光电计数器设计论文

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：本电路的指导思想是设计一电路光控电路，放置在流水线旁。

当有产品通过光电门时，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。

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。

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：设计电路焊接如下图：将整个电路连接好后，下载软件程序并进行试验，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<reg52.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit buzzer=P3^0;uchar code tab[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e};uchar num,num1,num2,flag;void delay(unsigned int i){unsigned int j;for(i;i>0;i--)for(j = 110; j >0; j--);}void display(){uchar a,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();}void int1() interrupt 2{num++;if(num==100){num=0;num1++;}flag=1;}光电计数器设计专业：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日目录一设计题目 (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)。