LCD显示可显示有限的符号和数
码字苻,能满足设计的需要。
方案二:
完全采用点阵式LCD显示。
这种方案实现复杂,且须完成大量的
软件工作;但功能强大,可方便的显示各种英文字符,汉字,图形
等,也可满足设计的需要。
方案三:
采用LED显示,LED只显示数字输出。
这种方案既满足系统功能
要求,又简单,成本有低。
权衡利弊,第三种方案的优缺点,我们决定采用方案三来实现数字显示。
系统中采用的数码管为共阴极数码管,显示电路图的电路如图3-3所示。
图3-3显示电路图
4报警部分:
当计数器计数到"00"时应使计数器复位并置数"99"。
但这时将不会显示"00",
而计数器从"01"直接复位。
由于"00"是一个过渡时期,不会显示出来,所以本电
路采用"12"作为计数器复位脉冲。
当计数器由"00"跳变到"12''时,从输出低电平使
系统调试
计数器置数,并保持继续计数,蜂鸣器发出一声报警声。
当产品经过光电门时,Rs触发器翻转输出高电平,计数器开始计数。
若按下S1,计数器立即复位。
报警电路的电路图如图3-4所示。
图3-4报警电路图
5,软件程序的设计
系统上电初始化之后,主程序不断地扫描键盘和显示程序;同时判断外部中断标志是否有效。
如果外部中断标志有效,则调用光电计数处理子程序,刷新数码管的显示值
6,系统控制主程序设计
定义蜂鸣器接口P3.6,初始状态为0,蜂鸣器不报警,当有高电平触发P3.6是,蜂鸣器开始报警。
当下一个脉冲是1时外部中断T0则产生中断,计数器停止加计数。
7,系统初始化子程序设计:
设定外部中断T0的标志位置0即中断处于关闭状态,蜂鸣器控制标志位也置0,处于关闭状态,系统初始化流程图如图3-5所示。
图3-5系统初始化流程图
8,显示子程序设计
定义数码管的段码表、位选码,定义计数器的显示缓存区,在统计过程中,当一个信号传到单片机中,系统调用延时子程序进行延时,计数器对十位和个位进行计数判断,将数据通过数码管显示出来,显示子程序的电路图如图3-6所示。
系统调试
图3-6动态显示电路流程图
9,光电计数处理子字程序设计
外部中断T0初始化后处于关闭状态,当其中断标志有效时进行加计数,外部中断T0进行加计数且判断计数器是否达到10,若等于10则KEYBOARD=1蜂鸣器报警。
最后将计数值通过数码管显示,其流程图如图3-7所示。
系统调试
3-7光电计数处理子程序流程图六,单片机小系统及外部电路焊接:
硬件电路和软件编程后开始焊接单片机小系统和外设电路。
根据焊接说明书单片机小系统焊接如下图:
系统调试
设计电路焊接如下图:
七~系统调试
将整个电路连接好后,下载软件程序并进行试验,调试。
系统调试
八,电路调试过程中出现的问题及解决办法
1.蜂鸣器:
开始蜂鸣器的连接电路如下图一时,但声音比较小。
当改成图二时声音顿时增大。
主要还是因为通过蜂鸣器的电流后者比前者大导致。
图一图二
2.没有加驱动直接连接时,数码管不会动态显示,当用两个三极管作为驱动后数码管正常显示
3,有时数码管有的段不亮,经排查发现是焊锡时不小心导致短路造成的,经过重新焊接问题解决。
八,设计心得体会
本次课程设计是利用光电传感器对通过光电门的产品数量计数。
在设计电路初期,由于没有设计经验,觉得无从下手,空有很多设计思想,经过自己查找资料,我的设计渐渐有了头绪,通过查阅资料,逐渐确立系统方案。
发现自己对单片机AT89S51的功能的认识和应用掌握力度不够,在软件设计程序时常常遇到问题,又找不到错误问题根源所在。
究其原因是我对芯片应用和C语言编写程序的经验太少,速度过慢。
我知道问题的根本原因之后,我认真研究并掌握单片机的应用并提高编写程序的准确度,变成速度。
在设计期间有什么不懂的可以问指导老师,也可以和同学们互相探讨,也可以通过网络查询。
在课程设计期间我学到了很多知识和技巧。
并把以往老师教的理论知识用于实践。
总之,知识必须通过应用才能实现其价值~有些东西以为学会了,但真正到用的时候才发现是两回事,所以我认为只有到真正会用的时候才是真的学会了。
参考文献
1,康华光《电子技术基础》数字部分.高等教育出版社,20062,康华光《电子技术基础》模拟部分.高等教育出版社,20063,倪晓军,章韵《单片机原理与接口技术》清华大学出版社,20094,郭天祥《51单片机C语言教程》电子工业出版社,2009
系统调试
附录总电路图与程序清单
总电路图如下所示:
程序清单如下所示:
#include
#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintsbitbuzzer=P3^0;
ucharcodetab[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,
0x82,0xf8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e};
ucharnum,num1,num2,flag;
voiddelay(unsignedinti)
{
unsignedintj;
for(i;i>0;i--)
for(j=110;j>0;j--);}
voiddisplay()
{
系统调试
uchara,b;
a=num%10;
b=num/10;
if((a==0)&&(b!
=0)&&flag==1)
{
buzzer=1;
delay(1000);
flag=0;
buzzer=0;
num1++;
if(num1==100)
{
num1=0;
}
}
P0=tab[a];
P2=0xfe;
delay(5);
P0=tab[b];
P2=0xfd;
delay(5);
}
main()
{
EA=1;
EX1=1;
IT1=1;
buzzer=0;
while
(1)
display();}
voidint1()interrupt2{
系统调试
num++;
if(num==100)
{
num=0;
num1++;
}
flag=1;
}
系统调试
专业:
机械设计制造及自动化
班级:
机自083
姓名:
钮冬科
学号:
200880724329
日期:
10年12月22日
系统调试
一设计题目………………………………………………..............................1
二设计要求………………………………………………………........1
三题目分析……………………………………………………………………...…1
五具体实现…………………………………………………………1
1.光电开关………………………………………………………………….1
2中断方式计数…………………………………2
3显示部分…………………………...2
4报警部分……………………………………………………2
5软件程序设计………………………………………………3
6系统控制住程序设计…………………………………………………3
7系统初始化子程序设计........................................3
8显示子程序设计..............................................3
9光电计数处理子程序设计......................................4
六单片机小系统焊接..............................................5七系统调试...........................................6八问题及解决方案.............................................7九心得体会......................................................7
参考文献..............................................7
附录..................................................8
程序清单…………………………………………………………………………….9