基于單片機的流水線自動計數(shù)器實用教案

1、選題(xun t)背景緒 論研究(ynji)意義第1頁/共25頁第一頁，共26頁。隨著單片機的不斷發(fā)展，計數(shù)設備趨于智能化。需要具備實時性、高效性、準確性的自動計數(shù)裝置以滿足現(xiàn)代生產(chǎn)流水線的計數(shù)要求。通過以51單片機為核心的設計來實現(xiàn)以上要求，加之(ji zh)紅外線的應用，有著體積小、功能強、可靠性高、性價比高的優(yōu)點。選題(xun t)背景基于(jy)單片機的流水線自動計數(shù)器第2頁/共25頁第二頁，共26頁。研究(ynji)意義傳統(tǒng)計數(shù)器計數(shù)范圍(fnwi)小，計數(shù)不夠精確。需要設計一個計數(shù)范圍(fnwi)大，能夠精確計數(shù)的計數(shù)裝置。研究(ynji)意義123因為工廠環(huán)境影響，需要的不僅是計

2、數(shù)精確，還有抗干擾能力。通過設計紅外線發(fā)射模塊，紅外線接收模塊來完成計數(shù)傳感器模塊。此種方法在數(shù)據(jù)采集方面抗干擾能力強。用以提高工作穩(wěn)定性。傳統(tǒng)計數(shù)器電路復雜，元器件多?？赏ㄟ^單片機，紅外裝置的應用趨向設計微型、便攜式并且快速精確計數(shù)的自動計數(shù)器。第3頁/共25頁第三頁，共26頁。設計(shj)內容總體設計硬件(yn jin)部分設計軟件(run jin)部分設計第4頁/共25頁第四頁，共26頁?？傮w設計該系統(tǒng)的設計思想是紅外線發(fā)射管發(fā)射出紅外線，紅外線接收管接收這個紅外線，當紅外線接收管被紅外線照射的時候，電阻很小，當沒有紅外線照射在紅外線接收管的時候，電阻比較大。這樣就可以把電壓比較器和參

3、考電壓進行比較，當有紅外線照射的時候，紅外線接收管的電阻相對較小，然后電壓分壓將增加，因此，電壓比較器將會輸出高電平；當沒有紅外線照射的時候，紅外線接收管的電阻較大，這個時候電壓比較器則會輸出低電平。最終的顯示過程是通過把剛才這個外部計數(shù)電平信號(xnho)送入AT89C52單片機內進行技術控制，然后再經(jīng)過擴展的顯示驅動來完成顯示?？傮w(zngt)思路第5頁/共25頁第五頁，共26頁。設計(shj)主要任務通過LED數(shù)碼完成管計數(shù)顯示，并且實現(xiàn)(shxin)0000-9999范圍的計數(shù)。0102具有報警功能，計數(shù)( j sh)達到設定值時蜂鳴器和指示燈就會發(fā)出聲光警報。0304使設計具有較強的

4、抗干擾性。學 習 和 使 用Protel 99SE軟件繪制電路原理圖，PCB電路板，印刷電路板的制作；下載調試各模塊接口程序，完善各模塊的功能。第6頁/共25頁第六頁，共26頁。硬件(yn jin)部分設計本設計的核心部分是單片機的最小系統(tǒng)的設計，單片機最小系統(tǒng)包含以下幾個部分：片外RAM、片外ROM、時鐘(shzhng)電路、復位電路、數(shù)碼管、外部擴展接口。本此設計的單片機最小系統(tǒng)的基本電路如下：單片機最小系統(tǒng)(xtng)第7頁/共25頁第七頁，共26頁。硬件(yn jin)部分設計本設計的硬件模塊包含以下幾個(j )部分：數(shù)碼管驅動模塊：通過數(shù)碼管完成計數(shù)顯示功能。紅外光電檢測模塊：使用紅

5、外光電傳感器完成檢測是否有物品通過功能。蜂鳴器報警模塊：計數(shù)達到目標值或者達到最大值報警功能。計數(shù)模塊：由AT89C52控制。按鍵模塊：設置了復位鍵（擔任累加鍵），遞減鍵，設置目標值鍵。硬件(yn jin)模塊第8頁/共25頁第八頁，共26頁。硬件部分(b fen)設計蜂鳴器報警模塊：計數(shù)達到目標值或者達到最大值報警功能(gngnng)。采用軟件系統(tǒng)來處理報警，通過蜂鳴器進行報警輸出，供電電源用直流電。在運行過程中，測到的計數(shù)次數(shù)超過預定的次數(shù)，數(shù)據(jù)端自動拉高電平，報警輸出。蜂鳴器報警(bo jng)模塊第9頁/共25頁第九頁，共26頁。硬件(yn jin)部分設計計數(shù)模塊：由AT89C52控

6、制。當紅外檢測模塊檢測到有產(chǎn)品物經(jīng)過時，紅外接收電路的輸出端會產(chǎn)生一個低電平信號，這個(zh ge)信號將供給單片機進行計數(shù)控制。計數(shù)控制部分：計數(shù)控制部分是將計數(shù)脈沖（負脈沖有效）送入單片機AT89C52兩個中斷入口的INT0入口，經(jīng)過單片機內部對這個(zh ge)中斷信號進行計數(shù)編程構成。計數(shù)(j sh)模塊第10頁/共25頁第十頁，共26頁。硬件部分(b fen)設計顯示驅動部份是由數(shù)碼管，采用軟件解碼的方法。采用軟件解碼的方式動態(tài)顯示設計所采取的是一個8位共陽數(shù)碼管顯示，可以(ky)顯示的范圍為0000-9999。數(shù)碼管驅動(q dn)電路紅外傳感器處于高電平狀態(tài)是因為檢測到了外部信號

