红外线自动计数器

红外线自动计数器设计

一.设计方案的选择

1、单片机的论证与选择

方案一:选择普通8051内核的ST89C51单片机,此单片机价格便宜,满足本设计要求,但已经停产故不宜选择。

方案二:选择加强型8051内核的STC89C2单片机,此单片机价格便宜,功能强大,完全满足本设计要求。

方案三:采用飞思卡尔公司生产的MC9S12XS128单片机,此单片机具有8路PWM,16路AD采集通道,2个UART,2个硬件SPI,具有背景调试功能,方便实时查瞧程序中全局变量的值,具有80个引脚,硬件资源相当丰富。但其价格相对较高。

综合以上三种方案,为了方便控制,节约成本,故我们选择方案二。

2、显示器件的选择

方案一:两位一体共阳数码管显示,数码管功耗低,价格便宜,显示清晰,完全符合本设计要求。

方案二:采用液晶屏1602显示,1602液晶也叫1602字符型液晶它就是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块它有若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成,每个点阵字符位都可以显示一个字符。不过占用IO多,体积大,价格贵。

综合以上二种方案,为了减少硬件资源,节约成本,故我们选择方案一。

二.硬件设计

1、硬件总方案确定

依据检测原理与设计思想经过细致比较研究得到如下总体设计方案:

2、 LED指示灯

它就是半导体二极管的一种,可以把电能转化成光能;常简写为LED。发光二极管与普通二极管一样就是由一个PN结组成,也具有单向导电性。当给发光二极管加上正向电压后,从P区注入到N区的空穴与由N区注入到P区的电子,在PN结附近数微米内分别与N区的电子与P区的空穴复合,产生自发辐射的荧光。不同的半导体材料中电子与空穴所处的能量状态不同。当电子与空穴复合时释放出的能量多少不同,释放出的能量越多,则发出的光的波长越短。常用的就是发红光、绿光或黄光的二极管。发光二极管的反向击穿电压约5伏。它的正向伏安特性曲线很陡,使用时必须串联限流电阻以控制通过管子的电流。

3、三极管

半导体三极管又称“晶体三极管”或“晶体管”。在半导体锗或硅的单晶上制备两个能相互影响的PN结,组成一个PNP(或NPN)结构。中间的N区(或P区)叫基区,两边的区域叫发射区与集电区,这三部分各有一条电极引线,分别叫基极B、发射极E与集电极C,就是能起放大、振荡或开关等作用的半导体电子器件。在本设计中选择了PNP 三极管用来驱动蜂鸣器个双位数码管。

4、双位数码管

显示的种类很多,从液晶显示、发光二极管显示到CRT显示器等,都可以与微机连接。其中单片机应用系统最常用的显示就是发光二极管数码显示器(简称LED显示器)。液晶显示器简LCD。LED显示器价廉,配置灵活,与单片接口方便,LCD可显示图形,但接口较复杂成本也较高。

该电路使用双位7段LED构成字型“8”,另外还有一个发光二极管显示符号及小

数点。这种显示器分共阳极与共阴极两种。这里采用共阳极LED 显示块的发光二极管阳极共接,如下图左所示,当某个发光二极管的阴极为低电平时,该发光二极管亮。它的管脚配置如下图右所示。

实际上要显示各种数字与字符,只需在各段二极管的阴极上加不同的电平,就可以得到不同的代码。这些用来控制LED 显示的不同电平代码称为字段码(也称段选码)。如下表为七段LED 的段选码。

下表为七段LED 的段选码

显示字符 共阳极段选码 dp gfedcba

显示字符 共阳极段选码

dp gfedcba 0 C0H A 88H 1 F9H B 83H 2 A4H C C6H 3 B0H D A1H 4 99H E 86H 5 92H F 8EH 6 82H P 8CH 7 F8H y 91H 8 80H 8 00H 9

90H

“灭”

FFH

本系统显示电路采用简单实用两位一体共阳数码管,位码用三极管驱动。

5、 STC89C52系统单片机

图左 图右

VCC

STC89C52 单片机就是深圳宏晶科技有限公司生产的一种单片机,STC89C52就是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有 8K 在系统可编程Flash 存储器。在单芯片上,拥有灵巧的8 位CPU 与在系统可编程Flash,使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。

STC89C52就是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有8K 在系统可编程Flash 存储器。在单芯片上,拥有灵巧的8 位CPU 与在系统可编程Flash,使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。具有以下标准功能: 8k字节Flash,512字节RAM, 32 位I/O 口线,瞧门狗定时器,内置4KB EEPROM,MAX810复位电路,三个16 位定时器/计数器,一个6向量2级中断结构,全双工串行口。另外STC89X52 可降至0Hz 静态逻辑操作,支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下,CPU 停止工作,允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下,RAM内容被保存,振荡器被冻结,单片机一切工作停止,直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35Mhz,6T/12T可选。

6、蜂鸣器播报

蜂鸣器采用三极管放大,单片机IO口控制,通过高低电平触发使其工作。每当检测有人进出时,播放一段优美的音乐,人性化的旋律。

7、单片机复位电路

单片机复位后的状态:

单片机的复位操作使单片机进入初始化状态,其中包括使程序计数器PC＝0000H,这表明程序从0000H地址单元开始执行。单片机冷启动后,片内RAM为随机值,运行中

的复位操作不改变片内RAM区中的内容,21个特殊功能寄存器复位后的状态为确定值,见下表。

值得指出的就是,记住一些特殊功能寄存器复位后的主要状态,对于了解单片机的初态,减少应用程序中的韧始化部分就是十分必要的。

说明:表中符号*为随机状态;

A＝00H,表明累加器已被清零;

PSW＝00H,表明选寄存器0组为工作寄存器组;

SP＝07H,表明堆栈指针指向片内RAM 07H字节单元,根据堆栈操作的先加后压法则,第一个被压入的内容写入到08H单元中;

Po-P3＝FFH,表明已向各端口线写入1,此时,各端口既可用于输入又可用于输出;

IP＝×××00000B,表明各个中断源处于低优先级;

IE＝0××00000B,表明各个中断均被关断;

51单片机在系统复位时,将其内部的一些重要寄存器设置为特定的值,(在特殊寄存器介绍时再做详细说明)至于内部RAM内部的数据则不变。

系统复位就是任何微机系统执行的第一步,使整个控制芯片回到默认的硬件状态下。51单片机的复位就是由RESET引脚来控制的,此引脚与高电平相接超过24个振荡周期后,51单片机即进入芯片内部复位状态,而且一直在此状态下等待,直到RESET引脚转为低电平后,才检查EA引脚就是高电平或低电平,若为高电平则执行芯片内部的程序代码,若为低电平便会执行外部程序。

9、数码管显示电路