基于单片机的红外自动计数器设计

1、陕西理工学院毕业设计题 目 基于单片机的红外自动计数器的设计 学生姓名 葛明杰 学号 1213014128 所在学院 物理与电信工程学院 专业班级 电子1205班 完成地点 物理与电信工程学院实验室 2016年5月30日基于单片机的红外自动计数器的设计作者：葛明杰（陕西理工学院物理与电信工程学院电子信息工程专业1205班，陕西 汉中 723000）指导教师：王婷 【摘要】在当今社会飞速发展的格局下，越来越多的流水线上的产品和各种商业场合的人员需要进行自动计数.基于单片机构成的产品自动计数器有直观和计数精确的优点，目前已在各种行业中普遍使用。本文所设计的计数器是采用红外对射方式，抗干扰性好，可靠性高。本设计应用单片机STC89C51芯片作为核心，4位LED数码管，使用LM393芯片实现红外线计数。这种实现方法的优点是电路简单，性能可靠，实时性好，操作简单，编程容易等。本设计是利用无人或物遮挡时红外发光管发射红外线，红外接收管接收此红外线，并将其放大、整流形成低电平信号；如果有人或物挡住红外光时，接收管没有接收到红外信号，放大器将输出高电平信号，同时将这个电平信号送入单片机进行控制计数，并

2、且使数码管显示数值。得到要统计的人或物的数量。【关键词】单片机；红外对射管；LM393； LED数码管；STC89C51The design of infrared automatic counter based on microcontroller Author: GeMingJie(Grade 12,Class 5,Major electronics and information engineering,School of Physics and Electronic Information Engineering,Shaanxi University of Technology,Hanzhong 723000,Shaanxi)Tutor: Wang Ting Abstract:Rapid development in the pattern of todays society, an increasing number of products on pipeline and a variety of business occasions need to automaticall

3、y count. Based on SCM products constitute automatic counter has the advantages of intuitive and accurate count, now in a variety of commonly used in industry. This article is designed to counter radio-style method using infrared, interference immunity and high reliability. The STC89C51 microcontroller chip design applications as a core, 4 LED digital tube, the use of infrared LM393 chip count, and add the alarm function. This implementation method has the advantage of simple circuit, reliable, r

4、eal-time, simple operation, easy programming and so on.The design of the guiding idea is to use infrared emission infrared LED, infrared receiver to receive the infrared, and enlarge, forming high commutation signal. When persons or block infrared light, the receiver does not receive infrared control signals, the amplifier the output low, while the level control signal into the microcontroller counts, and by decoding the digital display drive circuit values. This will be the number of persons or

5、 things to statistics. Keywords:infrared shooting tube; LM393 ; LED digital tube；STC89C51II目录第 1 章 绪论11.1 课题研究的背景及意义11.2红外自动计数器国内外研究现状11.3 研究主要成果及发展趋势1第 2 章 红外自动计数器总体设计42.1系统总体方案设计42.2 主控芯片简介6第 3 章 红外自动计数器的硬件设计83.1单片机最小系统的设计83.2 红外线检测部分113.3计数显示电路15第 4 章 红外自动计数器的软件设计174.1 Keil C51开发系统174.2系统软件设计流程图184.3 程序18第 5 章 系统调试215.1 系统的硬件调试215.2 软件调试21总 结22致谢23参考文献24附录A 外文翻译25附录B 仿真32附录C 实物图33IV第 1 章 绪论1.1 课题研究的背景及意义 当今社会飞速发展，厂家进行产品生产作业时基本采用流水线技术，流水线上的产品如何进行实时、有效、精确的自动计数便成为了大家关注的问题。传统的电子式或机械式计数器有着一些缺陷，如较多

6、的元器件数量, 较复杂的电路 ,有较高的故障率,维修难度较大。而且预定数值设置时不太方便,过于单一的功能且不易更改,适用范围较窄。而基于单片机为核心控制的计数器有着能够实时，精确，可靠，稳定等计数优点已成为广大厂家的首选自动计数的装置。电子计数器到目前为止已有30多年的发展史。早期，设计师们追求的目标主要是扩展计数范围，再加上提高计数精度、稳定度等，这些也是人们衡量电子计数器的技术水平，决定电子计数器价格高低的主要依据.目前这些基本技术日臻完善，成熟.应用现代技术可以轻松地将电子计数器的计数上限扩展到无限大。当今，单片微型计算机技术迅速发展，基于单片机技术开发的计数设备和产品广泛应用到各个领域，单片机技术产品和设备促进了生产技术水平的提高.企业迫切需要大量熟练掌握单片机技术并能开发、应用和维护管理这些智能化产品的高级工程技术人才.单片机以体积小、功能强、可靠性高、性能价格比高等特点，已成为实现工业生产技术进步和开发机电一体化和智能化测控产品的重要手段。已经实现或者部分实现，但要真正完美的实现这些目标，对于设计者来说，还有许多工作要做，而不是表面看来似乎发展到头了.电子计数器是一种多功能

