基于單片機的光電計數(shù)器

1、基于單片機的光電計數(shù)器基于單片機的光電計數(shù)器一、設(shè)計題目：        基于單片機的光電計數(shù)器二、設(shè)計要求：   1，數(shù)碼管可以顯示產(chǎn)品個數(shù)（0-99），自由設(shè)定產(chǎn)品報警個數(shù)（比如 ,10），當產(chǎn)品數(shù)目是10的個數(shù)時，發(fā)出報警（蜂鳴器響）。2，獨立設(shè)計電路，應包括單片機小系統(tǒng)、紅外光電開關(guān)、數(shù)碼管顯  示部分。摘  要本文所設(shè)計的計數(shù)器抗干擾性好，可靠性高。可用于測量商場、電影院、博物館、展覽觀、車站、碼頭、銀行等公共場所的人員數(shù)量及人員流通數(shù)量，同時絲毫不會侵犯到被測人員的個人隱私

2、。該產(chǎn)品應用廣泛，常用于測量流水線上的產(chǎn)品的數(shù)量，以及可檢查產(chǎn)品有無缺損。    本電路的指導思想是設(shè)計兩電路光控電路，一路放置在門外，另一門放置在門內(nèi)。當有人通過門口時（無論是進入或走出房間），都會先觸發(fā)一個光控電路，再觸發(fā)另一個光控電路，根據(jù)光控電路產(chǎn)生觸發(fā)脈沖的先后順序，判斷來人是進入還是離開，當有人進入時令計數(shù)器進行加計數(shù)，當有人離開時令計數(shù)器進行減計數(shù)；要求計數(shù)器的最大計數(shù)容量是99人，并用數(shù)碼管顯示數(shù)字。該系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、計數(shù)準確的特點，適用于本次設(shè)計的系統(tǒng)。該光電計數(shù)器只有兩位數(shù)，如果二位數(shù)不滿足需要也可通過級聯(lián)可以擴展為四位，甚至多位。

3、關(guān)鍵詞：單片機、外部中斷、報警器     正  文一、題目分析 本電路的指導思想是設(shè)計一電路光控電路，放置在流水線旁。當有產(chǎn)品通過光電門時，都會先觸發(fā)光控電路，根據(jù)光控電路產(chǎn)生觸發(fā)脈沖令計數(shù)器進行加計數(shù)，要求計數(shù)器的最大計數(shù)容量是99個，并用數(shù)碼管顯示數(shù)字。并在計數(shù)每次達到10時報警。二、整體構(gòu)思   系統(tǒng)的組成與結(jié)構(gòu)：圖2-1 光電計數(shù)器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖整個光電計數(shù)器系統(tǒng)是由光電傳感電路、AT89C52單片機系統(tǒng)電路、顯示計數(shù)電路、報警電路五個部分組成的，如圖2-1所示。光電傳感電路把被計數(shù)的物體的變化轉(zhuǎn)換成電信號，由

4、顯示計數(shù)電路計數(shù)，再由數(shù)碼顯示管顯示，當達到設(shè)定的報警值時，報警電路發(fā)出報警。三、具體實現(xiàn)：1，光電開關(guān)  用開關(guān)模擬光電傳感器采集外部信號。2，復位電路單片機小系統(tǒng)采用上電自動復位和手動按鍵復位兩種方式實現(xiàn)系統(tǒng)的復位操作。上電復位要求接通電源后，自動實現(xiàn)復位操作。手動復位要求在電源接通的條件下，在單片機運行期間，用按鈕開關(guān)操作使單片機復位。其結(jié)構(gòu)如圖中R1、C3和K1。上電自動復位通過電容C1充電來實現(xiàn)。手動按鍵復位是通過按鍵將R3與VCC接通來實現(xiàn)。如圖示兩種復位方式：        

5、60;  圖 上電復位電路              圖手動復位電路3，     中斷方式計數(shù)：由于光電技術(shù)電路需要在數(shù)碼管上顯示通過光電門的產(chǎn)品數(shù)量，因此可以在內(nèi)部存儲器空間定義它的顯示緩存區(qū)，用來暫存數(shù)碼管顯示的當前值。系統(tǒng)在初始化程序之中，設(shè)置外部中斷0產(chǎn)生中斷標志T0,并初始化值為0。當有外部中產(chǎn)生時，相應的中斷置1。當外部中斷0產(chǎn)生中斷時，在主程序中掃描T0是否為1。當T0為1時，調(diào)用光電計數(shù)子程序，將顯示

6、暫存變量加1，。每當通過光電門的產(chǎn)品數(shù)量達到10時，蜂鳴器響一聲，并清零緩存，繼續(xù)計數(shù)。4， 顯示部分：該系統(tǒng)要求顯示計數(shù)功能?；谏鲜鲈颍覀兛紤]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和數(shù)碼字苻，能滿足設(shè)計的需要。方案二：完全采用點陣式 LCD顯示。這種方案實現(xiàn)復雜，且須完成大量的軟件工作；但功能強大，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，又簡單，成本有低。權(quán)衡利弊，第三種方案的優(yōu)缺點，我們決定采用方案三來實現(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，

