基于-51單片機(jī)的光電計數(shù)器的設(shè)計

1、目錄1. 前言 12 光電計數(shù)器的系統(tǒng)設(shè)計 12.1 系統(tǒng)硬件設(shè)計 12.1.1 方案選擇 12.1.2 儀器各部分組成 22.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計 33 設(shè)計原理 53.1 轉(zhuǎn)速計算及誤差分析 53.2 轉(zhuǎn)速測量 63.2.1 門控方式計數(shù) 63.2.2 中斷方式計數(shù) 73.3 串行顯示接口 74 軟件程序的設(shè)計 84.1 1s 定時 84.2 T1 計數(shù)程序 84.3 頻率數(shù)據(jù)采集 94.4 進(jìn)制轉(zhuǎn)換 104.5 數(shù)碼顯示 135 軟件設(shè)計總體程序 156 總程序調(diào)試 217 心得體會 21參考文獻(xiàn) 221.前言21 世紀(jì)是信息時代，獲取信息，處理信息，運(yùn)用信息。傳感與檢測技術(shù)的重要性在于它是

2、 獲得信息并對信息進(jìn)行必要處理的基礎(chǔ)技術(shù)， 是獲取信息和處理加工信息的手段， 無法獲取 信息則無法運(yùn)用信息。傳感與檢測技術(shù)是一門知識面廣、 綜合程度高、 實用性很強(qiáng)的專業(yè)課程。 它從傳感器的基本 理論入手， 著重講敘傳感器的結(jié)構(gòu)與感測原理， 傳感器是一個二端口的裝置， 不同的傳感器 輸入 -輸出特性不同，同一傳感器適應(yīng)不同的被測信號呈現(xiàn)的特性也有所不同。尤其當(dāng)被測 信號為靜態(tài)信號時兩種狀態(tài)下， 傳感器的輸入 - 輸出特性完全不同。 感測技術(shù)在許多新技術(shù)、 新器件里都有應(yīng)用，在課程安排上，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(jī)械量、幾何量等參數(shù)的測量原理及方法。光電

3、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(chǔ)是光電效應(yīng)。 這類效應(yīng) 大致可分為三類。第一類是外光電效應(yīng)， 即在光照射下， 能使電子逸出物體表面。 利用這種 效應(yīng)所做成的器件有真空光電管、光電倍增管等。 第二類是光電效應(yīng)， 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(dǎo)體光敏電阻。 第三類是光生伏特效應(yīng)， 即在光 線作用下， 物體產(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。 光電效應(yīng)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。本課題利用AT89C51單片機(jī)，探討一種簡易光電

4、計數(shù)器的設(shè)計思路。2光電計數(shù)器的系統(tǒng)設(shè)計2.1系統(tǒng)硬件設(shè)計2.1.1方案選擇由于單片機(jī)所具有的特性，它特別適用于各種智能儀器儀表，家電等領(lǐng)域中，可以減少 硬件以減輕儀表的重量，便于攜帶和使用，同時也可能低存本，提高性能價格之比。該光電計數(shù)器選用 MCS-51系列單片機(jī)的AT89C51芯片，該系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)框圖見下圖2.1所示：圖2.1光電計數(shù)器總結(jié)構(gòu)流程圖2.1.2儀器各部分組成u穩(wěn)壓直流電源的實現(xiàn)(1 )穩(wěn)壓直流電源原理圖電源電路原理圖(2)穩(wěn)壓直流電源原理變壓整流穩(wěn)壓慮波u 傳感器傳感器為紅外光電式傳感器。其中一個發(fā)光二極管發(fā)出紅外波長的光，可不受室自然光的影響，此光照到旋轉(zhuǎn)物體上反射回后

5、，被光敏三極管接收。光敏三極管接受到此信號后，經(jīng)放大，整形轉(zhuǎn)換為矩形脈沖信號送入MCS-51單片機(jī)的外部中斷輸入端INTO和INT1上。顯示器4個LED數(shù)碼管作顯示器，通過 573驅(qū)動。u數(shù)據(jù)存儲器數(shù)據(jù)存儲器由 AT89C51片的低128字節(jié)和8155部256字節(jié)的 RAM 組成.AT89C51 的部RAM主要用于堆棧，工作寄存器，顯示緩沖器，各測量參數(shù)的計算緩沖器和標(biāo)致位等。而8155部的RAM除上部4個單元外，全部用于存放轉(zhuǎn)速和線速度值，其存儲空間劃分如圖2-2所示，共分為三組，每組 84個單元，可存入42個16位二進(jìn)制數(shù)據(jù)，即 42個4位16進(jìn)制數(shù)據(jù)。如下圖 2.1為外部RAM存儲器空間劃分圖。圖2.1外部RAM存儲器空間劃分檢測齒輪:檢測齒輪上有10個齒均勻分布在輪盤周圍， 并被直接固定在被測軸上，安裝時光電耦合器的發(fā)光二極管和光敏三極管正對齒輪上的齒，當(dāng)被測軸轉(zhuǎn)動時帶動檢測齒輪轉(zhuǎn)動,光電耦合器通過對檢測齒輪上的齒進(jìn)行耦合從而產(chǎn)生數(shù)字脈沖。脈沖經(jīng)過放大送向單片機(jī)的計數(shù)端。系統(tǒng)工作簡圖信號采集（轉(zhuǎn)動軸帶 動檢測齒輪信號檢測并 放大（檢測齒 輪轉(zhuǎn)動觸發(fā) 光電耦合器 電平