基于单片机的光电计数器课程设计
光电计数器课程设计
目录1绪论 .............................................................................. 错误!未定义书签。
设计背景................................................................. 错误!未定义书签。
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2 相关原理分析 2单片机原理2555定时器原理2上拉电阻原理 33 系统总体方案的设计44 系统详细设计 4晶振电路设计 4电源电路设计 5复位电路设计 5光电管电路设计6显示电路设计 65 系统测试 7主要元器件7焊接元器件7系统测试注意事项8程序设计 86 收获与体会10参考文献 10附录一总体电路图11附录二元器件清单12光电计数器绪论设计背景数字式电子计数器有直观和计数精确的优点，目前已在各种行业中普遍使用。
数字式电子计数器有多种计数触发方式，它是由实际使用条件和环境决定的。
有采用机械方式的接触式触发的，有采用电子传感器的非接触式触发的，光电式传感器是其中之一，它是一种非接触式电子传感器。
这种计数器在工厂的生产流水线上作产品统计，有着其他计数器不可取代的优点。
该例光电触发式电子计数器只有两位数，但通过级联可以扩展为四位，甚至多位。
光电计数器是通过红外线发射和接收进行计数，有直射式和反射式两种，通常用于流水线作业工件计数。
直射式的发射、接收分体，发生器和接收器分别置于流水线两边，中间没有阻挡时发射器的红外线射到接收器，接收器收到发射来的红外线，经相反处理使之没有信号输出，有工件经过时挡住光路，接收机失去红外线信号的便输出一个脉冲信号到运算累加器进行计数。
发射式是发射、接收同体，置流水线一边，前面没有工件往下流时，发射器发出的红外线直接射出没有发射，接收器没有接收到反射来的红外线信号没有输出。
有工件经过时挡住光电路使发射器发出的红外线信号发射到接收器上，接收器接收到反射来的红外线信号便输出一个脉冲信号到运算累加器进行计数。
电子信息工程专业毕业论文--基于单片机的光电计数器的设计
基于单片机的光电计数器的设计摘要：近年来，随着工业发展和科学技术的创新，光电计数器技术越来越多的被应用到工业生产和生活中。
光电计数器采用光敏元件作为传感器，利用不同光强产生不同电平信号流进一步实现计数的原理，使得光电计数器现在广泛应用于工业生产线的计数。
本论文主要介绍了基于单片机AT89S51的软硬件设计过程，以及实现光电计数的工作原理和理论基础，实现了光电计数器基本的工作要求和性能指标，采用LCD显示技术显示计数结果。
本次光电计数器设计使用PCB板和LCD模块显示，因此电路结构简单清晰、焊接过程简单、电路稳定性好、操作难度小。
关键词：传感器；光电计数器；AT89S51Design based on single chip microcomputer photoelectric counterAbstract: in recent years, along with industrial development and the innovation of science and technology, photoelectric counter technology more and more applied to industrial production and life. Photoelectric counter using photosensitive element as the sensor, the use of different light intensity have different level signal flow to further realize the counting principle, makes the photoelectric counter now counts are widely used in industrial production line. This thesis mainly introduces the hardware and software design process, based on single chip microcomputer AT89S51 and photoelectric counting principle and theoretical basis of implementing the basic job requirements and performance indicators, photoelectric counter use LCD display technology to display the