基于51单片机的光电计数器设计:流水线产品计数解决方案

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本篇学位论文主要探讨了基于51单片机的流水线产品计数器的设计。作者唐树春,来自应用电子技术专业31001班,学号201062301051,由周晓红老师指导,完成于二零一二年六月十日。研究的核心技术是利用STC89c52单片机作为基础平台,结合反射式光电传感器进行数据采集。 论文的核心内容围绕光电计数器展开,其工作原理是通过外部中断0触发计数过程。当物体经过安装在一起的红外发光管和光电接收管时,物体反射的红外光会被光电接收管捕捉,每次反射都会导致光电接收管输出电压的变化。这些变化被放大并处理成计数脉冲,然后输入到STC89c52单片机的P3.2口。计数器的设计既实现了机械或人工计数方式的电子化,又通过LED数码管实现了清晰的数字显示,提升了系统的实用性和可靠性。 光电传感器在这个设计中扮演了关键角色,它能够将光信号高效转化为电信号,具有精度高、响应速度快、非接触测量等优势。这种传感器因其结构简单、适应性强,可以在各种检测和控制系统中广泛应用,为现代生产制造和生活中的计数需求提供了高效解决方案。 关键词包括:计数器、光电传感器、单片机、LED数码管。整篇论文展示了作者对单片机技术、光电传感原理以及其实际应用的深入理解和掌握,具有很高的工程实践价值。通过这个设计,可以预见在工业自动化、物流管理等领域有着广阔的应用前景。
2023-02-27 上传
单片机课程设计 目 录 1 课程设计的目的 1 2 设计思路 1 3 设计过程 2 3.1 方案论证 2 3.2 电路的设计 5 4 应用程序 6 5 系统调试与焊接 8 5.1电路的安装与焊接 8 5.2 系统试调 9 6 结论 10 7 心得体会 10 参考文献 13 附录1:总体电路原理图 14 附录2:实物图 15 附录3:元器件清单 16 1 课程设计的目的 1.利用单片机定时器/计数器中断设计计数器,0到99的累加。 2.综合运用所学的《单片机原理与应用》理论知识,通过实践加强对所学知识的理解 ,具备设计单片机应用系统的能力。 3.通过本次课程设计加深对单片机掌握定时器、外部中断的设置和编程原理的全面认识 复习和掌握,对单片机实际的应用作进一步的了解。 4.通过本次试验,增强自己的动手能力。认识单片机在日常生活中的应用的广泛性 ,实用性。 明确学习目的,端正学习态度,提高对课程设计重要性的认识,以积极认真的态度参加 课程设计工作,按要求完成规定的设计任务。 2 设计思路 本实验利用单片机的定时器/计数器定时和计数的原理,通过采用仿真软件来模拟实 现。模拟利用AT89C2052单片机、LED数码管以及各种控制器件来控制表的计数以及计数 的开启/计数与复位等。利用单片机AT89S51单片机来制作一个手动计数器,在AT89S51单 片机的P3.7管脚接一个轻触开关,作为手动计数的按钮,用单片机的P2.0- P2.7接一个共阴数码管,作为00-99计数的个位数显示,用单片机的P0.0- P0.7接一个共阴数码管,作为00-99计数的十位数显示,用单片机P1.0- P1.6接一个并排的7个LED灯,作为00-99计数的二进制显示。设计总图如图2-1所示 图2-1 设计总图 3 设计过程 3.1 方案论证 AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器(FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory)的低电压、高性能CMOS 8位微处理器,俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的 单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL高密度非易 失存储器制造技术制造,与工业标准的MCS- 51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中,AT MEL的AT89C51是一种高效微控制器,AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C51单片机为 很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高并且价廉的方案。 数码管动态显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一,动态驱动是将所 有数码管的8个显示笔划"a,b,c,d,e,f,g,dp"的同名端连在一起,另外为每个数码管的公 共极COM增加位选通控制电路,位选通由各自独立的I/O线控制,当单片机输出字形码时 ,所有数码管都接收到相同的字形码,但究竟是哪个数码管会显示出字形,取决于单片 机对位选通COM端电路的控制,所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开,该位 就显示出字形,没有选通的数码管就不会亮。通过分时轮流控制各个数码管的的COM端, 就使各个数码管轮流受控显示,这就是动态驱动。在轮流显示过程中,每位数码管的点 亮时间为1~2ms,由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应,尽管实际上各位数 码管并非同时点亮,但只要扫描的速度足够快,给人的印象就是一组稳定的显示数据, 不会有闪烁感,动态显示的效果和静态显示是一样的,能够节省大量的I/O端口,而且功 耗更低。 用单片机技术来实现双显计数器的控制。多功能定时计数器控制系统的原理。它主要 由单片机、发光二极管、晶振和双位数码管等部分组成。 A.单片机采用STC89C51型。 B.数据显示电路:七段四位共阴极数码管,P1口接7个LED二极管,用二进制显示数 据;P0和P2口分别接两个数码管,用十进制显示数据。 C.数据输入电路:有触发按键完成输入,一次按键LED显示和数码管显示分别加1, LED满二进位,数码显示满十进位。 D.电源指示电路:电路接通电源后电源指示灯亮起,表示电源接通。 设计总体框架图如图3-1所示 图3-1总体框架图 最小控制系统的设计,STC89C51单片机最小系统包括晶体振荡电路、复位开关和电源 部分。STC89C51单片机的最小系统图如图3-2所示 图3-2 单片机最小控制系统 当RST引脚有一个高电平并维持两个机器周期,则 CPU就可以响应并将系统复位。需要100欧,10k电阻各一个,22pf电容一个,按键一个。 时钟电路需要在XTAL1,2,两个端口跨接石英晶体及两个电容,电容一般取10uF左右。 3.2 电路的设计 1.指示电路如图3-3所示 图3-3