基于單片機的光電計數(shù)器設計(已修改)
2024-11-23 21:31 本頁面
【正文】 1 圖書館 人數(shù)統(tǒng)計系統(tǒng) 設計 第一章 緒論 概述 （ 要提到圖書館人數(shù)統(tǒng)計系統(tǒng) ） 當今生活是信息時代 ， 是獲取信息和處理信息 ， 以及信息應用的時代 。 傳感信息與檢測技術的重要性在于它是獲得信息并對信息進行一定處理的基礎技術 ，是獲取信息和信息加工處理的重要手段之一 。 傳感與檢測技術是一門知識面 廣、綜合程度高、實用性很強的專業(yè)課程。該技術在許多新知識里都有應用，以信息的傳感、轉(zhuǎn)換、處理為核心，從基本物理概念入手，闡述熱工量、機械量、幾何量 、電量 等參數(shù)的測量原理及方法。 傳感器是傳感與檢測技術的核心部分，傳感器是一 個多 端口的裝置，不同的傳感器輸入 輸出特性不同，同一傳感器適應不同的被測信號呈現(xiàn)的特性也有所不同。尤其當被測信號為 動、靜 兩種狀態(tài)下 的信號時 ，傳感器的輸入 輸出特性完全不同。 光電式傳感器是將光信號轉(zhuǎn)化為電信號的一種傳感器。它的理論基礎是光電效應。這類效應大致可分為三類。第一類是外光電效應，即在光照射下，能使電子逸出物體表面。利用這種效應所做成的器件有真空光電管、光電倍增管等。第二類是內(nèi)光電效應，即在光線照射下，能使物質(zhì)的電阻率改變。這類器件包括各類半導體光敏電阻 。第三類是光生伏特效應，即在光線作用下，物體內(nèi) 產(chǎn)生電動勢的現(xiàn)象 此電動勢稱為光生電動勢。這類器件包括光電池、光電晶體管等。電效 2 應都是利用光電元件受光照后，電特性發(fā)生變化。敏感的光波長是在可見光附近，包括紅外波長和紫外波長。 數(shù)字式電子計數(shù)器有直觀和計數(shù)精確的優(yōu)點，目前已在各種行業(yè)中普遍使用。數(shù)字式電子計數(shù)器有多種計數(shù) 觸發(fā)方式，它是由實際使用條件和環(huán)境決定的。有采用機械方式的接觸而 觸發(fā)的，有采用電子傳感器的非接觸式觸發(fā)的，光電式傳感器是其中之一，它是一種非接觸式電子傳感器。采用光電傳感器制作的光電式電子計數(shù)器。這種計數(shù)器在 統(tǒng)計公共產(chǎn)所人數(shù)、工廠生產(chǎn)流水線上 的產(chǎn)品數(shù)量，有著其他計數(shù)器不可取代的優(yōu)點。該例光電觸發(fā)式電子計數(shù)器只有四位數(shù)，但通過級聯(lián)可以擴展 至多位。 隨著科學技術的發(fā)展，電子計數(shù)器的輔助功能也逐漸增加，現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)了多功能計數(shù)器，多功能計數(shù)器產(chǎn)品的響應度較高，交直、流電兩用、耗能低、價格低、無機械碰撞、無磨損、使用壽命長，既可計數(shù)，又可計算 。例如在毛衣編織機上運用，除可計數(shù)和計算外，還可實現(xiàn)斷線報警。 通用計數(shù)器不僅可測頻率、周期還可以測多周期平均、時間間隔、頻率比和累計等。頻率計數(shù)器 是專門用于測量高頻和低 頻率的計數(shù)器。 微波計數(shù)器 是以通用計數(shù)器和頻率計數(shù)器為主配以測頻擴展器而組成的微波頻率計， 它的測頻上限已進入毫米波段，有手動、半自動 、全自動 3 類， 系列化微波計數(shù)器是電子計數(shù)器發(fā)展的一個重要方面。 3 第二章 系統(tǒng)的設計原理 設計一 光控電路， 放置在圖書館門的內(nèi)外兩側(cè)。當有人通過光電門時，都會 觸發(fā)光控電路，根據(jù)光控電路產(chǎn)生觸發(fā)脈沖 的先后順序 令計數(shù)器進行加計數(shù) 或者是減計數(shù) ，要求計數(shù)器的最大計數(shù)容量是 9999個，并用 四個 數(shù)碼管 動態(tài)顯示數(shù)字，如果大于預先設計好的人數(shù)容量時， 報警 電路開始就行報警，直到管理員 就行相應的處理。 圖 （ 21） 光電計數(shù)器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 整個光電計數(shù)器系統(tǒng)是由光電傳感電路、運算放大電路、 電壓比較電路、 AT89S51單片機系統(tǒng)電路、顯示計數(shù)電路、報警，鍵盤電路，電源電路八 個部分組成的，如圖 21所示。光電傳感電路把被計數(shù)的物體的變化轉(zhuǎn)換成 微弱的電壓號，電壓信號進行放大以后與基準電壓進行比較 ， 大于基準電壓時輸出高電平，小于基準電壓時輸出低電平，單片機根據(jù) INT0、 INT1 引腳的電平變化來進行相應的計數(shù)， 再 把計數(shù)結(jié)果送到 數(shù)碼 管顯示 ，當達到設定的報警值時，報警電路發(fā)出 報警。 4 硅光電池 2CR 工作原理 硅光電池是一種利用光生伏特效應直接把光能轉(zhuǎn)換成電能的半導體器件。它的結(jié)構(gòu)如圖 11， 核心部分是一個大面積的 PN 結(jié)， 硅光電池的 PN 結(jié)面積要比二極管的 PN 結(jié)大得多，所以受到光照時產(chǎn)生的電動勢和電流也大得多 ， N型層是受光層，上面制作有柵狀負電極 ,而且在受光面上還均勻覆蓋有抗反射膜 ,它是一層很薄的天藍色一氧化硅膜 ,可以使電池對有效入射光的吸收率達到 90%以上并使硅光電池的短路電流增加 25%30%。 當光照射在硅光電池的 PN 結(jié)區(qū)時，會 在半導體中激發(fā)出光生電子一空穴對。 PN 結(jié)兩邊的光生電子一空穴對，在內(nèi)電場的作用下，屬于多數(shù)載流子的不能穿越阻擋層，而少數(shù)載流子卻能穿越阻擋層。結(jié)果， P區(qū)的光生電子進入 N區(qū)， N區(qū)的光生空穴進入 p 區(qū)，使每個區(qū)中的光生電子一空穴對分割開來。
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