count result. The photoelectric counter design using the PCB and the LCD display module, so the circuit structure is simple and clear, the welding process simple, circuit stability is good, operation difficulty is small.Key words: sensor;Photoelectric counter; AT89S51目录1引言 (1)2任务要求 (2)3方案论证 (2)3.1两种方案的选择 (2)3.2方案的选择 (2)4 系统组成概述 (3)5 硬件系统各部分介绍 (3)5.1光电传感器 (3)5.2 AT89S51单片机 (4)5.2.1 AT89S51系列单片机的主要性能特点 (4)5.2.3 51系列单片机的基本组成 (5)5.2.4外接晶体引脚 (6)5.2.5 控制信号或与其它电源复用引脚 (6)5.3显示器件 (7)6 硬件电路设计 (8)6.1 最小系统 (8)6.1.1 电源电路 (8)6.1.2 复位电路 (8)6.1.3 晶振电路 (9)6.2 单片机控制电路 (10)6.3 显示电路 (10)7 系统软件设计 (11)8 结论 (13)参考文献 (13)致谢............................................................................................................................ 错误!未定义书签。
基于单片机的光电计数器课程设计
计控学院College of computer and control engineeringQiqihar university电气工程课程设计报告题目：基于单片机的光电计数器系别电气工程系专业班级电气123班学生姓名宋恺学号2012024073指导教师李艳东提交日期 2015年6月 24日成绩光电计数器是利用光电元件制成的自动计数装置。
其工作原理是从光源发出的一束平行光照射在光电元件(如光电管、光敏电阻等)上，每当这束光被遮挡一次时，光电元件的工作状态就改变一次，通过放大器可使计数器记下被遮挡的次数。
光电计数器的应用范围非常广泛，常用于记录成品数量，例如绕线机线圈匝数的检测、点钞机纸币张数的检测、复印机纸张数量的检测，或展览会参观者人数。
光电计数器与机械计数器相比，具有可靠性高、体积小、技术频率高、能和计算机链接实现自动控制等优点。
本文即介绍基于MCS-51单片机的光电技术器。
关键词：单片机；光电计数器；数码显示；自动报警1 设计目的及意义 (1)2 设计内容 (1)2.1 系统整体设计 (1)2.1.1 实验方案 (1)2.1.2 光电计数器结构框图 (2)图1 光电计数器结构框图 (2)2.2系统硬件设计 (2)2.2.1稳压直流电源电路 (2)2.2.2发射接收电路 (3)2.2.3显示电路 (3)2.2.4报警电路 (4)2.2.5硬件系统 (4)2.3系统软件设计 (6)3 结论74 参考文献 (8)1 设计目的及意义设计要求：(1) 实现0~99999范围内计数，能在超出最大值后溢出报警；(2) 通过LED显示数据；(3) 要求使用光电传感器检测；(4) 能在设定值报警，在报警后延时3s自动关闭报警并自动重新计数；可以手动清除报警；(5) 有抗干扰技术，防止背景光或物件抖动时产生误计数；通过本次基于单片机的光电计数器课程设计，使我能够将在课堂上学习到的单片机理论知识与实际应用结合起来，而且能进一步加深对电子电路、电子元器件、印制电路板等知识的认识与理解，同时在软件编程、排错调试、焊接技术、相关仪器设备的使用技能等方面得到较全面的锻炼和提高。
基于单片机的光电计数器设计毕业设计
毕业设计（论文）题目：基于单片机的光电计数器设计毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
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涉密论文按学校规定处理。
作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。
基于单片机的光电计数器
基于单片机的光电计数器基于单片机的光电计数器一、设计题目：基于单片机的光电计数器二、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 ,10），当产品数目是10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。
摘要本文所设计的计数器抗干扰性好，可靠性高。