7、，當有外部物體阻擋被檢測到的時候則由高電平變換成了低電平的狀態(tài)，通過連接單片機，使單片機的I/O口能夠檢測到傳感器的高低電平的變化。型號為E18-D50NK。紅外光電傳感器第11頁/共25頁第十一頁，共26頁。軟件(run jin)部分設計蜂鳴器報警程序：滿足蜂鳴器發(fā)生報警的條件，數(shù)字要大于給定的值。然后按下S1，數(shù)碼管顯示(xinsh)自動清零，蜂鳴器停止報警，數(shù)碼管顯示(xinsh)新的計數(shù)的值，開始新一輪計數(shù)。紅外計數(shù)程序：定義的紅外計數(shù)值等于零，判斷后開始從零計數(shù)，計數(shù)最大值是9999。數(shù)碼管顯示(xinsh)程序：向數(shù)碼的顯示(xinsh)送數(shù)，控制系統(tǒng)的顯示(xinsh)部分。按鍵

8、處理程序：獨立按鍵方式，通過按鍵完成手動加數(shù)，復位，設定報警值的功能第12頁/共25頁第十二頁，共26頁。軟件(run jin)部分設計主程序第13頁/共25頁第十三頁，共26頁。結果(ji gu)與討論仿真(fn zhn)結果實物(shw)成果前景展望第14頁/共25頁第十四頁，共26頁。結果( ji gu)結果(ji gu)一：通過LED數(shù)碼完成管計數(shù)顯示，實現(xiàn)0000-9999范圍的計數(shù)總體完成(wn chng)結果結果二：具有報警功能，計數(shù)達到設定值時蜂鳴器和指示燈就會發(fā)出聲光警報。結果三：紅外光電傳感器檢測障礙物第15頁/共25頁第十五頁，共26頁。仿真(fn zhn)結果仿真(fn

9、 zhn)成果第16頁/共25頁第十六頁，共26頁。實物(shw)成果實物(shw)成果第17頁/共25頁第十七頁，共26頁。實物(shw)成果演示第18頁/共25頁第十八頁，共26頁。前景(qinjng)展望前景(qinjng)之一前景(qinjng)之二紅外自動計數(shù)器發(fā)展趨勢是微型，便攜式，智能化。隨著單片機的發(fā)展，實現(xiàn)高度精確性、實時性。因為生產(chǎn)流水線環(huán)境干擾比較大，以后設計的自動計數(shù)器具備更好地抗干擾性和穩(wěn)定性。第19頁/共25頁第十九頁，共26頁。論文(lnwn ) 總 結設計(shj)總結成績(chngj)與不足第20頁/共25頁第二十頁，共26頁。設計(shj)總結設計(shj)

10、總結1設計(shj)總結2流水線產(chǎn)品產(chǎn)量自動計數(shù)裝置是一個非常具有實際意義的課題，本設計基于AT89C52單片機，通過紅外光電對管檢測是否有障礙物阻擋，有阻擋的時候，將脈沖傳給主控芯片，單片機接收之后再內部進行處理和計算，最終在數(shù)碼管上顯示計數(shù)，達到計數(shù)的目的。按鍵部份設計的設計滿足了實際情況需求。可以通過設定目標值，達到目標值的時候停止計數(shù)并蜂鳴器報警，具有實際應用的意義。第21頁/共25頁第二十一頁，共26頁。成績(chngj)與不足收獲(shuhu)的成績1、通過LED數(shù)碼完成管計數(shù)顯示，并且實現(xiàn)0000-9999范圍的計數(shù)。設置按鍵(n jin)，可以設定目標值。2、具有報警功能，計數(shù)

11、達到設定值時蜂鳴器和指示燈就會發(fā)出聲光警報。3、設計使用紅外光電傳感器，精確性高，使用方便。存在的不足1、紅外光電傳感器在生產(chǎn)流水線上工作時，長時間的工作會造成計數(shù)不精確，工作穩(wěn)定性不夠好。2、抗干擾性能是設計過程中的一大問題，自己的設計在抗干擾方面很欠缺。第22頁/共25頁第二十二頁，共26頁。致 謝Acknowledgements感謝學校提供了寶貴(bogu)的學習與實踐的機會!感謝同學的支持(zhch)與幫助!感謝(gnxi)各位答辯評審!感謝高強導師給與的耐心指導!第23頁/共25頁第二十三頁，共26頁。感謝(gnxi)批評指正答辯(dbin)人：李超導師：高強 副教授 第24頁/共25頁第二十四頁，共26頁。感謝您的觀看(gunkn)！第25頁/共25頁第二十五頁，共26頁。NoImage內容(nirng)總結選題背景。通過LED數(shù)碼完成管計數(shù)顯示(xinsh)，并且實現(xiàn)0000-9999范圍的計數(shù)。數(shù)碼管驅動模塊：通