【正文】 ，以提高系統(tǒng)的靈敏性和實(shí)時(shí)性?？梢院芎玫膶?shí)現(xiàn)微電 子控制。 匯編語(yǔ)言像機(jī)器指令一樣，是硬件操作的控制信息，因而仍然是面向機(jī)器的語(yǔ)言，使用起來(lái)還是比較繁瑣費(fèi)時(shí)，通用性也差。因此運(yùn)用用匯編語(yǔ)言編程是很方便的了。機(jī)器語(yǔ)言是計(jì)算機(jī)唯一能“懂”的語(yǔ)言，用匯編和高級(jí)語(yǔ)言編寫的程序 (稱為源程序 )最終都必須翻譯成機(jī)器 語(yǔ)言的程序 (稱為目標(biāo)程序 )計(jì)算機(jī)才能看“懂”然后逐一執(zhí)行。 （ 3）確定軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境，選擇設(shè)計(jì)語(yǔ)言，完成模塊功能設(shè)計(jì)，并分別調(diào)試通過(guò)。 本章小結(jié) 本章主要詳細(xì)介紹了基于 紅外傳感器的 的硬件電路設(shè)計(jì) 、 包括時(shí)鐘 和 復(fù)位電路 、藥丸 檢測(cè)電路 、信號(hào)處理電路、計(jì)數(shù)顯示電路 各個(gè)模塊的具體電路設(shè)計(jì)和整體電路連接，總體電路 和 PCB 電路 見(jiàn)附錄 一 。譯碼可以采用硬件的方法，也可以采用軟件的方法。此循環(huán)下去就可以使各位數(shù)碼管顯示出將要顯示的字符。 LED 動(dòng)態(tài)顯示原理：由于各個(gè)數(shù)碼管的段選線并聯(lián)，段選碼的輸出對(duì)各個(gè)數(shù)碼管都是相同。常用的顯示器主要有 LED 和 LCD，它們都具有耗電少、成本低、線路簡(jiǎn)單、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于單片機(jī)顯示數(shù)字量的場(chǎng)合。在這里用 555 接成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，其具有整形處理功能，可以使經(jīng)過(guò)電壓比較器的信號(hào)更規(guī)則，起到去抖避免錯(cuò)誤計(jì)數(shù)的功能。 圖 31復(fù)位電路圖 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 信息工程系 14 藥丸的檢測(cè) 電路 一、測(cè)溫電路 在這里我們選用紅外光電傳感器由封裝在同一模塊內(nèi)的 U 型紅外光耦發(fā)射管和 U 型紅外光耦接收管組成的 TP806 紅外光電傳 感器， U 型紅外光耦發(fā)射管與 U 型紅外光耦接收管對(duì)稱設(shè)置并分別位于藥丸進(jìn)入瓶通道末端兩側(cè)，并且分別與通道下垂線呈 90。電容值取 5pF~30pF，電容的大小可起頻率 微調(diào)的作用。 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 信息工程系 13 第 3 章 硬件電路 的 分析 時(shí)鐘和復(fù)位電路 一、時(shí)鐘電路 AT89C51 單片機(jī)內(nèi)部設(shè)有一個(gè)反向放大器所構(gòu)成的振蕩器， XTAL1 和 XTAL2 分別為振蕩電路的輸入端和輸出端，時(shí)鐘可以由內(nèi)部或外部產(chǎn)生。藥丸檢測(cè)和計(jì)數(shù)電路 總體電路結(jié)構(gòu)框圖如圖 22所示。因此使用了時(shí)基集成電路 555 作為濾波去抖電路。 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 信息工程系 11 運(yùn)放需要 通過(guò)反饋回路和輸入回路的確定 “ 運(yùn)算參數(shù) ” ，比如放大倍數(shù)，直接比較兩個(gè)輸入端的量，如果同相輸入大于反相，則輸出高電平，否則輸出低電平?？筛鶕?jù)實(shí)際光耦輸出信號(hào)大小，整比較器的參考電壓，從而實(shí)現(xiàn)將不規(guī)則光耦信號(hào)轉(zhuǎn)化為電源電壓的電平轉(zhuǎn)換。