啤酒生產(chǎn)線(xiàn)自動(dòng)計(jì)數(shù)裝置設(shè)計(jì)-畢業(yè)設(shè)計(jì)

Xxx理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)PAGE-畢業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)生姓名學(xué)號(hào)院(系)電子與電氣工程系專(zhuān)業(yè)電子信息工程題目啤酒生產(chǎn)線(xiàn)自動(dòng)計(jì)數(shù)裝置設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師2007年06月摘要：介紹了啤酒包裝線(xiàn)上的智能計(jì)算器的工作原理,在對(duì)各種計(jì)數(shù)方法進(jìn)行分析后提出了基于光電傳感器的計(jì)數(shù)測(cè)量系統(tǒng)，并給出了智能計(jì)數(shù)器控制的硬件電路設(shè)計(jì)和程序流程圖。詳細(xì)分析了系統(tǒng)的組成及工作原理，給出了系統(tǒng)中各硬件模塊設(shè)計(jì)方法及系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)方法，給出了部分程序流程圖和程序清單。該計(jì)數(shù)系統(tǒng)安裝維護(hù)方便，工作穩(wěn)定，運(yùn)行可靠，具有較大的推廣應(yīng)用價(jià)值。關(guān)鍵詞:單片機(jī);智能;計(jì)數(shù)器;光電傳感器Abstract:Introducedthebeerpackingon-lineintelligencecalculator'sprincipleofwork,incarriesontheanalysisaftereachmethodofattributesproposedbasedonphotoelectricsensor'scountingmeasurementsystemone,andhasgiventheintelligentcountercontrolhardwarecircuitdesignandtheprogramflowdiagram.Themultianalysissystem'scompositionandtheprincipleofwork,havegiveninthesystemvarioushardwaremoduledesignmethodandthesystemsoftwaredesignmethod,hasgiventhesubprogramflowchartandtheproceduredetailedlist.Thisnumbersysteminstallsthemaintenancetobeconvenient,theworkisstable,themovementisreliable,hasthebigpromotionapplicationvalue.Keywords:Monolithicintegratedcircuit;intelligent;counter;Photoelectricsensor目錄TOC\o"1-4"\h\z\u1引言 42自動(dòng)計(jì)數(shù)系統(tǒng)組成及工作原理 42.1計(jì)數(shù)測(cè)量原理 42.2計(jì)數(shù)測(cè)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成 43自動(dòng)計(jì)數(shù)系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì) 53.1生產(chǎn)線(xiàn)自動(dòng)計(jì)數(shù)總框圖 53.2傳感器及信號(hào)調(diào)理的電路設(shè)計(jì) 53.2.1光電傳感器簡(jiǎn)介 53.2.2光電轉(zhuǎn)換及信號(hào)調(diào)理電路設(shè)計(jì) 63.3單片機(jī)小系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 93.3.1單片機(jī) 93.3.2鍵盤(pán)顯示模塊計(jì)103.3.3電源模塊設(shè)計(jì)134系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 144.1程序原理框圖 144.2程序設(shè)計(jì)與調(diào)試 165實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析 16結(jié)論 18參考文獻(xiàn) 19致謝 201引言一般啤酒廠(chǎng)日產(chǎn)啤酒幾十萬(wàn)瓶,為及時(shí)掌握啤酒瓶子的破碎率、日產(chǎn)量等指標(biāo),需要在灌裝生產(chǎn)線(xiàn)的多個(gè)環(huán)節(jié)上安裝計(jì)數(shù)器,每當(dāng)酒瓶通過(guò)計(jì)數(shù)器時(shí),就會(huì)被計(jì)數(shù)器的傳感器檢測(cè)到,酒瓶個(gè)數(shù)自動(dòng)加1。用的傳感器有電渦流式接近開(kāi)關(guān)和光電開(kāi)關(guān)。接近開(kāi)關(guān)通過(guò)檢測(cè)金屬瓶蓋計(jì)數(shù)。光電開(kāi)關(guān)有光束發(fā)射端和接受端,如發(fā)射端與接受端位于同一側(cè),酒瓶通過(guò)時(shí)就會(huì)將發(fā)射的光束反射回來(lái),被接受端接受到,開(kāi)關(guān)狀態(tài)改變,計(jì)數(shù)電路檢測(cè)到狀態(tài)變化而計(jì)數(shù);如發(fā)射端與接受端相對(duì),酒瓶通過(guò)他們之間時(shí),光線(xiàn)被遮,也會(huì)改變開(kāi)關(guān)狀態(tài)。