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