7、顯示電路圖的電路如圖3-3所示。圖3-3顯示電路圖5，報警部分：當計數(shù)器計數(shù)到"00"時應使計數(shù)器復位并置數(shù)"99"。但這時將不會顯示"00"，而計數(shù)器從"01"直接復位。由于"00"是一個過渡時期，不會顯示出來，所以本電路采用"10"作為計數(shù)器復位脈沖。當計數(shù)器由"00"跳變到"10''時，從輸出低電平使計數(shù)器置數(shù)，并保持繼續(xù)計數(shù)，蜂鳴器發(fā)出一聲報警聲。當產(chǎn)品經(jīng)過光電門時，Rs觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)輸出高電平，計數(shù)器開始計數(shù)。若按下S2，計

8、數(shù)器立即復位。報警電路的電路圖如圖3-4所示。圖3-4 報警電路圖6，軟件程序的設(shè)計系統(tǒng)上電初始化之后，主程序不斷地掃描鍵盤和顯示程序；同時判斷外部中斷標志是否有效。如果外部中斷標志有效，則調(diào)用光電計數(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)計定義蜂鳴器接口P3.7，初始狀態(tài)為0，蜂鳴器不報警，當有高電平觸發(fā)P3.7時，蜂鳴器開始報警。當下一個脈沖是1時外部中斷T0則產(chǎn)生中斷，計數(shù)器停止加計數(shù)。8，系統(tǒng)初始化子程序設(shè)計：設(shè)定外部中斷T0的標志位置0即中斷處于關(guān)閉狀態(tài)，蜂鳴器控制標志位也置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)計定義

9、數(shù)碼管的段碼表、位選碼，定義計數(shù)器的顯示緩存區(qū)，在統(tǒng)計過程中，當一個信號傳到單片機中，系統(tǒng)調(diào)用延時子程序進行延時，計數(shù)器對十位和個位進行計數(shù)判斷，將數(shù)據(jù)通過數(shù)碼管顯示出來，顯示子程序的電路圖如圖3-6所示。圖3-6 動態(tài)顯示電路流程圖10，光電計數(shù)處理子字程序設(shè)計外部中斷T0初始化后處于關(guān)閉狀態(tài)，當其中斷標志有效時進行加計數(shù)，外部中斷T0進行加計數(shù)且判斷計數(shù)器是否達到10，若等于10則KEYBOARD=1蜂鳴器報警。最后將計數(shù)值通過數(shù)碼管顯示，其流程圖如圖3-7所示。 SHAPE  * MERGEFORMAT 3-7 光電計數(shù)處理子程序流程圖四、系統(tǒng)調(diào)試4.1電路

10、的優(yōu)缺點1.用單片機作為設(shè)計的核心系統(tǒng)有點易于實現(xiàn)自動化控制、計數(shù)精確。而電路采用數(shù)碼管動態(tài)顯示電路直觀性比較好、具有一定的抗干擾能力且比較容易實現(xiàn)級聯(lián)，以達到擴大計數(shù)范圍的作用，同時電路具有很強的實用性。2.電路的不足由高亮光電管和硅光電池組成的信號產(chǎn)生電路靈敏度稍差，在實際環(huán)境中光線的接受還是收到影響，導致電路反應有點遲鈍。3.電路剛開始有些地方考慮的欠佳，線路排布個人覺得并不十分完美。4.2電路的改進方法1、斷電檢查：硬件電路及對照原理圖檢查硬件電路。2、整個調(diào)試過程分層次進行，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異常。

11、4、單元電路調(diào)試：利用信號源或其他實驗儀器判斷各單元電路的工作狀態(tài)。5、整機聯(lián)調(diào)：從最前端到末級進行統(tǒng)調(diào)，檢查各級動態(tài)信號工作情況，分析是否滿足設(shè)計要求。6、參數(shù)計算和器件選擇：五、系統(tǒng)程序設(shè)計  用C語言進行編程：#include<reg52.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar code tab=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f;sbit SPK=P37;sbit key1=P10;sbit key2=P11;uchar

12、n,a,b;void delay(uchar z)       uchar x,y;       for(x=z;x>0;x-)              for(y=110;y>0;y-);void scan()       if(key1=0)  

13、60;             delay(5);         if(key1=0)                              while(

14、!key1);                  n+;                     if(n=100)          &#

15、160;    n=0;                            if(key2=0)                delay(5);   &#

16、160;     if(key2=0)                              while(!key2);               

17、60;    n=0;                     void display()       a=n%10;       b=n/10;       P2=0xfe;  

18、;     P0=tabb;       delay(5);       P2=0xfd;       P0=taba;       delay(5);      void alarm(uchar t)     

19、0;    uchar i,j;  for(i=0;i<200;i+)       SPK=SPK;    for(j=0;j<t;j+);       void main()  while(1)             scan();    &#

20、160;    display();      if(a=0)&&(b!=0)                  alarm(30);          alarm(50);