本計(jì)數(shù)器采用后一種光電開(kāi)關(guān)。2系統(tǒng)組成及工作原理2.1計(jì)數(shù)測(cè)量原理如圖1所示,四只管子位于同一平面內(nèi),發(fā)射管A、B分別對(duì)準(zhǔn)接受管A、B,瓶頸的直徑應(yīng)大于發(fā)射管A與接受管B之間的距離。計(jì)數(shù)器內(nèi)部設(shè)一標(biāo)志,酒瓶未進(jìn)入發(fā)射管A與接受管A之間時(shí),兩束光線(xiàn)均被接收,管A、B均導(dǎo)通,標(biāo)志置0,當(dāng)酒瓶繼續(xù)運(yùn)動(dòng)遮擋住一束光線(xiàn)時(shí),標(biāo)志不變。當(dāng)同時(shí)遮擋住兩束光線(xiàn)時(shí),標(biāo)志置1。當(dāng)酒瓶離開(kāi),兩束光線(xiàn)未遮擋時(shí),標(biāo)志置0,這時(shí)計(jì)數(shù)器個(gè)數(shù)加1。由于酒瓶遮擋住一束光線(xiàn)時(shí),標(biāo)志不變,因此酒瓶進(jìn)入傳感區(qū)域發(fā)生抖動(dòng)時(shí),不會(huì)影響標(biāo)志,從而保證準(zhǔn)確計(jì)數(shù)。啤酒瓶的鐵蓋接受管A發(fā)射管A啤酒瓶的鐵蓋接受管A發(fā)射管A發(fā)射管B接受管B發(fā)射管B接受管B圖1:檢測(cè)原理圖2.2計(jì)數(shù)測(cè)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成系統(tǒng)由信號(hào)預(yù)處理電路、單片機(jī)STC89C51、系統(tǒng)化LED顯示模塊、串口數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路和系統(tǒng)軟件組成。其中信號(hào)預(yù)處理電路包含信號(hào)放大、波形變換和波形整形。對(duì)待測(cè)信號(hào)進(jìn)行放大的目的是降低對(duì)待測(cè)信號(hào)的幅度要求；波形變換和波形整形電路則用來(lái)將放大的信號(hào)轉(zhuǎn)換成可與單片機(jī)匹配的TTL信號(hào)；通過(guò)對(duì)單片機(jī)的編程設(shè)置可使內(nèi)部定時(shí)器T0對(duì)輸入脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，這樣就能精確地算出加到T0引腳的單位時(shí)間內(nèi)檢測(cè)到的脈沖數(shù)；設(shè)計(jì)計(jì)數(shù)顯示部分采用價(jià)格低廉且使用方便的LED模塊，通過(guò)相關(guān)計(jì)算方法計(jì)算得到的計(jì)數(shù)數(shù)字通過(guò)I2C總線(xiàn)放到E2PROM存儲(chǔ)，既節(jié)省了所需單片機(jī)的口線(xiàn)和外圍器件，同時(shí)也簡(jiǎn)化了顯示部分的軟件編程。3系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)3.1生產(chǎn)線(xiàn)自動(dòng)計(jì)數(shù)總框圖生產(chǎn)線(xiàn)上的計(jì)數(shù)框圖如圖2所示。信號(hào)調(diào)理光電轉(zhuǎn)換波形整形波形變換信號(hào)調(diào)理光電轉(zhuǎn)換波形整形波形變換鍵盤(pán)模塊數(shù)字存儲(chǔ)電路單片機(jī)鍵盤(pán)模塊數(shù)字存儲(chǔ)電路單片機(jī)RS232LED顯示RS232LED顯示圖2系統(tǒng)原理框圖3.2光電轉(zhuǎn)換及信號(hào)調(diào)理電路設(shè)計(jì)由于系統(tǒng)需要將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，因而需要使用光電傳感器并設(shè)計(jì)相應(yīng)的信號(hào)調(diào)理電路，以得到符合要求的脈沖信號(hào)，送給單片機(jī)STC89C51進(jìn)行計(jì)數(shù)。3.2.1光電傳感器簡(jiǎn)介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。光電檢測(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。由光通量對(duì)光電元件的作用原理不同所制成的光學(xué)測(cè)控系統(tǒng)是多種多樣的，按光電元件(光學(xué)測(cè)控系統(tǒng))輸出量性質(zhì)可分二類(lèi)，即模擬式光電傳感器和脈沖(開(kāi)關(guān))式光電傳感器。模擬式光電傳感器是將被測(cè)量轉(zhuǎn)換成連續(xù)變化的光電流，它與被測(cè)量間呈單值關(guān)系。模擬式光電傳感器按被測(cè)量(檢測(cè)目標(biāo)物體)方法可分為透射(吸收)式、漫反射式、遮光式(光束阻檔)三大類(lèi)。所謂透射式是指被測(cè)物體放在光路中，恒光源發(fā)出的光能量穿過(guò)被測(cè)物，部份被吸收后，透射光投射到光電元件上；所謂漫反射式是指恒光源發(fā)出的光投射到被測(cè)物上，再?gòu)谋粶y(cè)物體表面反射后投射到光電元件上；所謂遮光式是指當(dāng)光源發(fā)出的光通量經(jīng)被測(cè)物光遮其中一部份，使投射剄光電元件上的光通量改變，改變的程度與被測(cè)物體在光路位置有關(guān)。