通過(guò)光敏三極管對(duì)光的強(qiáng)弱感應(yīng)，進(jìn)行電流的變化，通過(guò)電阻轉(zhuǎn)變成相應(yīng)電壓變化，再經(jīng)過(guò)信號(hào)處理電路轉(zhuǎn)變成電平信號(hào)進(jìn)行輸出。因此采用方案二。當(dāng)有藥丸落下時(shí)，光 纖傳感器感知通道壁是否產(chǎn)生特定抖動(dòng)，從而判定是否有藥丸落下。 方案一，采用光敏電阻來(lái)檢測(cè)。 傳感器的選用 在此次設(shè)計(jì)中，對(duì)于藥丸的檢測(cè)來(lái)說(shuō)，可以選用多個(gè)傳感器。在選擇傳感器之前，應(yīng)對(duì)其使用環(huán)境進(jìn)行調(diào)查，并根據(jù)具體的使用環(huán)境選擇合適的傳感器。傳感器的頻率響應(yīng)高，可測(cè)的信號(hào)頻率范圍就寬，頻率低的傳感器可測(cè)信號(hào)的頻率較低，在動(dòng)態(tài)測(cè)量中，應(yīng)根據(jù)實(shí)際信號(hào)的特點(diǎn)來(lái)確定所需傳感器的頻率響應(yīng)特性，以免產(chǎn)生過(guò)大的誤差，因?yàn)樗幫柘侣涞乃俣容^慢，要求傳感器頻率很低即可，所以一般的光電傳感器都可以滿足此項(xiàng)要求。因此要注意光電開(kāi)關(guān)發(fā)射器與光電開(kāi)關(guān)接收器的波長(zhǎng)敏感范圍。信號(hào)的引出方法，有線或是無(wú)線測(cè)量 。當(dāng)傳感器確定之后，與之相配套的測(cè)量方法和測(cè)量電路也就可以確定了。 槽式光電開(kāi)關(guān)傳感器結(jié)構(gòu)示意圖如下： 圖 13 槽式光電開(kāi)關(guān)傳感器結(jié)構(gòu)示意圖 反射板反射式光電傳感器 反射板反射式光電開(kāi)關(guān)亦是集發(fā)射器與接收器于一體，光電開(kāi)關(guān)發(fā)射器發(fā)出的光線經(jīng)過(guò)反射板，反射回接收器，當(dāng)被檢測(cè)物體經(jīng)過(guò)且完全阻斷光線時(shí)，光電開(kāi)關(guān) 就產(chǎn)生了檢測(cè)開(kāi)關(guān)信號(hào)。 直接反射式光電傳感器 直接反射式光電開(kāi)關(guān)是一種集發(fā)射器和接收器于一體的傳感器，當(dāng)有被檢測(cè)物體經(jīng)過(guò)時(shí)，將光電開(kāi)關(guān) 發(fā)射器發(fā)射的足夠量的光線反射到接收器，于是光電開(kāi)關(guān)就產(chǎn)生了開(kāi)關(guān)信號(hào)。人眼可見(jiàn)的波長(zhǎng)為 380nm78mm，發(fā)射波長(zhǎng)為 780nm1mm的長(zhǎng)射線稱為紅外線，紅外線光電傳感器，它是利用被檢測(cè)物體對(duì)紅外光束的遮光或反射，由同步回路選通電路而檢測(cè)物體的有無(wú)，其物體 不限于金屬，對(duì)所有能反射光線的物體均可檢測(cè)，而且檢測(cè)距離可近可遠(yuǎn)，根據(jù)具體情況選擇自己合適的傳感器即可 。單片機(jī)的定時(shí)器 /計(jì)數(shù)采用增量式計(jì)數(shù)。它采用外部振蕩器時(shí)，此引腳應(yīng)該接地。 WR 外部隨機(jī)存儲(chǔ)器的寫選通，低電平有效。 INT0 外部中斷 0 輸入，低電平有效。僅供用戶作為輸入輸出用的端口。 P2： P2口 (~)口是具有內(nèi)部提升電路的雙向 I/0端口 (準(zhǔn)雙向并行 I/O口 )，當(dāng)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，它是高 8位地址。 圖 12 AT89C51引腳圖 各個(gè)引腳說(shuō)明 圖 12為 AT89C51的引腳圖，對(duì)其在本次設(shè)計(jì)中的主要使用的引腳說(shuō)明如下： VCC：電源電壓， AT89C51電源的正極輸入端，接 +5V電壓使 AT89C51單片機(jī)正常工作。單片機(jī)采用美國(guó) ATMEL公司生產(chǎn)的AT89C51單片機(jī)。