可用于测量商场、电影院、博物馆、展览观、车站、码头、银行等公共场所的人员数量及人员流通数量，同时丝毫不会侵犯到被测人员的个人隐私。
该产品应用广泛，常用于测量流水线上的产品的数量，以及可检查产品有无缺损。
本电路的指导思想是设计两电路光控电路，一路放置在门外，另一门放置在门内。
当有人通过门口时（无论是进入或走出房间），都会先触发一个光控电路，再触发另一个光控电路，根据光控电路产生触发脉冲的先后顺序，判断来人是进入还是离开，当有人进入时令计数器进行加计数，当有人离开时令计数器进行减计数；要求计数器的最大计数容量是9 9人，并用数码管显示数字。
该系统具有结构简单、成本低廉、计数准确的特点，适用于本次设计的系统。
该光电计数器只有两位数，如果二位数不满足需要也可通过级联可以扩展为四位，甚至多位。
关键词：单片机、外部中断、报警器正文一、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。
二、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、AT89C52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。
三、具体实现：1，光电开关用开关模拟光电传感器采集外部信号。
光电检测课程设计_基于51单片机计数器
安徽科技学院光电检测课程设计报告课题名称：反射式光电检测电路姓名：汤智专业：电子科学与技术指导教师：无2014-4-19反射式光电检测电路课程设计摘要：在当今的电子电路设计中，光电传感器被越来越广泛的应用于各种检测电路；人们在日常生活，生产过程中，主要依靠检测技术对信息经获取、筛选和传输，来实现制动控制，自动调节；由于微电子技术，光电半导体技术，光导纤维技术以及光栅技术的发展，使得光电传感器的应用与日俱增。
这种传感器具有结构简单、非接触、高可靠性、高精度、可测参数多、反应快以及结构简单,形式灵活多样等优点，在自动检测技术中得到了广泛应用，它一种是以光电效应为理论基础，由光电材料构成的器件。
所以光电传感器的研究是非常有必要的，本文的研究对象就是反射式光电检测电路设计，本设计利用光电二极管与光敏二极管构成光信号的接收装置，将光信号转化为电信号，再将所得微弱电信号处理为可用电信号，通过双传感器电路实现自动化检测以及计数，从而完成工厂生产中对产品质量的检测以及对合格产品计数。
一、设计思路：随着电子技术自动化的发展，自动检测及控制在生活中运用得越来越广泛，特别是工业上的自动控制系统；本次实验基于对工厂流水线上产品质量检测及产品数量计数而设计的反射式光电检测电路，该电路系统运行稳定，装配简单，价格低廉，精确度高而有很大的应用前景。
二、设计流程及目的1、明确设计题目，确定方案。
对于考虑的方案，经过比较后，确定选择哪个方案。
2、单元电路的设计和元器件的选择，列出元器件清单。
3、画出完整的电路原理图和必要的仿真图，并说明主要工作原理及流程。
4、运用ISIS 7 Professional和Keil uVision4仿真软件测试，并能实现基本的功能，以及思考与探讨一些可扩展的空间。
目的：通过本次光电检测电路的设计，可以使参与成员了解各种光电二极管，光敏二极管的属性及使用方法，以及计算机辅助设计，单片机使用的方法，熟悉电路设计的全过程，提高参与成员的综合设计能力，甚至通过本课程设计的改进可以演化出一系列的电路检测电路，并将其应用到日常的生产与创造中，在这里我们设计检测产品合格的光电检测电路。
光电计数器
AT89C51的工作电源电压为5（1±0.2）V且典型值为5V,最高工作频率为24MHz。
4.2 键盘输入电路及数码管LED显示当前键入数字电路
键盘是计算机最常用的输入设备，是实现人机对话的纽带。按其结构形式可分为非编码键盘和编码键盘。
编码键盘采用硬件方法产生键码。每按下一个键，键盘能自动生成键盘代码，键数较多，且具有去抖动功能。这种键盘使用方便，但硬件较复杂，PC机所用键盘即为编码键盘。非编码键盘仅提供按键开关工作状态，其键码由软件确定，这种键盘键数较少，硬件简单，广泛应用于各种单片机应用系统，本次试验使用的就是非编码键盘。
3.2 设计原理
1、系统利用红外LED发光管作为光源，光敏三极管接受计数脉冲，当光敏三极管未受到光照时，使光电管截止，其集电极输出高电平，光敏三极管受到光照时，使光电管导通，集电极变为低电平，如此便在光敏三极管的集电极产生一个负脉冲。若将此脉冲接在单片机定时器/计数器的输入端，便可以进行光电计数。
2、光电计数器的计数值通过单片机扩展的电路在LED显示器上11553
12级通信工程二班
指导老师王琼
2015年7月18日
一、课题概述
在许多实际生产过程中都要对事件进行计数，例如，通过传送带上的货物，生产流水线上的产品数量等均要进行自动计数，可见计数器在工业控制中有着广泛的应用。传统的数字计数器都是用中小规模数字集成电路构成的，不但电路复杂，成本高，功能修改也不易。用单片机制作的计数器可以克服传统数字电路计数器的局限，有着广阔的应用前景。