紅外發(fā)光二極管是一種把電能轉(zhuǎn)變成光能的半導(dǎo)體器件。它具有體積小、功耗低、壽命長(zhǎng)、響應(yīng)快、機(jī)械強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，并能和集成電路相匹配。因此，廣泛地用于計(jì)算機(jī)、儀器儀表和自動(dòng)控制設(shè)備中。3.2.2光電轉(zhuǎn)換及信號(hào)調(diào)理電路設(shè)計(jì)傳感器將啤酒生產(chǎn)線(xiàn)上流動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)變成了電脈沖信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)過(guò)LM324集成運(yùn)放整形驅(qū)動(dòng)，送到單片機(jī)進(jìn)行脈沖計(jì)數(shù)。光電轉(zhuǎn)換部分與單片機(jī)的連接框圖如圖3所示。LED數(shù)碼管LED數(shù)碼管數(shù)碼顯示譯碼器計(jì)數(shù)脈沖數(shù)碼顯示譯碼器計(jì)數(shù)脈沖整形驅(qū)動(dòng)傳感器STC89C51整形驅(qū)動(dòng)傳感器STC89C51圖3光電轉(zhuǎn)換部分與單片機(jī)的連接框圖LM324是四運(yùn)放集成電路，它采用14腳雙列直插塑料封裝，外形如圖所示。它的內(nèi)部包含四組形式完全相同的運(yùn)算放大器，除電源共用外，四組運(yùn)放相互獨(dú)立。每一組運(yùn)算放大器可用圖4所示的符號(hào)來(lái)表示，它有5個(gè)引出腳，其中“+”、“-”為兩個(gè)信號(hào)輸入端，“V+”、“V-”為正、負(fù)電源端，“Vo”為輸出端。兩個(gè)信號(hào)輸入端中，Vi-（-）為反相輸入端，表示運(yùn)放輸出端Vo的信號(hào)與該輸入端的位相反;Vi+（+）為同相輸入端，表示運(yùn)放輸出端Vo的信號(hào)與該輸入端的相位相同。LM324的引腳排列見(jiàn)圖5 圖（4）放大器圖 圖5引腳圖由于LM324四運(yùn)放電路具有電源電壓范圍寬，靜態(tài)功耗小，可單電源使用，價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用在各種電路中。本設(shè)計(jì)計(jì)劃采用高性能集成四運(yùn)放LM324來(lái)進(jìn)行光電信號(hào)調(diào)理電路設(shè)計(jì)。電路采用兩級(jí)放大電路對(duì)脈沖信號(hào)進(jìn)行放大，防止信號(hào)脈沖太小以至對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果不產(chǎn)生影響。此外，還設(shè)計(jì)了有源帶通濾波器。為了達(dá)到預(yù)定效果，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)用MULTISIM8進(jìn)行模擬仿真，并利用模擬仿真結(jié)果對(duì)有關(guān)元器件進(jìn)行參數(shù)設(shè)定，以使電路滿(mǎn)足要求。如圖6所示是MULTISIM進(jìn)行電路模擬仿真示意圖及其模擬仿真結(jié)果。圖6電路模擬仿真示意圖及其模擬仿真結(jié)果系統(tǒng)設(shè)計(jì)的光電轉(zhuǎn)換及信號(hào)調(diào)理電路見(jiàn)圖7。設(shè)計(jì)中為了系統(tǒng)抗干擾及降低成本，考慮了一下一些方面。(1)為了消除玻璃瓶經(jīng)過(guò)光敏三極管時(shí)由于透射和折射產(chǎn)生的干擾信號(hào),采用了一級(jí)單穩(wěn)電路,利用玻璃瓶前沿到達(dá)光敏三極管瞬間觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)電路翻轉(zhuǎn),并利用單穩(wěn)態(tài)電路的暫穩(wěn)期隔離光電信號(hào),使玻璃瓶前沿以后所產(chǎn)生的折射和透射干擾不能進(jìn)入計(jì)數(shù)電路,保證一個(gè)產(chǎn)品只產(chǎn)生一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖.(2)計(jì)數(shù)器要求計(jì)數(shù)脈沖不能太寬,如將單穩(wěn)態(tài)電路的輸出直接加到計(jì)數(shù)器,會(huì)產(chǎn)生兩次甚至多次翻轉(zhuǎn)。同時(shí)為使計(jì)數(shù)脈沖獲得質(zhì)量較好的上升和下降邊沿,并且具有一定的幅度和寬度,采用了一級(jí)積分整形電路。(3)為使電路供電簡(jiǎn)單化,統(tǒng)一采用5V直流穩(wěn)壓電源。具體電路原理見(jiàn)圖7。選用光敏三極管作為光電傳感器,該元件靈敏度高、性能穩(wěn)定,能夠適合生產(chǎn)線(xiàn)復(fù)雜的工作環(huán)境要求。當(dāng)傳送帶上沒(méi)有玻璃瓶通過(guò)時(shí),光敏三極管受光直射呈低電阻,光電流很大,使Ib1≈0,BG1截止。這時(shí)Uc1=Ec(+5V),使二極管D反向截止。單穩(wěn)態(tài)電路的靜止?fàn)顟B(tài)是BG2飽和,BG3截止。當(dāng)有玻璃瓶通過(guò)的遮光瞬間,光電管呈高阻,Ib1增大,BG1飽和,Uc1從+5V下降到0V(圖8a),這個(gè)負(fù)跳變經(jīng)RrCr微分得到一個(gè)負(fù)脈沖,使BG2截止,BG3飽和,也就是利用玻璃瓶遮光時(shí)光敏三極管的前沿跳變觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)。