【正文】 廣東科學(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院廣州學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 紅外計(jì)數(shù)器 基于單片機(jī)的紅外計(jì)數(shù)器 課 題 名 稱(chēng)： 紅外線計(jì)數(shù)器 論 文 名 稱(chēng)： 基于單片機(jī)的紅外計(jì)數(shù)器 學(xué) 生 姓 名： 霍 凱 指 導(dǎo) 教 師： 宋 維 所 在 系 部： 廣州學(xué)院 專(zhuān) 業(yè) 名 稱(chēng)： 計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)嵌入式方向 廣東科學(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院 2020 年 1 月 2 日基于單片機(jī)的紅外計(jì)數(shù)器 摘 要 在今天飛速發(fā)展的社會(huì)上，越來(lái)越多的流水線上的產(chǎn)品和各種公共場(chǎng)所 需要進(jìn)行自動(dòng)計(jì)數(shù)?；趩纹瑱C(jī)構(gòu)成的產(chǎn)品自動(dòng)計(jì)數(shù)器有直觀和計(jì)數(shù)精確的優(yōu)點(diǎn)，目前已在各種行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。數(shù)字計(jì)數(shù)器有多種形式，總體來(lái)說(shuō)有接觸式和非接觸式兩種，在科技發(fā)展的今天，非接觸式紅外計(jì)數(shù)器得到了廣泛的應(yīng)用。本設(shè)計(jì)采用一對(duì)紅外發(fā)射接收管作為紅外計(jì)數(shù)器的信號(hào)檢測(cè)頭，具有價(jià)格低廉，抗干擾性好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便等特點(diǎn)。 本項(xiàng)目中的紅外計(jì)數(shù)器 ，是當(dāng)物品經(jīng)過(guò)時(shí)，會(huì)擋住紅外線，接收管收不到信號(hào)就變?yōu)榈碗婎l ，此時(shí)由單片機(jī)控制，計(jì)數(shù)器加一。當(dāng)按下停止鍵時(shí)，停止計(jì)數(shù)，電機(jī)停止運(yùn)行。由單片機(jī)輸出電頻來(lái)控制繼電器，進(jìn)而控制電機(jī)的運(yùn)行。按開(kāi)始鍵可讀取上次停止時(shí)的數(shù)量，并開(kāi)始累加。按復(fù)位鍵可以清零，重新開(kāi)始計(jì)數(shù)。 關(guān)鍵詞： 單片機(jī)；數(shù)碼管；紅外計(jì)數(shù)，三極管放大；穩(wěn)壓 一、引言 由于傳統(tǒng)的機(jī)械式或電子式計(jì)數(shù)器（主要是用數(shù)字電路集成組件組成）電路比較復(fù)雜，元器件數(shù)量較多，故障率較高，維修比較困難，而設(shè)置預(yù)定數(shù)值不太方便，功能不易更改且功能過(guò)于單一，適用范圍較窄。而基于單片機(jī)為核心控制的計(jì)數(shù)器有著能夠?qū)崟r(shí)、精確、可靠、穩(wěn)定等計(jì)數(shù) 優(yōu)點(diǎn)已成為廣大廠家的首先自動(dòng)計(jì)數(shù)裝置。 二、正文 研究背景 電子計(jì)數(shù)器到目前為止已有 30 多年的發(fā)展史。早期，設(shè)計(jì)師們追求的目標(biāo)主要是擴(kuò)展計(jì)數(shù)范圍，再加上提高計(jì)數(shù)精度、穩(wěn)定度等，這些也是人們衡量電子計(jì)數(shù)器的技術(shù)水平，決定電子計(jì)數(shù)器價(jià)格高低的主要依據(jù) .目前這些基本技術(shù)日臻完善，成熟 .應(yīng)用現(xiàn)代技術(shù)可以輕松地將電子計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)上限擴(kuò)展到無(wú)限大。當(dāng)今，單片微型計(jì)算機(jī)技術(shù)迅速發(fā)展，基于單片機(jī)技術(shù)開(kāi)發(fā)的計(jì)數(shù)設(shè)備和產(chǎn)品廣泛應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，單片機(jī)技術(shù)產(chǎn)品和設(shè)備促進(jìn)了生產(chǎn)技術(shù)水平的提高 .企業(yè)迫切需要大量熟練掌握單片機(jī)技術(shù)并能開(kāi) 發(fā)、應(yīng)用和維護(hù)管理這些智能化產(chǎn)品的高級(jí)工程技術(shù)人才 .單片機(jī)以體積小、功能強(qiáng)、可靠性高、性能價(jià)格比高等特點(diǎn)，已成為實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)步和開(kāi)發(fā)機(jī)電一體化和智能化測(cè)控產(chǎn)品的重要手段。 : 整個(gè)系統(tǒng)用 MCS51系列單片機(jī)作為控制器，具有較強(qiáng)的抗干擾能力，并且能將計(jì)數(shù)值準(zhǔn)確顯示出來(lái)還有清 0功能，人工控制開(kāi)始停止功能。采用 4 位 LED進(jìn)行計(jì)數(shù)顯示，計(jì)數(shù)范圍： 00～ 9999；采用紅外傳感器計(jì)數(shù)；并用按鍵來(lái)人工控制傳送帶電機(jī)的起停。 AT89C51 為控制單元、輔以多種外圍硬件搭配而成的計(jì)數(shù)裝置已成為現(xiàn)在 自動(dòng)計(jì)數(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的潮流。 