基于單片機(jī)的光電計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-12-13 21:31 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 碼管是由多個(gè) LED 作為筆畫(huà)字段的組合型顯示器件，使用時(shí)通過(guò)點(diǎn)亮不同的 LED 組合成不同的數(shù)碼字型。這種方法最常用，但當(dāng)點(diǎn)亮多個(gè)數(shù)碼管是，電路復(fù)雜，編程困難。 對(duì)于發(fā)光二極管，雖然電路、編程簡(jiǎn)單，但是顯示的數(shù)量太少， 另一方面，不利于獲取顯示信息。 綜上所述，用數(shù)碼管顯示。 五．具體實(shí)現(xiàn)： 電路由光電管電路，單片機(jī)系統(tǒng)，蜂鳴器報(bào)警電路，數(shù)碼管顯示部分、復(fù)位電路組成。 6 圖 簡(jiǎn)單執(zhí)行過(guò)程如下：紅外傳感器感受到外界信息時(shí)，產(chǎn)生高低電平，通過(guò)軟件程序設(shè)置單片機(jī)內(nèi)部寄存器，當(dāng)傳感器的高低脈沖被單片機(jī)接收到時(shí)，單片機(jī)產(chǎn)生中斷，中斷產(chǎn)生后進(jìn)入中斷服務(wù)程序，通過(guò)設(shè)置中斷服務(wù)程序，進(jìn)行計(jì)數(shù)。并通過(guò) P0 口將計(jì)數(shù)信息傳送至數(shù)碼管，數(shù)碼管顯示計(jì)數(shù)的個(gè)數(shù)。當(dāng)需要 置位是按下復(fù)位開(kāi)關(guān)，則計(jì)數(shù)器清零，數(shù)碼管顯示清零，重新開(kāi)始計(jì)數(shù)。 具體實(shí)現(xiàn)如下： 光電傳感器 光電開(kāi)關(guān)電路主要由光電開(kāi)關(guān)管，即光電傳感器是采用光電元件作為檢測(cè)元件的傳感器。它首先把被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)換成光信號(hào)的變化，然后借助光電元件進(jìn)一步將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。光電傳感器一般由光源、光學(xué)通路和光電元件三部分組成。電檢測(cè)方法具有精度高、反應(yīng)快、非接觸等優(yōu)點(diǎn)，而且可測(cè)參數(shù)多，傳感器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，形式靈活多樣，因此 ,光電式傳感器在檢測(cè)和控制中應(yīng)用非常廣泛。如下圖示為本次課程設(shè)計(jì)所采用的光電開(kāi)關(guān)，其型號(hào)為 E18B03N1 封裝的反射紅外傳感器 圖 實(shí)物圖 STC89C52 單片機(jī)系統(tǒng) 蜂鳴器報(bào)警電路 紅外光電管檢測(cè)電路 數(shù)碼管顯示電路 復(fù)位電路 7 原理如下：紅外傳感器沒(méi)有檢測(cè)到外部信號(hào)時(shí)處于高電平狀態(tài)，當(dāng)檢測(cè)到外部物體時(shí)有高電平狀態(tài)變?yōu)榈碗娖綘顟B(tài)，通過(guò)與單片機(jī)連接單片機(jī) I/O 接收檢測(cè)的高低電平變化。 原理圖如下： 圖 原理圖 單片機(jī)系統(tǒng) 單片機(jī)最小系統(tǒng)是此設(shè)計(jì)的核心部位，紅外傳感器所產(chǎn)生的外部脈沖經(jīng)單片機(jī)進(jìn)行譯碼而計(jì)數(shù)的，并且通過(guò)對(duì)單片機(jī)內(nèi)部進(jìn)行編譯，使外部中斷信號(hào)通過(guò)數(shù)碼管顯示出來(lái)，并實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)功能。 一個(gè)典型的單片機(jī)最小系統(tǒng)一般由時(shí)鐘電路、 復(fù)位電路、片外 RAM、片外 ROM、按鍵、數(shù)碼管、液晶顯示器、外部擴(kuò)展接口等部分組成 . 而對(duì)于這次的設(shè)計(jì)單片機(jī)最小系統(tǒng)基本電路圖如下： 8 圖 工作 電路圖 （ 1）、時(shí)鐘源電路 單片機(jī)內(nèi)部具有一個(gè)高增益反相放大器，用于構(gòu)成振蕩器。通常在引腳 Tell 和XTAL2 跨接石英晶體和兩個(gè)補(bǔ)償電容構(gòu)成自激振蕩器，結(jié)構(gòu)如圖中 Y C C2。可以根據(jù)情況選擇 6MHz或 24MHz等頻率的石英晶體，補(bǔ)償電容通常選擇 30pF左右的瓷片電容。 （ 2）、復(fù)位電路 單片機(jī)小系統(tǒng)采用上電自動(dòng)復(fù)位和手動(dòng)按鍵復(fù)位兩 種方式實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的復(fù)位操作。上電復(fù)位要求接通電源后，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作。 手動(dòng)復(fù)位要求在電源接通的條件下，在單片機(jī)運(yùn)行期間，用按鈕開(kāi)關(guān)操作使單片機(jī)復(fù)位。其結(jié)構(gòu)如圖 中 R C3 和 K1。上電自動(dòng)復(fù)位通過(guò)電容 C1 充電來(lái)實(shí)現(xiàn)。手動(dòng)按鍵復(fù)位是通過(guò)按鍵將 R3 與 VCC 接通來(lái)實(shí)現(xiàn)。 9 圖 8. 復(fù)位電路圖 （ 3）、計(jì)數(shù) 的電路 由單片機(jī) STC89C52 控制完成?；驹頌楫?dāng)紅外檢測(cè)部分檢測(cè)到光時(shí)，紅外接收電路輸出口將產(chǎn)生一個(gè)高電平信號(hào)，這個(gè)信號(hào)將供給單片機(jī)進(jìn)行計(jì)數(shù)控制；顯示部分是通過(guò) P0 和 P2 口實(shí)現(xiàn)。 計(jì)數(shù)控制部分是將計(jì)數(shù)脈沖送入單片機(jī) STC89C52 中斷入口的 INT0 入口，經(jīng)過(guò)單片機(jī)內(nèi)部對(duì)這個(gè)中斷信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)編程構(gòu)成。 STC89C52 與 MCS52 指令系統(tǒng)完全兼容。提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 4K 字節(jié) FLASH 閃爍存儲(chǔ)器、 128 字節(jié)內(nèi)部 RAM、 32 個(gè) I/O 口線、三個(gè)16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器 、一個(gè) 5 向量?jī)杉?jí)中斷、片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。同時(shí) STC89C52 可降至 0HZ 的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩個(gè)軟件的節(jié)電工作模式。空閑方式停止 CPU 的工作，但是允許 RAM、定時(shí) /計(jì)數(shù)器及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電后保 存 RAM 中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其他所有部件工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位
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