由于CB的放電使Ub2逐漸上升,當(dāng)上升到BG2的導(dǎo)通電壓時(shí),BG2才重新導(dǎo)通(圖8b),電路又迅速恢復(fù)到靜止?fàn)顟B(tài)。而此期內(nèi)由于Ub2很小,玻璃瓶折射和透射干擾對(duì)截止管BG2不起任何作用,起到了抑制干擾信號(hào)的作用,使得一個(gè)玻璃瓶只觸發(fā)一次單穩(wěn)。積分型整形電路用五塊7MY13型集成電路與非門(mén)以及R0,C0組成。常態(tài)時(shí)因BG3截止。Uc3≈Ec,YF1輸出u1為低電平“0”,YF2,YF3輸出(u2,u3)都為高電平“1”(圖8c,d,e,g),電容C0被充電至Uc(圖8f)。當(dāng)玻璃瓶前沿到來(lái)時(shí),單穩(wěn)電路翻轉(zhuǎn),Uc3≈0,U1=“1”,雖然使YF2輸出為“0”。但是C0經(jīng)R0和YF2的放電需要時(shí)間,Uc0不能突跳為0。所以YF3的兩個(gè)輸入全為“1”,輸出U3為“0”。此后C0的放電使Uc0逐漸下降到Y(jié)F3的關(guān)門(mén)電平(圖8f中的Ug3),YF3輸出U3又立即為“1”。此后經(jīng)YF4,YF5整形獲得計(jì)數(shù)脈沖CP(圖8h),其寬度t1由R0C0決定。圖7電路原理圖圖8電路波形圖3.3單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.3.1單片機(jī)單片機(jī)是單片微型計(jì)算機(jī)（SingleChipMicrocomputer）的簡(jiǎn)稱(chēng)，是指在一塊芯片上集成了中央處理器CPU、隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、程序存儲(chǔ)器ROM或EPROM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、中斷控制器以及串行和并行I/O接口等部件，構(gòu)成一個(gè)完整的微型計(jì)算機(jī)。目前，新型單片機(jī)內(nèi)還有A/D及D/A轉(zhuǎn)換器、高速輸入/輸出等部件。由于它的結(jié)構(gòu)和指令功能都是按工業(yè)控制要求設(shè)計(jì)的，特別適用于工業(yè)控制及其數(shù)據(jù)處理場(chǎng)合，因此，確切的稱(chēng)謂應(yīng)是微控制器（Microcontroller）.系統(tǒng)使用的單片機(jī)是STC89C51型單片機(jī)。STC89C51單片機(jī)是基于MCS-51單片機(jī)為內(nèi)核的，其輸入/輸出管腳以及指令系統(tǒng)和MCS-51單片機(jī)是完全兼容的。其優(yōu)越的性?xún)r(jià)比使其成為頗受歡迎的8位單片機(jī)。如圖9是STC89C51結(jié)構(gòu)框圖。STC89C51單片機(jī)的特點(diǎn)：⑴它內(nèi)部有一個(gè)8位的CPU，具有4KB的EEPROM。⑵128字節(jié)的RAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，21個(gè)特殊功能寄存器SFR。⑶4個(gè)8位并行I/O口，其中P0、P2為地址/數(shù)據(jù)線(xiàn)，可尋址64KBROM和64KBRAM.⑷一個(gè)可編程全雙工串行口,具有5個(gè)中斷源。⑸兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)脈沖輸入T0T1定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0、T1特殊功能寄存器SFR128字節(jié)RAM4KROM（EPROM）（8031無(wú)）定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0、T1特殊功能寄存器SFR128字節(jié)RAM4KROM（EPROM）（8031無(wú)）時(shí)鐘源時(shí)鐘源串行接口并行I/O接口中斷系統(tǒng)串行接口并行I/O接口中斷系統(tǒng)CPUCPUP0P1P2P3TXDRXDINT0INT1中斷輸入圖9STC89C51結(jié)構(gòu)框圖

圖10是STC89C51單片機(jī)引腳分布圖。由圖我們可以看到，單片機(jī)的引腳除了電源、復(fù)位、時(shí)鐘接入、用戶(hù)I/O口外，其余管腳是為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)擴(kuò)展而設(shè)置的。這些引腳構(gòu)成MCS-51單片機(jī)片外三總線(xiàn)結(jié)構(gòu)，即：

①地址總線(xiàn)（AB）：地址總線(xiàn)寬為16位，因此，其外部存儲(chǔ)器直接尋址為64K字節(jié)，16位地址總線(xiàn)由P0口經(jīng)地址鎖存器提供8位地址（A0至A7）；P2口直接提供8位地址。

②數(shù)據(jù)總線(xiàn)（DB）：數(shù)據(jù)總線(xiàn)寬度為8位，由P0提供。