由于它內(nèi)部含有大容量的 Flash存儲(chǔ)器，所以，在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)及生產(chǎn)便攜式商品、手提式儀器等方面有著十分廣泛的應(yīng)用，也是目前取代傳統(tǒng)的 MCS51系列單片機(jī) 的主流單片機(jī)之一。隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展，在 20世紀(jì) 90年代初， ATMEL公司一躍成為全球最大的 EEPROM供應(yīng)商。但是，以 MCS51技術(shù)核心為主導(dǎo)的微控制器技術(shù)已被 ATMEL,PHILIPS等公司所繼承，并且在原有基礎(chǔ)上又進(jìn)行了新的開(kāi)發(fā)，從而產(chǎn)生了和 MCS51兼容長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 信息工程系 4 而功能更加強(qiáng)勁的微控制器系列。顯示器回零，從而進(jìn)入下一個(gè)生產(chǎn)周期。因此自動(dòng)化的藥品瓶裝流水線中藥丸數(shù)量的檢測(cè)就尤為重要。 藥丸數(shù)量是藥品質(zhì)量的一個(gè)重要方面，人工工作效率低，計(jì)量準(zhǔn)確率低，而且在衛(wèi)生等方面不符合國(guó)家藥品監(jiān)督管理局頒發(fā)的藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范。 隨著人們 對(duì)自身健康關(guān)注程度的日益提高，藥丸的種類和數(shù)量也在急劇增加，對(duì)于大多數(shù)的藥品，一般都裝在瓶子里。在這些應(yīng)用領(lǐng)域中，幾乎都涉及到將光輻射信息轉(zhuǎn)換為電信息的問(wèn)題，即光輻射的檢測(cè)問(wèn)題。其次，根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求制定出傳感器、單片機(jī)、顯示模塊等重要器件的選擇方案，接著，根據(jù)實(shí)際使用要求設(shè)計(jì)了相應(yīng)的單片機(jī)硬件系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)采集、藥丸的實(shí)時(shí)顯示和計(jì)數(shù)等功能。 本文介紹的基于單片機(jī)的藥丸自動(dòng)檢測(cè)儀的設(shè)計(jì)是以 ATMEL公司生產(chǎn) AT89C51單片機(jī)為核心，并與直射式光電傳感器相結(jié)合的藥丸測(cè)量系統(tǒng)，它具有很高的應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義，運(yùn)用實(shí)時(shí) LED模塊，采用了匯編編程工具進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)。面對(duì)日益劇增的藥丸數(shù)量，如何在藥物生產(chǎn)線中實(shí)現(xiàn)藥丸的快速準(zhǔn)確檢測(cè)和計(jì)數(shù)就顯得尤為重要，也是各個(gè)廠家亟待解決的問(wèn)題之一。 本文首先簡(jiǎn)要的介紹了裝藥生產(chǎn)線概況，以及藥丸檢測(cè)和計(jì)數(shù)在在裝藥生產(chǎn)線中作用、現(xiàn)狀以及未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)?，F(xiàn)在光電技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、文教、衛(wèi)生、國(guó)防、科研和家庭生活等各領(lǐng)域。光電檢測(cè)技術(shù)是現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)最重要的手段和方法之一，是計(jì)量檢測(cè)技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展方向。 從本質(zhì)上區(qū)分，藥丸的計(jì)數(shù)方 法分為兩種：機(jī)械計(jì)數(shù)法和電子計(jì)數(shù)法。裝藥生產(chǎn)線上的質(zhì)量控制的重要一點(diǎn)就是藥品的裝瓶數(shù)量控制。 