基于AT89S52單片機(jī)的光電計(jì)數(shù)器畢業(yè)設(shè)計(jì)論文報(bào)告

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告題 目 工業(yè)產(chǎn)品產(chǎn)量計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)與制作院（系）別 中德機(jī)電學(xué)院 專(zhuān) 業(yè) 機(jī)電一體化技術(shù) 班 級(jí) 機(jī)電1002班 姓 名 劉兆華 學(xué) 號(hào) 100101239 指導(dǎo)教師 趙振榮 2012年12月摘 要隨著當(dāng)今社會(huì)的飛速發(fā)展，越來(lái)越多的流水線上的產(chǎn)品和各種公共場(chǎng)都需要進(jìn)行自動(dòng)計(jì)數(shù)?；趩纹瑱C(jī)構(gòu)成的產(chǎn)品自動(dòng)計(jì)數(shù)器有直觀和計(jì)數(shù)精確的優(yōu)點(diǎn)，目前已在各種行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。數(shù)字計(jì)數(shù)器有多種形式，總體來(lái)說(shuō)有接觸式和非接觸式兩種，在科技發(fā)展的今天，非接觸式紅外計(jì)數(shù)器得到了廣泛的應(yīng)用。本設(shè)計(jì)采用一對(duì)紅外發(fā)射接收管作為紅外計(jì)數(shù)器的信號(hào)檢測(cè)頭，具有價(jià)格低廉，抗干擾性好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便等特點(diǎn)。指

2、導(dǎo)思想是利用紅外發(fā)光管發(fā)射紅外線，紅外接收管接收此紅外線，并將其放大、整流形成低電平信號(hào).當(dāng)有人或物擋住紅外光時(shí)，接收管沒(méi)有接收到紅外信號(hào)，放大器將輸出高電平，同時(shí)將這個(gè)電平信號(hào)送入單片機(jī)進(jìn)行控制計(jì)數(shù)，并且使數(shù)碼管顯示數(shù)值。這樣就得到要統(tǒng)計(jì)的人或物的數(shù)量。關(guān)鍵詞：自動(dòng)計(jì)數(shù)；單片機(jī)；數(shù)碼管 Abstract Along with the rapid development of this community, more and more on the assembly line of products and all sorts of public Need for automatic coun

3、ting. Based on single-chip computers.the product automatic counter intuitive and count accurate advantages, currently have in various industries have been widely used. Digital counter have various forms and generally have contact and contact-less two kinds, in the development of science and technolo

4、gy today, contactless infrared counter been widely used. The design USES a pair of infrared emission receiving tube as infrared counter signal detection head, is inexpensive, anti-jamming good, simple structure, convenient operation, etc.The guiding ideology is using infrared luminescence tubes laun

5、ch infrared, infrared receiving tube receiving this infrared, and put the amplification, rectifier form low level signals. When someone or something blocking infrared, receiving tube without receiving infrared signal, amplifier output high level, at the same time will the level signal into SCM contr

6、ol counted, and making digital tube display Numbers. So get to statistics, the number of people or things.Keywords: Automatic counting，MCU，Digital tube目 錄摘 要1Abstract1前言4第一章 計(jì)數(shù)器的概論51.1 選題背景51.2 國(guó)內(nèi)外的研究概況5第二章 控制要求分析62.1 設(shè)計(jì)要求62.2 題目分析62.3 整體構(gòu)思6第三章 主要元器件的概述83.1 AT89S52單片機(jī)的引腳及其功能83.2 光電式傳感器（光電開(kāi)關(guān)）E18-D80N

7、K113.3 數(shù)碼管14第四章 計(jì)數(shù)器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)164.1 單片機(jī)系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)流程164.2 單片機(jī)系統(tǒng)174.2.1 時(shí)鐘源電路184.2.2 復(fù)位電路184.2.3 計(jì)數(shù)功能194.2.4 數(shù)碼管顯示電路204.2.5 報(bào)警部分224.3 電路焊接及其實(shí)物調(diào)試過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題及解決辦法234.4 計(jì)數(shù)器總電路圖及程序設(shè)計(jì)244.4.1 總電路圖244.4.2 程序編寫(xiě)24第五章 結(jié)束語(yǔ)27致謝28參考文獻(xiàn)29附錄30前言在當(dāng)今社會(huì)飛速發(fā)展的今天，廠家基本采用流水線技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)作業(yè)，而怎樣對(duì)其線上的產(chǎn)品進(jìn)行實(shí)時(shí)的、有效的、精確的自動(dòng)計(jì)數(shù)成為廣大生產(chǎn)廠家十分關(guān)注的問(wèn)題。傳統(tǒng)的機(jī)械式或電子