③控制總線(xiàn)（CB）：由P3口的第二功能狀態(tài)和4根獨(dú)立控制線(xiàn)RESET、EA、ALE、PSEN組成。圖10STC89C51管腳圖3.3.2鍵盤(pán)顯示模塊設(shè)計(jì)圖11為鍵盤(pán)電路圖，按鍵功能通過(guò)軟件編程設(shè)置：按K0為清零、復(fù)位；按K1顯示計(jì)時(shí)時(shí)間；按K2顯示計(jì)數(shù)脈沖數(shù)；此按鍵電路為低電平有效，當(dāng)無(wú)按鍵按下時(shí)，單片機(jī)輸入引腳P1.0、P1.1、P1.2、P1.3端口均為高電平。當(dāng)其中任一按鍵按下時(shí)，其對(duì)應(yīng)的P1端口變?yōu)榈碗娖?，在軟件中利用這個(gè)低電平設(shè)計(jì)其功能。軟件中還設(shè)置了按鍵防抖動(dòng)誤觸發(fā)功能，軟件中設(shè)置定時(shí)器150ms中斷一次，每次中斷都對(duì)按鍵進(jìn)行掃描，如果掃描到有按鍵按下，則延遲10ms，再次進(jìn)行鍵掃描，若仍有按鍵按下，則按鍵為真，并從P1口讀取數(shù)據(jù)，低電平對(duì)應(yīng)的即為有效按鍵。圖11按鍵電路圖顯示部分采用價(jià)廉方便的LED數(shù)碼管，圖12為數(shù)碼管的引腳接線(xiàn)圖。測(cè)量系統(tǒng)有8位共陽(yáng)的LED數(shù)碼管，表3.1為驅(qū)動(dòng)LED數(shù)碼管的段代碼表，1-代表對(duì)應(yīng)的筆段亮，0-代表對(duì)應(yīng)的筆段不亮。若需要在最右邊（S0）顯示“5”，只要將從表中查得相應(yīng)的段代碼寫(xiě)入P0口，在將P2.0置高，P2.1-P2.7置低即可。圖12數(shù)碼管的引腳接線(xiàn)圖表1驅(qū)動(dòng)LED數(shù)碼管的段代碼表數(shù)字dpecgbfa十六進(jìn)制P0.7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2P0.1P0.0共陰共陽(yáng)010110111B74810001010014EB210101101AD523100111019D624000111101E64610111011BB4470001010115EA810111111BF409100111119F60顯示電路如圖13，其電路采用動(dòng)態(tài)顯示方式。啤酒瓶個(gè)數(shù)的測(cè)量結(jié)果經(jīng)過(guò)譯碼，輸出的8位并行數(shù)據(jù)通過(guò)STC89C51的并行口(P0口)輸出，送至7段LED，同時(shí)由P2口輸出位掃描信號(hào)以實(shí)現(xiàn)測(cè)量數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)顯示。P0口和P2口都是準(zhǔn)雙向口，輸出時(shí)需要接上拉電阻。P0內(nèi)部沒(méi)有上拉電阻，P2口內(nèi)部有弱上拉。所以P0口外圍電路設(shè)計(jì)為低電平有效，高電平無(wú)效。要使數(shù)碼管S0-S7的其中一個(gè)亮，其對(duì)應(yīng)的P2端口要置高，P2的其余端口置低。如：S0亮：P2.0置高，P2.1-P2.7置低。系統(tǒng)將定時(shí)把緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)送出，在數(shù)碼管上顯示。圖13顯示電路圖3.3.3電源模塊設(shè)計(jì)電源模塊為系統(tǒng)板上其它模塊提供＋5V電源。電源的設(shè)計(jì)有分立元件和集成穩(wěn)壓器幾種方法，目前較常用的是用集成穩(wěn)壓器來(lái)設(shè)計(jì)穩(wěn)壓電源。常用的集成穩(wěn)壓器有固定式三端穩(wěn)壓器與可調(diào)式三端穩(wěn)壓器。常用可調(diào)式集成穩(wěn)壓器有LM317系列，它們的輸出電壓從1.25V－37伏可調(diào)，負(fù)端則為L(zhǎng)M337等。最簡(jiǎn)的電路外接元件只需一個(gè)固定電阻和一只電位器。其芯片內(nèi)有過(guò)熱和安全工作區(qū)保護(hù)，最大輸出電流為1.5A。系統(tǒng)需要設(shè)計(jì)一個(gè)電源，＋5V電源采用7805，電路原理圖如圖14。原理：9V的交流電壓輸入后經(jīng)橋堆整流，通過(guò)1000μF的電解電容進(jìn)行濾波，再經(jīng)過(guò)集成穩(wěn)壓器7805穩(wěn)壓，C17、C19等電容對(duì)其進(jìn)行濾波后，最后輸出+5V電壓。供系統(tǒng)板上的其它模塊使用。圖145V電源模塊電路圖4系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1程序原理框圖軟件部分由數(shù)據(jù)處理程序、按鍵程序設(shè)計(jì)、中斷服務(wù)子程序、LED顯示程序等幾個(gè)部分組成。數(shù)據(jù)處理完成對(duì)各種測(cè)量數(shù)據(jù)的處理，如各種數(shù)據(jù)的計(jì)算、數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換等。按鍵程序包括按鍵防抖動(dòng)處理、判鍵及修改項(xiàng)目等。程序原理框圖如圖15所示上電初始化初始化P11、P12相同？P11、P12相同？均為高？均為高？標(biāo)志位置1YN標(biāo)志位置1NY標(biāo)志位為0？電源足？N標(biāo)志位為0？電源足？YYN顯示狀態(tài)鍵按下？標(biāo)志位置0顯示狀態(tài)鍵按下？標(biāo)志位置0計(jì)數(shù)值加1計(jì)數(shù)值加1NY轉(zhuǎn)換顯示狀態(tài)轉(zhuǎn)換顯示狀態(tài)Y顯示班產(chǎn)量顯示班產(chǎn)量N班計(jì)數(shù)送顯示累計(jì)產(chǎn)量送顯示班計(jì)數(shù)送顯示累計(jì)產(chǎn)量送顯示圖15程序原理框圖4.2程序設(shè)計(jì)與調(diào)試在硬件調(diào)試與制作方面，可從下面系列著手考慮。