六、软件流程图
七、心得体会
通过这次光电计数器的设计，使我对单片机系统有了更深的了解。本设计只是一个简单的光电计数器，还可以有很多的附加功能。这次实验不仅使我对单片机的认识有了加深，也提高了自己的动手能力。我意识到实践的重要性，同时也学到了很多书本上学不到的知识。
基于单片机的光电计数器的设计
光电计数器设计专业：机械设计制造及其自动化班级：机自092班姓名：```学号：*************指导老师：¥¥¥¥¥¥¥目录一.设计题目 (2)二.设计要求 (2)三.题目分析 (2)四.整体构思 (3)五.具体实现 (5)六.单片机系统程序设计 (11)七.问题及解决方案 (13)八.设计心得体会 (13)九.参考文献 (14)十.附录 (15)一.设计题目：基于单片机的光电计数器的设计在大量产品的生产中, 为及时掌握产品的装箱率、日产量等指标,需要在产品生产线的多个环节上安装计数器, 每当产品通过计数器时,就会被计数器的传感器检测到,产品个数自动加1，并在显示器上显示出来。
本次设计基于单片机的工业产品自动计数器基于单片机构成的产品自动计数器研究的主要内容包括：如果构成检测电路，MCS-51单片机用何种方式对外部计数脉冲进行计数显示控制、LED显示驱动模块的选择、MCS-51单片机的扩展。
在这个设计中主要需要解决的问题便是如何提高MCS-51单片机的抗干扰能力以及稳定性。
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，应包括单片机最小系统、红外光电开关、数码管显示部分。
将计数值准确的显示出来（3）三人一组，每组选一个组长。
三．题目分析：基于单片机构成的产品自动计数器研究的主要内容包括：如果构成检测电路、MCS-51单片机用何种方式对外部计数脉冲进行计数显示控制、LED显示驱动模块的选择、MCS-51单片机的扩展。
在这个设计中主要需要解决的问题便是如何提高MCS-51单片机的抗干扰能力以及稳定性。
采用光电式传感器是非常必须的，它是一种非接触式电子传感器。
这种计数器在工厂的生产流水线上作产品统计，有着其他计数器不可取代的优点。
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计控学院
College of computer and control engineering
Qiqihar university
电气工程课程设计报告题目：基于单片机的光电计数器
系别电气工程系
专业班级电气123班
学生姓名宋恺
学号2012024073
指导教师李艳东
提交日期 2015年6月 24日
成绩
电气工程课程设计报告
摘要
光电计数器是利用光电元件制成的自动计数装置。
其工作原理是从光源发出的一束平行光照射在光电元件(如光电管、光敏电阻等)上，每当这束光被遮挡一次时，光电元件的工作状态就改变一次，通过放大器可使计数器记下被遮挡的次数。
光电计数器的应用范围非常广泛，常用于记录成品数量，例如绕线机线圈匝数的检测、点钞机纸币张数的检测、复印机纸张数量的检测，或展览会参观者人数。
光电计数器与机械计数器相比，具有可靠性高、体积小、技术频率高、能和计算机链接实现自动控制等优点。
本文即介绍基于MCS-51单片机的光电技术器。
关键词：单片机；光电计数器；数码显示；自动报警
齐齐哈尔大学计控学院电气工程系课程设计报告
目录
1 设计目的及意义 (1)
2 设计内容 (1)
2.1 系统整体设计 (1)
2.1.1 实验方案 (1)
2.1.2 光电计数器结构框图 (2)
图1 光电计数器结构框图 (2)
2.2系统硬件设计 (2)
2.2.1稳压直流电源电路 (2)
2.2.2发射接收电路 (3)
2.2.3显示电路 (3)
2.2.4报警电路 (4)
2.2.5硬件系统 (4)
2.3系统软件设计 (6)
3 结论7
4 参考文献 (8)
1 设计目的及意义
设计要求：
(1) 实现0~99999范围内计数，能在超出最大值后溢出报警；
(2) 通过LED显示数据；
(3) 要求使用光电传感器检测；
(4) 能在设定值报警，在报警后延时3s自动关闭报警并自动重新计数；可以手动清除报警；
(5) 有抗干扰技术，防止背景光或物件抖动时产生误计数；
通过本次基于单片机的光电计数器课程设计，使我能够将在课堂上学习到的单片机理论知识与实际应用结合起来，而且能进一步加深对电子电路、电子元器件、印制电路板等知识的认识与理解，同时在软件编程、排错调试、焊接技术、相关仪器设备的使用技能等方面得到较全面的锻炼和提高。
为今后能够独立进行某些单片机应用系统的开发设计工作打下一定的基础。
2 设计内容
2.1 系统整体设计
2.1.1 实验方案
本系统采用的是以单片机AT89C51为核心的自动计数器。