8、式計(jì)數(shù)器（主要是用數(shù)字電路集成組件組成）電路比較復(fù)雜，元器件數(shù)量較多，故障率較高，維修比較困難，而設(shè)置預(yù)定數(shù)值不太方便，功能不易更改且功能過(guò)于單一，適用范圍較窄。而基于單片機(jī)為核心控制的計(jì)數(shù)器有著能夠?qū)崟r(shí)、精確、可靠、穩(wěn)定等計(jì)數(shù)優(yōu)點(diǎn)已成為廣大廠家的首選自動(dòng)計(jì)數(shù)裝置。而傳統(tǒng)的計(jì)數(shù)器都很難做到自動(dòng)計(jì)數(shù)，現(xiàn)在已經(jīng)很難滿足生活的需要。在工業(yè)控制、信息檢測(cè)系統(tǒng)中廣泛使用的計(jì)數(shù)器，其實(shí)際電路的作用不外乎是采集信號(hào)、處理信號(hào)、量化為一定數(shù)字比例的電壓或電流，最后，通過(guò)表頭或數(shù)碼管等顯示器件顯示具體數(shù)據(jù)，供使用者觀察。本文所設(shè)計(jì)的計(jì)數(shù)器采用紅外線遮光方式，抗干擾性好，可靠性高?？捎糜跍y(cè)量工廠生產(chǎn)線上的產(chǎn)品數(shù)量

9、和各大場(chǎng)所對(duì)人員數(shù)量的統(tǒng)計(jì)。因此，研究計(jì)數(shù)器及擴(kuò)大其應(yīng)用，有著非?，F(xiàn)實(shí)的意義。單片機(jī)控制紅外計(jì)數(shù)器由于采用了軟件處理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)量化精度較高，設(shè)計(jì)、制作靈活，更適合實(shí)際應(yīng)用。因此設(shè)計(jì)了該款式的計(jì)數(shù)器。第一章 計(jì)數(shù)器的概論1.1 選題背景當(dāng)今社會(huì)，單片微型計(jì)算機(jī)技術(shù)迅速發(fā)展，基于單片機(jī)技術(shù)開(kāi)發(fā)的計(jì)數(shù)設(shè)備和產(chǎn)品廣泛應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，隨之而來(lái)的競(jìng)爭(zhēng)也越來(lái)越激烈。過(guò)硬的技術(shù)也成為眾多生產(chǎn)廠商競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)之一。廠商為了在競(jìng)爭(zhēng)中處于不敗之地，從而不斷地改進(jìn)技術(shù)，增加產(chǎn)品的種類(lèi)?，F(xiàn)計(jì)數(shù)器的種類(lèi)以增加到：電磁計(jì)數(shù)器、光電子計(jì)數(shù)器、機(jī)械計(jì)數(shù)器（拉動(dòng)機(jī)械計(jì)數(shù)器、轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械計(jì)數(shù)器、按動(dòng)機(jī)械計(jì)數(shù)器、測(cè)長(zhǎng)機(jī)械計(jì)數(shù)器）、液晶計(jì)數(shù)

10、器等。單片機(jī)技術(shù)產(chǎn)品和設(shè)備促進(jìn)了生產(chǎn)技術(shù)水平的提高，企業(yè)迫切需要大量熟練掌握單片機(jī)技術(shù)并能開(kāi)發(fā)、應(yīng)用和維護(hù)管理這些智能化產(chǎn)品的高級(jí)工程技術(shù)人才，單片機(jī)以體積小、功能強(qiáng)、可靠性高、性能價(jià)格比高等特點(diǎn)，已成為實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)步和開(kāi)發(fā)機(jī)電一體化和智能化測(cè)控產(chǎn)品的重要手段，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)或部分實(shí)現(xiàn)，但要真正完美地實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，對(duì)于設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)，還有許多工作要做，而不是表面看來(lái)似乎發(fā)展到頭了，光電計(jì)數(shù)器是一種多功能的計(jì)數(shù)測(cè)量?jī)x器，它利用光電學(xué)的方法測(cè)出有無(wú)物體經(jīng)過(guò)，實(shí)時(shí)向單片機(jī)內(nèi)輸入的脈沖信號(hào)，并將結(jié)果以數(shù)字形式顯示出來(lái)。1.2 國(guó)內(nèi)外的研究概況如今的產(chǎn)品自動(dòng)計(jì)數(shù)器大多采用非接觸方式，早已開(kāi)發(fā)出了多種型號(hào)的專(zhuān)