此計(jì)數(shù)裝置完全按照計(jì)數(shù)器上傳感器的實(shí)際安裝位置進(jìn)行安裝。光電傳感器正對(duì)著啤酒流水線(xiàn)的啤酒瓶蓋。光電傳感器接有3根導(dǎo)線(xiàn)，其中棕線(xiàn)、藍(lán)線(xiàn)為電源輸入線(xiàn)，黑線(xiàn)為信號(hào)輸出線(xiàn)。測(cè)量頭由光電傳感器組成。當(dāng)啤酒流水線(xiàn)流動(dòng)時(shí)，光電元件即可輸出正負(fù)交替的周期性脈沖信號(hào)。脈沖信號(hào)的頻率大小就反映了流過(guò)測(cè)量頭的啤酒瓶個(gè)數(shù)。此計(jì)數(shù)測(cè)量裝置可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字顯示。LM324整形電路調(diào)試。在焊接硬件電路時(shí)需細(xì)心排除元器件和焊接等方面可能出現(xiàn)的故障，元器件的安裝位置出錯(cuò)或引腳差錯(cuò)可能導(dǎo)致電路短路或?qū)崿F(xiàn)不了電路本身的功能，甚至燒壞元器件。單片機(jī)部分最容易出現(xiàn)的問(wèn)題為元器件引腳的虛焊。被測(cè)物理量經(jīng)過(guò)傳感器變換后，往往成為電阻、電流、電壓、電感等某種電參數(shù)的變化值。為了進(jìn)行信號(hào)的分析、處理、顯示和記錄，須對(duì)信號(hào)作放大、運(yùn)算、分析等處理。除了要考慮到硬件方面，對(duì)軟件調(diào)試也不能忽視。程序應(yīng)該模塊化，便于修改。使用RAM或IO，必須先定義再使用，避免直接引用。將來(lái)需要調(diào)整時(shí)，只要修改定義部分就好了。寫(xiě)程序要有足夠的注釋、說(shuō)明文檔、流程圖、原理圖。每次修改程序，應(yīng)該同步更新相關(guān)的注釋、說(shuō)明文檔、流程圖、原理圖。免得下次再改時(shí)對(duì)不上號(hào)。

在進(jìn)行軟件編程調(diào)試時(shí)需要用到單片機(jī)的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境MedWinV2.39軟件，編程時(shí)容易出現(xiàn)鍵盤(pán)輸入和無(wú)意的語(yǔ)法錯(cuò)誤，還有一些模塊達(dá)不到預(yù)期的功能，都要經(jīng)過(guò)調(diào)試才能排除。MedWinV2.39軟件具有很強(qiáng)大的編程調(diào)試功能，能夠模仿仿真實(shí)際單片機(jī)的端口和內(nèi)部功能部件的狀態(tài)值。該軟件中有硬件調(diào)試和軟件調(diào)試功能可以看到單片機(jī)內(nèi)存單元對(duì)應(yīng)的運(yùn)行值，外圍部件中可以顯示單片機(jī)端口，中斷、定時(shí)器1、定時(shí)器2、定時(shí)器3還有串口對(duì)應(yīng)的運(yùn)行值?？梢詥尾秸{(diào)試也可以模塊調(diào)試，最好的是可以對(duì)你所懷疑的語(yǔ)句模塊設(shè)置斷點(diǎn)。所以MedWinV2.39具有強(qiáng)大的編譯調(diào)試功能。此系統(tǒng)將個(gè)功能模塊：主程序、數(shù)據(jù)處理程序、按鍵程序設(shè)計(jì)、中斷服務(wù)子程序、LED顯示程序分開(kāi)分別進(jìn)行調(diào)試，最后整體調(diào)試。編譯無(wú)誤后生成目標(biāo)代碼BIN文件。5實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析設(shè)計(jì)已基本完成題目中的各項(xiàng)要求，但是還是有一定的誤差.測(cè)量數(shù)據(jù)表如下實(shí)驗(yàn)次數(shù)實(shí)際流過(guò)的啤酒瓶數(shù)目測(cè)量到的啤酒瓶數(shù)目第一次10個(gè)10個(gè)第二次20個(gè)19個(gè)第三次40個(gè)40個(gè)第四次80個(gè)78個(gè)第五次150個(gè)147個(gè)第六次200個(gè)196個(gè)由實(shí)際實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)可以看出此計(jì)數(shù)器還有一定的誤差。經(jīng)過(guò)認(rèn)真的分析得到，產(chǎn)生的誤差原因有如下兩個(gè)原因：（1）因?yàn)槭怯檬帜闷【破繌臏y(cè)量頭前經(jīng)過(guò)，有一定的波動(dòng)，以至測(cè)量頭測(cè)量產(chǎn)生誤差。（2）軟件程序編寫(xiě)不合理，有一定的延時(shí)，而啤酒瓶流動(dòng)較快，所以讀數(shù)產(chǎn)生誤差。結(jié)束語(yǔ)本文利用單片機(jī)STC89C51為核心，結(jié)合光電傳感器、LM324及常用運(yùn)放設(shè)計(jì)了啤酒生產(chǎn)線(xiàn)的產(chǎn)品自動(dòng)計(jì)數(shù)測(cè)量裝置。系統(tǒng)由光電傳感器將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，再經(jīng)過(guò)放大整形變?yōu)槊}沖信號(hào)送給單片機(jī)。單片機(jī)采用定時(shí)器定時(shí)中斷的方法實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)脈沖的測(cè)量并計(jì)數(shù)，并能夠?qū)崟r(shí)顯示測(cè)量的數(shù)據(jù)，具有較強(qiáng)的使用實(shí)用價(jià)值，結(jié)合實(shí)際再進(jìn)一步完善設(shè)計(jì)既可以應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)線(xiàn)實(shí)際操作。