采用光电式传感器，每当物体通过一次，红外光就被物体反射，光电接收管接收一次，光电接收管的输出电压就发生一次变化，这个变化的电压信号通过放大和处理后，形成计数脉冲，通过光电隔离耦合并行输入至AT89C51单片机的P2.0口，通过软件控制和键盘设定计数值并用LCD1602显示屏加以显示，便可实现对物体的计数统计，这样就得到要统计的人或物的数量。
利用AT89C51单片机来制作一个光电计数器，在AT89C51单片机的P2.1、P2.2和P2.3管脚分别接一个轻触开关（按键），作为计数器数字位数的增加、减少和设置；在AT89C51单片机的P2.0管脚接一个光电式传感器，作为光电计数器的接受和发送部分；用单片机的P3.0－P7.7和P1.5－P1.7接LCD1602显示屏，作为0－99999计数显示。
2.1.2 光电计数器结构框图
图1 光电计数器结构框图
2.2系统硬件设计
整个光电计数器系统主要由电源部分、光电发射与接收电路、计数电路、报警电路这几个部分组成。
当有物体经过时，光电式传感器中红外发光二极管发出的红外信号被物体反射至光电接收管，光电发射与接收电路把被计数的物体的变化转换成电平信号，通过电平信号的变化，计数器就计数一次。
当达到设定的报警值时，报警电路发出报警，并且能在报警后延时 3 秒钟自动关闭报警并自动重新计数同时可以手动清除报警，能够实现无接触计数。
该系统的整体结构框图如图1所示。
2.2.1稳压直流电源电路
电源供电部分采用变压器降压、桥式整流、电容器滤波、三端稳压器7805 稳压后供电，电源用220V 的家庭用电经变压器降至9V 交流电，然后经四个整流二极管（D1 ～D4）组成的桥式整流成直流电压，经C1滤波后输入7805芯片稳压成5V直流电源供红外发射、接收电路、AT89C51 等供电。
本设计是将稳压直流电源做成一个单独的模块，电源模块将为AT89C51单片机、传感器等提供5V直流电源，电源模块如图2所示。
图2 电源模块
2.2.2发射接收电路
本设计使用的光电接受部分是红外光电式传感器，它是采用光电元件作为检测元件的传感器。
首先，把被测量的变化转换成光信号的变化，然后借助光电元件进一步讲光信号转换成电信号，光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成，其中光电传感器是型号为E18-B03N1封装的红外反射传感器。
红外传感器没有检测到外部信号时处于高电平状态，当检测到外部物体时有由高电平状态变为低电平状态，通过与单片机P2.0口接收检测的高低电平变化。
2.2.3显示电路
本设计采用LCD1602来进行数据的显示，如图3所示。
显示部分主要是显示在线实时检测到所测人或物的数目，LCD1602 也叫1602字符型液晶，它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。
图3 LCD1602显示部分电路
2.2.4报警电路
本设计中报警器采用蜂鸣器，只需要采用三极管驱动即可，由于蜂鸣器工作状况与LED相似，必须有限流电阻存在。
HOLD输出端为锁定信号，用于锁定计数器，处于锁定状态时，按下复位电路的复位键后，解除报警，计数器重新开始计数。
2.2.5硬件系统
对应于光电计数器的系统结构图，相应得到系统硬件设计的电路原理图，电路原理图主要包括五个部分：AT89C51单片机的最小系统、稳压直流电源电路、发射接收电路、显示部分电路、报警电路，光电计数器原理图如图4所示。
图4 光电计数器原理图
根据光电计数器的设计电路，如图5所示，该PCB板为单面板，大小尺寸为
90mmx80mm，其中普通电容和电阻均为0805封装的贴片元件，晶振为12MHz。
图5 硬件PCB板
2.3系统软件设计
根据光电计数器的设计要求，光电计数器首先要初始化，给光电计数器设定光电计数器需要计数的大小范围（0-99999），然后在应用光电计数器中的光电传感器来检测高低电平的变化（高电平变化到低电平），通过单片机处理后开始计数，当计数大小达到开始设定的设定值，报警电路发出报警信号。
软件流程图如图6所示。
图6 软件流程图
3 结论
本设计全部采用常用的小规模集成电路，电路结构简单可靠，能够提供准确的统计值，成本低廉。
电路采用模块化设计，因此具有较高的二次开发性，本文所设计的计数器抗干扰性好，可靠性高，可用于测量商场，电影院，博物馆，展览、车站、码头、银行等公共场合的人员数量及人员流通数量，同时丝毫不会侵犯被测人员的个人隐私。
该
电气工程课程设计报告
产品应用广泛，常用于测量流水线上产品的数量，以及可检查产品有无缺陷。
4 参考文献
[1] 刘媛媛. 基于单片机的光电报警系统. 电子世界，2013.14
[2] 斯芸芸. 红外光电计数器的设计与制作.电子制作，2013.10
[3] 卢斌.基于单片机的双向光电计数器.制造业自动化，2012.13
[4] 唐中燕.基于单片机的智能型光电编码器计数器.仪器仪表用户，2001.05
8。