11、用檢測(cè)芯片。而利用AT89S52為控制單元、輔以多種外圍硬件搭配而成的計(jì)數(shù)裝置已成為現(xiàn)在自動(dòng)計(jì)數(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的潮流。而如何提高自動(dòng)計(jì)數(shù)器的實(shí)時(shí)性、抗干擾能力、穩(wěn)定性是現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外自動(dòng)計(jì)數(shù)生產(chǎn)研究的主要課題，產(chǎn)品自動(dòng)計(jì)數(shù)主要用于工廠的流水線計(jì)數(shù)，往往是處于高溫，高噪聲等極度惡劣的環(huán)境中，而AT89S系列單片機(jī)構(gòu)成的產(chǎn)品自動(dòng)計(jì)數(shù)器在這種環(huán)境中工作時(shí)往往會(huì)出現(xiàn)誤操作（單片機(jī)程序跑飛）或死機(jī)（程序進(jìn)入死循環(huán)），這也是基于單片機(jī)構(gòu)成的產(chǎn)品自動(dòng)計(jì)數(shù)器存在的致命問(wèn)題。第二章 控制要求分析2.1 設(shè)計(jì)要求 1、數(shù)碼管可以顯示產(chǎn)品個(gè)數(shù)（00-99），設(shè)定產(chǎn)品報(bào)警個(gè)數(shù)（比如8），當(dāng)產(chǎn)品數(shù)目達(dá)到8的倍數(shù)（如8、16、24

12、、32······）時(shí)，發(fā)出報(bào)警（蜂鳴器響），等接收到下一個(gè)信號(hào)時(shí)計(jì)數(shù)器繼續(xù)計(jì)數(shù)。 2、獨(dú)立設(shè)計(jì)電路，其包括單片機(jī)小系統(tǒng)、紅外光電開(kāi)關(guān)、復(fù)位電路部分、報(bào)警部分、數(shù)碼管顯示部分。2.2 題目分析本電路的指導(dǎo)思想是設(shè)計(jì)出一個(gè)光控電路，放置在流水線旁。當(dāng)有產(chǎn)品通過(guò)光電門(mén)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)行加計(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，同時(shí)在計(jì)數(shù)每次達(dá)到8的倍數(shù)時(shí)發(fā)出報(bào)警。2.3 整體構(gòu)思總體電路是由AT89S52單片機(jī)系統(tǒng)、紅外光電管電路、蜂鳴器報(bào)警電路、數(shù)碼管顯示部分、復(fù)位電路部分組

13、成，其結(jié)構(gòu)如圖2.1所示：AT89S52單片機(jī)系統(tǒng)部分蜂鳴器報(bào)警電路部分紅外光電檢測(cè)電路部分?jǐn)?shù)碼管顯示電路部分上電自動(dòng)復(fù)位電路部分圖2.1整體流程結(jié)構(gòu)圖紅外傳感器感受到外界信息時(shí)，產(chǎn)生高低電平，通過(guò)軟件程序設(shè)置單片機(jī)內(nèi)部寄存器，當(dāng)傳感器的高低脈沖被單片機(jī)接收到時(shí)，單片機(jī)產(chǎn)生中斷，中斷產(chǎn)生后進(jìn)入中斷服務(wù)程序，通過(guò)設(shè)置中斷服務(wù)程序，進(jìn)行計(jì)數(shù)。并通過(guò)P0 口將計(jì)數(shù)信息傳送至數(shù)碼管，數(shù)碼管顯示計(jì)數(shù)的個(gè)數(shù)。當(dāng)電路斷電后重新啟動(dòng)計(jì)數(shù)器時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)復(fù)位（上電自動(dòng)復(fù)位），以00開(kāi)始重新計(jì)數(shù)。第三章 主要元器件的概述3.1 AT89S52單片機(jī)的引腳及其功能圖3.1 AT89S52單片機(jī)引腳圖VCC: 電源GN