參考文獻(xiàn)[1]余永權(quán)，汪明慧，黃英.單片機(jī)在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2003[2]王福瑞.單片微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)大全[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1999[3]趙繼文，何玉彬.傳感器與應(yīng)用電路設(shè)計(jì)[M].北京：科學(xué)出版社，2002[4]胡漢才.單片機(jī)原理及其接口技術(shù)(第2版)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2004[5]賴(lài)麒文.8051單片機(jī)C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)環(huán)境實(shí)務(wù)與設(shè)計(jì)[M].科學(xué)出版社，2002致謝:感謝xxx老師對(duì)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)的悉心指導(dǎo)和熱忱幫助，在設(shè)計(jì)過(guò)程中老師對(duì)設(shè)計(jì)方案和思路給予指點(diǎn)。在連接硬件電路和調(diào)試時(shí)，同學(xué)給了我很多幫助，排除了不少電路故障。同學(xué)同時(shí)還在設(shè)計(jì)思路方面給了一些建議。基于C8051F單片機(jī)直流電動(dòng)機(jī)反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機(jī)MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對(duì)良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機(jī)的通用控制模塊的研究基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機(jī)控制的二級(jí)倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強(qiáng)型51系列單片機(jī)的TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的蓄電池自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機(jī)系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機(jī)的作物營(yíng)養(yǎng)診斷專(zhuān)家系統(tǒng)的研究基于單片機(jī)的交流伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)研究與開(kāi)發(fā)基于單片機(jī)的泵管內(nèi)壁硬度測(cè)試儀的研制基于單片機(jī)的自動(dòng)找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)基于單片機(jī)的液壓動(dòng)力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀開(kāi)發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機(jī)實(shí)現(xiàn)一種基于單片機(jī)的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機(jī)的在線(xiàn)間歇式濁度儀的研制基于單片機(jī)的噴油泵試驗(yàn)臺(tái)控制器的研制基于單片機(jī)的軟起動(dòng)器的研究和設(shè)計(jì)基于單片機(jī)控制的高速快走絲電火花線(xiàn)切割機(jī)床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機(jī)的機(jī)電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)基于PIC單片機(jī)的智能手機(jī)充電器基于單片機(jī)的實(shí)時(shí)內(nèi)核設(shè)計(jì)及其應(yīng)用研究基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的煙氣二氧化硫濃度檢測(cè)儀的研制基于微型光譜儀的單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)軟件構(gòu)件開(kāi)發(fā)的技術(shù)研究基于單片機(jī)的液體點(diǎn)滴速度自動(dòng)檢測(cè)儀的研制基于單片機(jī)系統(tǒng)的多功能溫度測(cè)量?jī)x的研制基于PIC單片機(jī)的電能采集終端的設(shè)計(jì)和應(yīng)用基于單片機(jī)的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線(xiàn)性摩擦焊機(jī)單片機(jī)控制系統(tǒng)的研制基于單片機(jī)的數(shù)字磁通門(mén)傳感器基于單片機(jī)的