7、的电子测量仪器。它利用电子学的方法测出一定时间内输入的脉冲数目，并将结果以数字形式显示出来。1.2红外自动计数器国内外研究现状计数器是工业生产流水线上重要的组成部分，其实时的、有效率的、精确的自动计数在很大程度上解决了工业生产的问题决定了生产效率成为广大厂家的首选自动计数的装置。但计数器种类繁多，如何选择一个方便有多功能的计数器成了广大厂家非常关心的核心老问题，如何让计数器超越简单的技术功能，成为生产流水线上的一把利器？而基于单片机的红外线计数器能够满足广大厂家的要求，它拥有实时，精确，可靠，稳定等技术有点而且体积小、功能强、可靠性高、性能价格比高等特点11。利用单片机做红外线电子计数器能够使产品的稳定性、实时性、功能和性价比得到大幅的提高。早期的单片机都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031，因为简单可靠而性能不错获得了很大的好评。此后在8031上发展出了MCS51系列单片机系统单片机比专用处理器更适合应用于嵌入式系统，因此它得到了最多的应用。事实上单片机是世界上数量最多的计算机。现代人类生活中所用的几乎每件电子和机械产品中都会集成有单片机。如今的产品自动计数器大多采用非

8、接触式的计数触发方式。早已开发出了多种型号的专用检测芯片.而利用AT89C2051为控制单元、辅以多种外围硬件搭配而成的计数装置已成为现在自动计数应用领域的潮流。而如何提高自动计数器的实时性，抗干扰能力、稳定性是现在国内外自动计数生产厂家研究的主要课题.产品自动计数器主要用于工厂的流水线上，往往是处于高温，高噪声等极度恶劣的环境当中.而MCS-51系列单片机构成的产品自动计数器在这种环境中工作时往往会出现误动作（单片机程序跑飞）或死机（程序进入死循环）.这也是基于单片机构成的产品自动计数器存在的致命问题。1.3 研究主要成果及发展趋势1.3.1研究主要成果通过查阅相关德文献期刊书籍，对对红外线德一些研究成果如下： 在作者王送德，朱小龙的对射式红外线计数器的设计文章中把红外线发射、接收模块作计数传感器代替了传统的光电传感器、红外线传感器。经作者实际应用验证，该方法在数据采集这方面它的抗干扰能力强，且在该设计中还使用了加密、解码技术，故工作稳定，计数准确，但是该实验是采用对射式的，所以发射管和接受管的方向一定要对正，这在现实中可能会造成不必要的麻烦1。 在作者谢洪的用单片机控制红外编码探测

9、障碍物文章中采用由单片机控制发射一定意义的红外编码脉冲串，同时，单片机接收该脉冲串。如果接受到的信号和发射的信号基本一致，才判断为有障碍物的存在。经作者实际应用验证，这种方法能够较强的降低虚警率，具有较强的抗干扰性。作者在该文章中提到了3种编码的方案：（1）发送较短的编码串(1016位)，判断时间约610 ms。在接收过程中，不能有一位的误码，否则被判断为干扰，就要等待再次进行障碍检测。在检测过程中使用这种方案，不能出现干扰。（2）当大于16位的编码串被发送时(1632位)，有约1020 ms的判断时间。对接收“o”和“1”的编码误码统计，想要有效提高抗干扰能力，其中可以根据应用场合的需要，存在12位“o”的误码和13位“1”的误码。（3）发送大于32位编码串，判断时间20 ms。根据实际情况来分析接收的编码，以判断障碍的存在。且这三种方案都在该实验中得到验证4。在作者王松德，梁会琴，王丹的红外线计数器的设计与制作文章中采用一体化红外线传感器TX05D，由于TX05D使用了调制技术和采用带补偿的抗干扰器件，在一定程度上解决了抗干扰问题，使白天黑夜的灵敏度基本保持一致。使用十进制计数在计数部分。实现

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