14、D: 接地P0口: P0口是一個(gè)8位漏極開(kāi)路的雙向I/O口。作為輸出口，每位能驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯電平。對(duì)P0端口寫(xiě)“1”時(shí)，引腳用作高阻抗輸入。當(dāng)訪問(wèn)外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P0口也被作為低8位地址/數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式下，P0具有內(nèi)部上拉電阻。在flash編程時(shí)，P0口也用來(lái)接收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)。程序校驗(yàn)時(shí)，需要外部上拉電阻。P1口：P1 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，p1 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4 個(gè)TTL 邏輯電平。對(duì)P1 端口寫(xiě)“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL

15、）。此外，P1.0和P1.2分別作定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的外部計(jì)數(shù)輸入（P1.0/T2）和時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的觸發(fā)輸入（P1.1/T2EX），具體如下表所示。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口接收低8位地址字節(jié)。表3.1 P1口引腳功能引腳號(hào)第二功能P1.0T2（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的外部計(jì)數(shù)輸入），時(shí)鐘輸出P1.1T2EX（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的捕捉/重載觸發(fā)信號(hào)和方向控制）P1.5MOSI（在系統(tǒng)編程用）P1.6MISO（在系統(tǒng)編程用）P1.7SCK（在系統(tǒng)編程用）P2口：P2 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4 個(gè)TTL 邏輯電平。對(duì)P2 端口寫(xiě)“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電

16、阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電（IIL）。在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或用16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行MOVX DPTR）時(shí)，P2 口送出高八位地址。在這種應(yīng)用中，P2 口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送1。在使用8位地址（如MOVX RI）訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P2口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P2口也接收高8位地址字節(jié)和一些控制信號(hào)。P3口：P3 口是一個(gè)有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，p2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4 個(gè)TTL 邏輯電平。對(duì)P3 端口寫(xiě)“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作

17、為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。P3口亦作為AT89S52特殊功能（第二功能）使用，如下表3.2所示。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P3口也接收一些控制信號(hào)。表3.2 P3口引腳功能引腳號(hào)第二功能P3.0RXD（串行輸入）P3.1TXD（串行輸出）P3.2 (外部中斷0)P3.3 (外部中斷1)P3.4T0（定時(shí)器0外部輸入）P3.5T1定時(shí)器1外部輸入）P3.6 (外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通)P3.7 (外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通)RST：復(fù)位輸入。晶振工作時(shí)，RST腳持續(xù)2 個(gè)機(jī)器周期高電平將使單片機(jī)復(fù)位?？撮T(mén)狗計(jì)時(shí)完成后，RST 腳輸出96 個(gè)晶振周期的高電平。特

18、殊寄存器AUXR(地址8EH)上的DISRTO位可以使此功能無(wú)效。DISRTO默認(rèn)狀態(tài)下，復(fù)位高電平有效。ALE/:地址鎖存控制信號(hào)（ALE）是訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，鎖存低8 位地址的輸出脈沖。在flash編程時(shí)，此引腳()也用作編程輸入脈沖。在一般情況下，ALE 以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用來(lái)作為外部定時(shí)器或時(shí)鐘使用。然而，特別強(qiáng)調(diào)，在每次訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ALE脈沖將會(huì)跳過(guò)。如果需要，通過(guò)將地址為8EH的SFR的第0位置 “1”，ALE操作將無(wú)效。這一位置 “1”，ALE 僅在執(zhí)行MOVX 或MOVC指令時(shí)有效。否則，ALE 將被微弱拉高。這個(gè)ALE 使能標(biāo)志位（地址為8EH