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機(jī)的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機(jī)控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機(jī)的多生理信號(hào)檢測(cè)儀基于單片機(jī)的電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)Pico專(zhuān)用單片機(jī)核的可測(cè)性設(shè)計(jì)研究基于MCS-51單片機(jī)的熱量計(jì)基于雙單片機(jī)的智能遙測(cè)微型氣象站MCS-51單片機(jī)構(gòu)建機(jī)器人的實(shí)踐研究基于單片機(jī)的輪軌力檢測(cè)基于單片機(jī)的GPS定位儀的研究與實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機(jī)系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機(jī)的時(shí)控和計(jì)數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機(jī)和CPLD的粗光柵位移測(cè)量系統(tǒng)研究單片機(jī)控制的后備式方波UPS提升高職學(xué)生單片機(jī)應(yīng)用能力的探究基于單片機(jī)控制的自動(dòng)低頻減載裝置研究基于單片機(jī)控制的水下焊接電源的研究基于單片機(jī)的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機(jī)的氚表面污染測(cè)量?jī)x的研制基于單片機(jī)的紅外測(cè)油儀的研究96系列單片機(jī)仿真器研究與設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的單晶金剛石刀具刃磨設(shè)備的數(shù)控改造基于單片機(jī)的溫度智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)基于MSP430單片機(jī)的電梯門(mén)機(jī)控制器的研制基于單片機(jī)的氣體測(cè)漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機(jī)的CAN/USB協(xié)議轉(zhuǎn)換器基于單片機(jī)和DSP的變壓器油色譜在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)研究基于單片機(jī)的膛壁溫度報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于AVR單片機(jī)的低壓無(wú)功補(bǔ)償控制器的設(shè)計(jì)基于單片機(jī)船舶電力推進(jìn)電機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)的振動(dòng)信號(hào)的采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用研究基于單片機(jī)的疊圖機(jī)研究與教學(xué)方法實(shí)踐基于單片機(jī)嵌入式Web服務(wù)器技術(shù)的研究及實(shí)現(xiàn)基于AT89S52單片機(jī)的通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的多道脈沖幅度分析儀研究機(jī)器人旋轉(zhuǎn)電弧傳感角焊縫跟蹤單片機(jī)控制系統(tǒng)基于單片機(jī)的控制系統(tǒng)在PLC虛擬教學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用研究基于單片機(jī)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信研究與應(yīng)用基于PIC16F877單片機(jī)的莫爾斯碼自動(dòng)譯碼系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的模糊控制器在工業(yè)電阻爐上的應(yīng)用研究基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā)基于Cygnal單片機(jī)的μC/OS-Ⅱ的研究基于單片機(jī)的一體化智能差示掃描量熱儀系統(tǒng)研究基于TCP/IP協(xié)議的單片機(jī)與Internet互聯(lián)的研究與實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速液壓電梯單片機(jī)控制器的研究基于單片機(jī)γ-免疫計(jì)數(shù)器自動(dòng)換樣功能的研究與實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的倒立擺控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)單片機(jī)嵌入式以太網(wǎng)防盜報(bào)警系統(tǒng)基于51單片機(jī)的嵌入式Internet系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)單片機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在擠壓機(jī)上的應(yīng)用MSP430單片機(jī)在智能水表系統(tǒng)上的研究與應(yīng)用HYPERLINK