基于單片的紅外計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì) 原理：電路的指導(dǎo)思想是紅外發(fā)射管發(fā)射紅外線，紅外接收管接收紅外線，電路包括： AT89C 單片機(jī)計(jì)數(shù)控制、 LED 顯示驅(qū)動(dòng)模塊的、按鍵控制模塊。在這個(gè)設(shè)計(jì)中主要需要解決的問(wèn)題是如何提高 AT89C 單片機(jī)的抗干擾能力以及穩(wěn)定性。 重要元件介紹 單片機(jī) stc89rc 單片機(jī)的最小系統(tǒng)是由電源、復(fù)位、晶振、 /EA=1 組成，下面介紹一下每一個(gè)組成部分。 圖 1 單片機(jī)最小系統(tǒng) Vcc 40 電源端 GND 20 接地端 工作電壓為 5V，另有 AT89LV51 工作電壓則是 ,引腳功能一樣。 圖 2 晶振連接的內(nèi)部、外部方式圖 XTAL1 XTAL2 XTAL1 是片內(nèi)振蕩器的反相放大器輸入端， XTAL2 則是輸出端，使用外部振蕩器時(shí)，外部振蕩信號(hào)應(yīng)直接加到 XTAL1，而 XTAL2 懸空。內(nèi)部方式時(shí)，時(shí)鐘發(fā)生器對(duì)振蕩脈沖二分頻，如晶振為 12MHz，時(shí)鐘頻率就為 6MHz。晶振的頻率可以在 1MHz24MHz 內(nèi)選擇。電容取 30PF 左右。系統(tǒng)的時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)是采用的內(nèi)部方式，即利用芯片內(nèi)部的振蕩電路。 AT89 單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器。引腳 XTAL1 和 XTAL2 分別是此放 大器的輸入端和輸出端。這個(gè)放大器與作為反饋元件的片外晶體諧振器一起構(gòu)成一個(gè)自激振蕩器。外接晶體諧振器以及電容 C1和 C2 構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，接在放大器的反饋回路中。對(duì)外接電容的值雖然沒(méi)有嚴(yán)格的要求，但電容的大小會(huì)影響震蕩器頻率的高低、震蕩器的穩(wěn)定性、起振的快速性和溫度的穩(wěn)定性。因此，此系統(tǒng)電路的晶體振蕩器的值為12MHz，電容應(yīng)盡可能的選擇陶瓷電容，電容值約為 22μ F。在焊接刷電路板時(shí)，晶體振蕩器和電容應(yīng)盡可能安裝得與單片機(jī)芯片靠近，以減少寄生電容，更好地保證震蕩器穩(wěn)定和可靠地工作。 RST 在振蕩 器運(yùn)行時(shí)，有兩個(gè)機(jī)器周期（ 24 個(gè)振蕩周期）以上的高電平出現(xiàn)在此引腿時(shí)，將使單片機(jī)復(fù)位，只要這個(gè)腳保持高電平， 51 芯片便循環(huán)復(fù)位。復(fù)位后 P0－ P3口均置 1引腳表現(xiàn)為高電平，程序計(jì)數(shù)器和特殊功能寄存器 SFR 全部清零。當(dāng)復(fù)位腳由高電平變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，芯片為 ROM 的 00H 處開(kāi)始運(yùn)行程序。復(fù)位是由外部的復(fù)位電路來(lái)實(shí)現(xiàn)的。片內(nèi)復(fù)位電路是復(fù)位引腳 RST 通過(guò)一個(gè)斯密特觸發(fā)器與復(fù)位電路相連，斯密特觸發(fā)器用來(lái)抑制噪聲，它的輸出在每個(gè)機(jī)器周期的 S5P2，由復(fù)位電路采樣一次。復(fù)位電路通常采用上電自動(dòng)復(fù)位和按鈕復(fù)位兩種方式，此電路系統(tǒng) 采用的是上電與按鈕復(fù)位電路。當(dāng)時(shí)鐘頻率選用 6MHz 時(shí)，C取 22μ F， Rs 約為 200Ω， Rk 約為 1K。復(fù)位操作不會(huì)對(duì)內(nèi)部 RAM 有所影響。 常用的復(fù)位電路如下圖所示： 圖 3 常用復(fù)位電路圖 (1) P0 端口 [] P0 是一個(gè) 8位漏極開(kāi)路型雙向 I/O 端口 ，端口置1（對(duì)端口寫(xiě) 1）時(shí)作高阻抗輸入端。作為輸出口時(shí)能驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) TTL。 對(duì)內(nèi)部 Flash 程序存儲(chǔ)器編程時(shí)，接收指令字節(jié) 。校驗(yàn)程序時(shí)輸出指令字節(jié)，要求外接上拉電阻。 在訪問(wèn)外部程序和外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P0 口是分時(shí)轉(zhuǎn)換的地址 (低 8位 )/數(shù)據(jù)總線，訪問(wèn)期間內(nèi)部的上拉電阻起作用。 (2) P1端口 [－ ] P1是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/0端口。輸出時(shí)可驅(qū)動(dòng) 4個(gè) TTL。端口置 1時(shí)，內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用。 對(duì)內(nèi)部 Flash 程序存儲(chǔ)器編程時(shí)，接收低 8位地址信息。 (3) P2端 口 [－ ] P2是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/0端口。輸出時(shí)可驅(qū)動(dòng) 4個(gè) TTL。端口置 1時(shí)，內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用。對(duì)內(nèi)部 Flash 程序存儲(chǔ)器編程時(shí)，接收高 8位地址和控制信息。 在訪問(wèn)外部程序和 16位外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P2 口送出高 8位地址。而在訪問(wèn) 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)