19、的SFR的第0位）的設(shè)置對(duì)微控制器處于外部執(zhí)行模式下無(wú)效。：外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)()是外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)。當(dāng)AT89S52從外部程序存儲(chǔ)器執(zhí)行外部代碼時(shí)，在每個(gè)機(jī)器周期被激活兩次，而在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將不被激活。/VPP：訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器控制信號(hào)。為使能從0000H 到FFFFH的外部程序存儲(chǔ)器讀取指令，必須接GND。為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令，應(yīng)該接VCC。在flash編程期間，也接收12伏VPP電壓。XTAL1：振蕩器反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路的輸入端。XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。3.2 光電式傳感器（光電開(kāi)關(guān)）E18-D80NK光電式傳感器（光電開(kāi)關(guān)）是一種集發(fā)射與接

20、收于一體的光電傳感器。檢測(cè)距離可以根據(jù)要求進(jìn)行調(diào)節(jié)。該傳感器具有探測(cè)距離遠(yuǎn)、受可見(jiàn)光干擾小、價(jià)格便宜、易于裝配、使用方便等特點(diǎn)，可以廣泛應(yīng)用于機(jī)器人避障、流水線計(jì)件等眾多自動(dòng)化產(chǎn)品。本設(shè)計(jì)所使用的是光電式傳感器（光電開(kāi)關(guān)）NPN常開(kāi)，型號(hào)：E18-D80NK，其相關(guān)特性及其參數(shù)如下：圖3.2光電式傳感器（光電開(kāi)關(guān)）E18-D80NK實(shí)物圖這是NPN型光電開(kāi)關(guān)，就三條線，電源、接地、輸出，其輸出狀態(tài)是0，1，即數(shù)字電路中的高電平與低電平。檢測(cè)到目標(biāo)是低電平輸出，正常狀態(tài)是高電平輸出。在接到單片機(jī)IO口上時(shí)輸出外加一個(gè)上拉電阻即可連接到IO口上，一般上拉電阻阻值為1k左右。光電傳感器是通過(guò)把光強(qiáng)度

21、的變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)控制的，光電傳感器在一般情況下，有三部分構(gòu)成，它們分為：發(fā)射器、接收器和檢測(cè)電路。圖3.3光電式傳感器（光電開(kāi)關(guān)）E18-D80NK示意圖原理如下：紅外傳感器沒(méi)有檢測(cè)到外部信號(hào)時(shí)處于高電平狀態(tài)，當(dāng)檢測(cè)到外部物體時(shí)由高電平狀態(tài)變?yōu)榈碗娖綘顟B(tài)，通過(guò)與單片機(jī)連接單片機(jī)I/O接收檢測(cè)的高低電平變化。圖3.4光電式傳感器（光電開(kāi)關(guān)）E18-D80NK原理圖型號(hào)為E18-D80NK、NPN常開(kāi)的光電式傳感器（光電開(kāi)關(guān)）的相關(guān)參數(shù)如下面所描述：技術(shù)參數(shù):1、輸出電流 DC/SCR/繼電器 Control output：100mA/5V供電2、消耗電流 DC<25mA3、響

22、應(yīng)時(shí)間 <2ms4、指向角：15°,有效距離3-80CM可調(diào)5、檢測(cè)物體：透明或不透明體6、工作環(huán)境溫度：-25+557、標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)物體：太陽(yáng)光10000LX以下 白熾燈3000LX以下8、外殼材料：塑料電氣特性：     U:5VDC     I:100mA     Sn:3-80CM尺寸：     直徑:17MM     傳感器長(zhǎng)度:45MM   &

23、#160; 引線長(zhǎng)度:45CM應(yīng)用案例：     1、生產(chǎn)線貨物自動(dòng)計(jì)數(shù)設(shè)備     2、多功能提醒器 3、走迷宮機(jī)器人     4、廚房自動(dòng)化系統(tǒng)     5、安防防盜系統(tǒng)等使用時(shí)注意事項(xiàng)：保護(hù)動(dòng)作的可靠和壽命長(zhǎng)，請(qǐng)避免在有關(guān)規(guī)定以外的溫度外界(戶(hù)外)條件下使用，接近傳感器雖為耐水結(jié)構(gòu)，若裝上罩使用，勿使水和水容性切削油等淋到，則可更好地提高可靠性及壽命。還請(qǐng)避免在有化學(xué)藥劑，特別是在強(qiáng)堿、酸、硝酸、銘酸、熱濃硫酸等氣候中使用。3.3