檢測(cè)流程 采用紅外傳感器檢測(cè)藥丸通過(guò)漏斗頸情況并進(jìn)行計(jì)數(shù)顯示；并與設(shè)定的每瓶藥丸數(shù)量進(jìn)行比較，通過(guò)閥門控制電路，控制閥門打開(kāi)或關(guān)閉來(lái)控制藥丸掉 落到藥瓶中；當(dāng)達(dá)到設(shè)定每瓶數(shù)量時(shí)，通過(guò)履帶電機(jī)控制電路，控制履帶適時(shí)運(yùn)送空瓶到漏斗下，并通過(guò)顯示電路，顯示已裝好藥丸的瓶數(shù)。 Intel公司雖然已經(jīng)把精力集中在計(jì) 算機(jī)的 CPU生產(chǎn)上，而漸漸放棄了微控制器的生產(chǎn)。該公司的技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于Flash存儲(chǔ)器技術(shù)和高質(zhì)高可靠性生產(chǎn)技術(shù)。這是一種內(nèi)部含 Flash存儲(chǔ)器的特殊單片機(jī)。 單片機(jī)的選用 本檢測(cè)儀在數(shù)據(jù)處理上速度要求不是很高， 8位機(jī)即可。 （ 2） 片內(nèi)有 4KB可在線重復(fù)編程的快閃擦寫存儲(chǔ)器 （ 3） 存儲(chǔ)數(shù)據(jù)保存時(shí)間為 10年 （ 4） 寬工作電壓范圍： Vcc可為 6V （ 5） 全靜態(tài)工作：可從 0Hz至 16MHz （ 6） 程序存儲(chǔ)器具有 3級(jí)加密保護(hù) （ 7） 128*8位內(nèi)部 RAM （ 8） 32條可編程 I/O線 （ 9） 兩個(gè) 16位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 （ 10） 中斷結(jié)構(gòu)具有 5個(gè)中斷 源和 2個(gè)優(yōu)先級(jí) （ 11） 可編程全雙工串行通道 （ 12） 空閑狀態(tài)維持低功耗和掉電狀態(tài)保存存儲(chǔ)內(nèi)容 AT89C51 引腳圖 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 信息工程系 5 AT89C51有 40個(gè)引腳，如圖 12示。外部不擴(kuò)展而單片應(yīng)用時(shí)，則作一般雙向 I／ O 口用 P0口每一個(gè)引腳可以推動(dòng) 8 個(gè) LSTTL 負(fù)載。 P1: P1口 (~)口是具有內(nèi)部提升電路的雙向 I/0端口 (準(zhǔn)雙向并行 I/O口 )， 其輸出可以推動(dòng) 4個(gè) LSTTL負(fù)載。 TXD 串行通信輸出。 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 信息工程系 6 T1 計(jì)數(shù)器 1 外部事件計(jì)數(shù)輸入端。在單片機(jī)內(nèi)部，它是一個(gè)法相放大器輸入端，這個(gè)放大器構(gòu)成了片內(nèi)振蕩器。主要應(yīng)用的計(jì)數(shù)器是其內(nèi)部的定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器。 紅外傳感器概述 紅外線屬于一種電磁射線，其特性等同于無(wú)線電或 X射線 [11]。當(dāng)檢測(cè)物體是不透明時(shí)，直射式光電傳感器是最可靠的檢測(cè)模式。槽式光電開(kāi)關(guān)比較安全可靠，適合檢測(cè)高速變化的信號(hào)，分辨透明與半透明物體，但槽間的距離一般比較小，不適合檢測(cè)體積較大的物體。 現(xiàn)代傳感器在原理與結(jié)構(gòu)上千差萬(wàn)別，如何根據(jù)具體的測(cè)量目的、測(cè)量對(duì)象以及測(cè) 量環(huán)境合理地選用傳感器，是在進(jìn)行某個(gè)量的測(cè)量時(shí)首先要解決的問(wèn)題。因?yàn)?，即使是測(cè)量同一個(gè)物理量，也有多種原理的傳感器可供選用，哪一種原理的傳感器更為合適，則需要根據(jù)被測(cè)量的特點(diǎn)和傳感器的使用條件考慮以下一些具體問(wèn)題：測(cè)量距離的大?。槐粶y(cè)量位置對(duì)傳感器體積的要求；測(cè)量方式為接觸式還是非接觸式 。