基于单片机的光电计数器

摘要

摘 要

计数器对某物件进行自动计数，在实际生产生活中具有广泛的应用，对通过的物体进行计数，实现统计数据的搜集，如在生产流水线包装数量控制等领域的应用，能节省劳动力有能高效地完成任务。光电计数器采用光电传感器构成的广电门实现对通过光电门的物体进行计数，是一种非接触式计数，在部分场合有着其无比的优越性，从而使其广泛应用于工业生产、实时监测、自动化控制等领域。

本作品为实现光电计数器的功能，采用模数结合的电路，以光敏电阻传感器为传感器件。电路主要分为信号采集电路、单片机电路、数码显示电路、复位电路四个模块，分别实现对通过光敏传感器正对面产生的阴影的物体感应，计数，显示，并可随时进行复位,计数范围为99。

本作品电路主要采用常用分立元件和小规模集成电路，结构简单可靠，能够提供准确的统计值，成本低廉，实用性强，二次开发性高

关键词：单片机 计数器 光敏传感器 数码显示

ABSTRACT

ABSTRACT

Counter automatically count on an article, has broad application in the actual production, to count the number of objects through to achieve statistical data collection, such as in control applications in areas such as production line size, saving labor to effectively fulfil its mandate. Photoelectric Counter constitute broadcasting achieved through using photoelectric sensor photoelectric counts the number of objects, is a non-contact counting, on some occasions has its advantages, making it widely used in industrial production, real time monitoring, automation and other fields.

This work is the ability to photoelectric counter for, the use of modulus combination circuits, photosensitive resistance sensors to sensors. Circuit can be divided into signal acquisition circuit, monolithic integrated circuits, digital display circuits, reset circuit of four modules, respectively, through induction of photosensitive sensors directly across from shadow of the objects, the count, display, and can be reset at any time, count to 99.

This circuit works mainly uses the standard discrete components and SSI, the structure is simple and reliable, and can provide accurate statistics, low cost, practicality, high secondary development

keywords: Microcontroller Unit counter transducer numerical cod

目录 i

目 录

第一章 绪 论 ...................................................... 1

1.1 概述 ......................................................... 1 1.2 光电计数的现状及发展前景 ..................................... 1 1.3 数字单片机的技术发展 ......................................... 2

1.3.1 内部结构的变化 ......................................... 2 1.3.2 功耗、封装及电源电压的发展 ............................. 2 1.4 此次设计研究的主要内容应解决问题 ............................. 3 1.5 本研究课题的发展趋势 ......................................... 3 第二章 光电计数器的方案设计 ....................................... 5

2.1 系统的设计要求 ............................................... 5 2.2 系统的组成与结构 ............................................. 5 2.3 中断方式计数 ................................................. 6 2.4 串行通信接口 ................................................. 6 第三章 光电计数器的硬件电路设计 ................................... 9

3.1 光敏电阻 ..................................................... 9

3.1.1 光敏电阻的组成 .......................................... 9 3.1.2 光敏电阻的作用 .......................................... 9 3.1.3 光敏电阻的规格型号 ...................................... 9 3.2 AT89S52单片机 .............................................. 10 3.3 LM393芯片 .................................................. 11

3.3.1 LM393特性(Features) ................................... 11 3.3.2 LM393主要参数 ......................................... 12 3.3.3 LM393内部结构 ......................................... 12 3.4 单片机最小系统设计 ......................................... 13 3.5 总电路原理图 ............................................... 15 第四章 光电计数器系统软件设计 .................................... 17

ii 目录

4.1 系统控制主程序设计 ........................................... 17 4.2 系统初始化子程序设计 ......................................... 17 4.3 显示子程序设计 ............................................... 18 4.4 光电计数处理子字程序设计 ..................................... 18 4.5 C语言介绍 .................................................. 20 4.6 软件的程序设计 ............................................... 21 4.7 keil软件调试 ................................................ 23

4.7.1 软件介绍 ............................................... 23 4.7.2 系统概述 ............................................... 24 4.7.3 Keil C51单片机软件开发系统的整体结构 ................... 24

第五章 光电计数器的系统仿真及调试 .................................. 25

5.1 Proteus简介 ................................................. 25 5.2电路仿真 ..................................................... 27 第六章 PCB板及Protel的介绍 ....................................... 31

6.1 PCB板简介 ................................................... 31 6.2 PCB板制作 ................................................... 32 6.2 Protel简介 .................................................. 35 第七章 焊接调试................................................... 37

7.1 电路的优缺点 ................................................. 37 7.2 电路的改进方法 ............................................... 37 7.3 电路调试过程中出现的问题及解决办法 ........................... 37 第八章 总 结 ..................................................... 39 致 谢 ............................................................ 41 参考文献 .......................................................... 43

第一章 绪论

1

第一章 绪 论

1.1 概述

工业生产中常常需要自动统计产品的数量，计数器在这里有其用武之地。光电计数器采用光电传感器利用光学原理实现对物件的数目统计。光电式传感器是将光信号转化为电信号的一种传感器。它的理论基础是光电效应。这类效应大致可分为三类。第一类是外光电效应，即在光照射下，能使电子逸出物体表面。利用这种效应所做成的器件有真空光电管、光电倍增管等。第二类是内光电效应，即在光线照射下，能使物质的电阻率改变。这类器件包括各类半导体光敏电阻。第三类是光生伏特效应，即在光线作用下，物体内产生电动势的现象，此电动势称为光生电动势。这类器件包括光电池、光电晶体管等。光电效应都是利用光电元件受光照后，电特性发生变化。敏感的光波长是在可见光附近，包括红外波长和紫外波长。市场上的光电计数器采用的光电传感器有摄像头、光电管等，采用的光的种类有普通光和激光，可见光和不可见光等。

1.2 光电计数的现状及发展前景

随着科学技术的发展，电子计数器的辅助功能也逐渐增加，现在已经出现了多功能计数器，多功能计数器产品的响应度较高，交直、流电两用、耗能低、价格低、无机械碰撞、无磨损、使用寿命长，既可计数，又可计算。例如在毛衣编织机上运用，除可计数和计算外，还可实现断线报警。通用计数器不仅可测频率、周期还可以测多周期平均、时间间隔、频率比和累计等。频率计数器专门用于测量高频和微波频率的计数器。微波计数器是以通用计数器和频率计数器为主配以测频扩展器而组成的微波频率计。它的测频上限已进入毫米波段，有手动、半自动、全自动3类。系列化微波计数器是电子计数器发展的一个重要方面。

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