24、 數(shù)碼管一些小型設(shè)備或小型檢測(cè)系統(tǒng)一般由單片機(jī)組成控制系統(tǒng)，為了降低成本，這些小型系統(tǒng)中的顯示一般采用數(shù)碼管（LED）組成。常見(jiàn)的數(shù)碼管有7段、8段和16段。數(shù)碼管實(shí)際上就是八個(gè)發(fā)光二極管，它們以?xún)煞N方式連接，如果將其陰極連接在一起，這種方式構(gòu)成的數(shù)碼管成為共陰數(shù)碼管；如果將其陽(yáng)極連接在一起，這種方式構(gòu)成的數(shù)碼管為共陽(yáng)數(shù)碼管。 圖3.5共陰數(shù)碼管原理圖 圖3.6共陽(yáng)數(shù)碼管原理圖根據(jù)電路圖所設(shè)計(jì)的不同，那么所選擇的數(shù)碼管也有所差異。對(duì)于YD0562R0數(shù)碼管內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其各個(gè)引腳所對(duì)應(yīng)的端口的作用如圖3.7所示：圖3.7數(shù)碼管示意圖第四章 計(jì)數(shù)器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1 單片機(jī)系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)流程初始化開(kāi)始

25、計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)是8的倍數(shù)嗎？ 顯示 延時(shí)脈沖計(jì)數(shù)等于99嗎？清零圖4.1主程序圖4.2 單片機(jī)系統(tǒng) 單片機(jī)最小系統(tǒng)是此設(shè)計(jì)的核心部位，紅外傳感器所產(chǎn)生的外部脈沖經(jīng)單片機(jī)進(jìn)行譯碼而計(jì)數(shù)的，并且通過(guò)對(duì)單片機(jī)內(nèi)部進(jìn)行編譯，使外部中斷信號(hào)通過(guò)數(shù)碼管顯示出來(lái)，并實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)功能。一個(gè)典型的單片機(jī)最小系統(tǒng)一般由時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、片外RAM、片外ROM、數(shù)碼管、外部擴(kuò)展接口等部分組成，而對(duì)于這次的設(shè)計(jì)單片機(jī)最小系統(tǒng)基本電路圖如下：圖4.2單片機(jī)最小系統(tǒng)基本電路圖4.2.1 時(shí)鐘源電路單片機(jī)內(nèi)部具有一個(gè)高增益反相放大器，用于構(gòu)成振蕩器。通常在引腳XTALl和XTAL2跨接石英晶體和兩個(gè)補(bǔ)償電容構(gòu)成自激振蕩器，結(jié)構(gòu)如圖

26、4.3中的C1、C2和X1所示?？梢愿鶕?jù)情況選擇6MHz或12MHz等頻率的石英晶體，補(bǔ)償電容通常選擇30pF左右的瓷片電容。圖4.3 時(shí)鐘源電路圖4.2.2 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。本設(shè)計(jì)所采用的復(fù)位是上電自動(dòng)復(fù)位，其結(jié)構(gòu)如圖4.4中的上電自動(dòng)復(fù)位中的C3、R11所示。上電自動(dòng)復(fù)位通過(guò)電容C3充電來(lái)實(shí)現(xiàn)。手動(dòng)按鍵復(fù)位是通過(guò)按鍵將C3、R11與VCC接通來(lái)實(shí)現(xiàn)。如圖4.4所示兩種復(fù)位方式：圖4.4 復(fù)位電路4.2.3 計(jì)數(shù)

27、功能由AT89S52單片機(jī)控制完成，基本原理為當(dāng)紅外檢測(cè)部分檢測(cè)到物體時(shí)，紅外接收電路輸出口將產(chǎn)生一個(gè)低電平信號(hào)，這個(gè)信號(hào)將供給單片機(jī)進(jìn)行計(jì)數(shù)控制；顯示部分是通過(guò)P0和P2口實(shí)現(xiàn)。 計(jì)數(shù)控制部分是將計(jì)數(shù)脈沖送入AT89S52單片機(jī)中斷入口的INT0入口，經(jīng)過(guò)單片機(jī)內(nèi)部對(duì)這個(gè)中斷信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)編程構(gòu)成。AT89S52單片機(jī)與MCS-52指令系統(tǒng)完全兼容。提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：4K字節(jié)FLASH閃爍存儲(chǔ)器、128字節(jié)內(nèi)部RAM、32個(gè)I/O口線、三個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器 、一個(gè)5向量?jī)杉?jí)中斷、片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。同時(shí)AT89S52可降至0HZ的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩個(gè)軟件的節(jié)電工作模式?？臻e方式停止CP

28、U的工作，但是允許RAM、定時(shí)/計(jì)數(shù)器及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電后保存RAM中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其他所有部件工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。4.2.4 數(shù)碼管顯示電路顯示部分是通過(guò)上拉電阻以及8段數(shù)碼管構(gòu)成.采用的是軟件譯碼方式。軟件譯碼是把各字符的段選碼組織到一個(gè)表中，要顯示某字符先查表得到其段選碼，如表4.1所示，然后送往顯示器的段碼線。表4.1數(shù)碼管對(duì)應(yīng)的LED字形值序號(hào)顯示數(shù)據(jù)引腳排列8421編碼二進(jìn)制段碼十六進(jìn)制碼10abcdefg000011111107E21abcdefg000101100003032abcdefg001011011016D43abcdefg0011111100

29、17954abcdefg010001100116365abcdefg010110110115B76abcdefg011010111115F87abcdefg011111100007098abcdefg100011111117F109abcdefg100111110117B11Aabcdefg101011101117712babcdefg101100111111F13Cabcdefg110010011104E14dabcdefg110101111013D15Eabcdefg111010011114F16Fabcdefg111110001114717gabcdefg11110117B18oabcd

30、efg01111013D單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中多采用軟件譯碼的動(dòng)態(tài)顯示P0口輸出的是段選碼，P2口輸出位選碼。而位選碼占用的輸出口線數(shù)取決于顯示器位數(shù)。本設(shè)計(jì)所采用的是一個(gè)兩位八段共陽(yáng)極YD0562R0的數(shù)碼管，其可以顯示計(jì)數(shù)范圍0099。該數(shù)碼管共有10個(gè)管腳，分別是:a、b、c、d、e、f、g、dp、com1、com2。其中a、b、c、d、e、f、g、dp為八位段碼， com1、com2為公共端的位選，而單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中多采用軟件譯碼的動(dòng)態(tài)顯示P0口輸出的是段選碼，P2口輸出的是位選碼，從而顯示實(shí)時(shí)數(shù)字。該數(shù)碼管為共陽(yáng)極數(shù)碼管，當(dāng)用NPN（2N2222A）型三極管驅(qū)動(dòng)時(shí)，當(dāng)基極為高電平時(shí)三極管導(dǎo)

31、通，位選打開(kāi)。三極管C極集電極接+5V電源，發(fā)射極與數(shù)碼管兩com口相連，基極接單片機(jī)片P2口，通過(guò)對(duì)P2口附高低電平來(lái)控制位選，當(dāng)P2口為高電平時(shí)，三極管道通，進(jìn)而使得數(shù)碼管com口為高電平，數(shù)碼管顯示與驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管原理如下圖4.5所示：圖4.5數(shù)碼管顯示與驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管原理圖在本設(shè)計(jì)中關(guān)于AT89S52單片機(jī)的P0、P2端口與兩位八段共陽(yáng)極YD0562R0的數(shù)碼管接法如下所述：P0.0端口接數(shù)碼管中的10號(hào)管腳，P0.1端口接數(shù)碼管中的9號(hào)管腳, P0.2端口接數(shù)碼管中的1號(hào)管腳, P0.3端口接數(shù)碼管中的4號(hào)管腳, P0.4端口接數(shù)碼管中的3號(hào)管腳，P0.5端口接數(shù)碼管中的6號(hào)管腳, P0.6

32、端口接數(shù)碼管中的5號(hào)管腳, P0.7端口接數(shù)碼管中的2號(hào)管腳；P2.0端口接數(shù)碼管中的7號(hào)管腳,P2.1端口接數(shù)碼管中的8號(hào)管腳。4.2.5 報(bào)警部分當(dāng)產(chǎn)品數(shù)目達(dá)到8的倍數(shù)（如8、16、24、32······）時(shí)，發(fā)出報(bào)警（蜂鳴器響），等接收到下一個(gè)信號(hào)時(shí)計(jì)數(shù)器繼續(xù)計(jì)數(shù)。當(dāng)產(chǎn)品經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)，紅外傳感器輸出低電平。上電之后電路立即復(fù)位，計(jì)數(shù)器開(kāi)始重新計(jì)數(shù)，報(bào)警電路的電路圖如圖4.6所示。圖4.6 報(bào)警電路圖4.3 電路焊接及其實(shí)物調(diào)試過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題及解決辦法1、在焊接過(guò)程中，由于焊接不當(dāng)出現(xiàn)空焊、漏焊、連錫等情況，在焊完一部分之后必須

33、對(duì)其進(jìn)行仔細(xì)檢查，一旦有上述情況應(yīng)盡快修整以免出現(xiàn)短路、短路以至系統(tǒng)無(wú)法正常工作2、在編寫(xiě)程序的過(guò)程中會(huì)遇到指令不存在等問(wèn)題，通過(guò)仔細(xì)的檢查及其調(diào)試之后對(duì)錯(cuò)誤的地方進(jìn)行更改。3、兩位數(shù)碼管在沒(méi)有驅(qū)動(dòng)電路時(shí)無(wú)法正常動(dòng)態(tài)顯示，接上兩個(gè)三極管之后，數(shù)碼管正常工作4、蜂鳴器，開(kāi)始蜂鳴器的連接電路如下圖4.7中的改進(jìn)之前電路圖所示，但聲音比較小。當(dāng)改成圖4.7中的改進(jìn)之后電路圖時(shí)聲音頓時(shí)增大，主要還是因?yàn)楹笳咄ㄟ^(guò)蜂鳴器的電流比前者通過(guò)蜂鳴器的電流大的原因所致。圖4.7報(bào)警電路改進(jìn)前后4.4 計(jì)數(shù)器總電路圖及程序設(shè)計(jì)4.4.1 總電路圖圖4.8總電路圖4.4.2 程序編寫(xiě)（1）匯編語(yǔ)言如下：ORG 000

34、0HLJMP MAINORG 0003HLJMP INTOORG 1000HMAIN: SETB EA SETB EX0 SETB IT0 MOV R0,#0 MOV R1,#0 MOV R3,#0 MOV SP,#60HXS: MOV A,#02H MOV P2,A MOV DPTR,#TAB MOV A,R0 MOVC A,A+DPTR MOV P0,A ACALL DELAY MOV A,#01H MOV P2,A MOV DPTR,#TAB MOV A,R1 MOVC A,A+DPTR MOV P0,A ACALL DELAY LJMP XSDELAY: MOV R6,#20DEL1:

35、 MOV R7,#25DEL2: DJNZ R7,DEL2 DJNZ R6,DEL1 RETINTO: INC R3 MOV A,R3 MOV B,#10 DIV AB MOV R0,A MOV R1,B MOV A,R3 JZ OUT MOV A,R3 MOV B,#8 DIV AB MOV A,B CJNE A,#0,L3 CLR P1.7 AJMP L4L3: SETB P1.7L4: MOV A,R3 CJNE A,#100,OUT LJMP MAINTAB: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H DB 099H,092H,082H,0F8H DB 080H,090HOUT: RETI END分析程序可知，主要功能即當(dāng)計(jì)數(shù)為8的倍數(shù)時(shí)蜂鳴器報(bào)警一次，當(dāng)計(jì)數(shù)滿100，則計(jì)數(shù)器自動(dòng)清零，重新計(jì)數(shù)。第五章 結(jié)束語(yǔ)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是利用光電傳感器（光電開(kāi)關(guān)）對(duì)通過(guò)光電門(mén)的產(chǎn)品數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù)。在設(shè)計(jì)電路初期，由于沒(méi)有設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，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，自己漸漸有了些頭緒，同時(shí)確立了系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，但發(fā)現(xiàn)自己對(duì)單片機(jī)AT89S52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。究其原因還是因?yàn)槲覍?duì)芯片的應(yīng)用和對(duì)匯編語(yǔ)言編寫(xiě)程序的經(jīng)驗(yàn)太少。當(dāng)我知道問(wèn)題的根本原因之后，我對(duì)AT89S52單片機(jī)進(jìn)