生产线计数器系统的设计

单片机技术及应用

设计题目：生产线计数器系统的设计

专业班级：机械08-3班

姓名：杨亮亮

学号：3080444913

桂林理工大学机控学院

2011年5月22日

目录

前言............................. 错误！未定义书签。

1 设计要求......................... 错误！未定义书签。

2 设计目的......................... 错误！未定义书签。

3 设计意义......................... 错误！未定义书签。

4 国内外产品计数器的概况............. 错误！未定义书签。

5 总体方案的设计与分析............... 错误！未定义书签。

6 硬件电路......................... 错误！未定义书签。

6.1 AT89S51控制电路.............. 错误！未定义书签。

6.2 整形电路.................... 错误！未定义书签。

7 软件设计......................... 错误！未定义书签。

7.1程序流程图.................... 错误！未定义书签。

4.2主要程序代码.................. 错误！未定义书签。第5章安装与调试................... 错误！未定义书签。第6章制作课题心得 ................. 错误！未定义书签。附录 .. (10)

1. 总原理图 .................... 错误！未定义书签。

2. PCB图....................... 错误！未定义书签。

4．元件清单 (13)

3. 3D效果图.................... 错误！未定义书签。

前言

在工业生产中，产品数量及相关信息的计量是十分重要的。根据本人从各种大小实习的经历来看，一个计数的小误差可能会引起一连串的不必要的矛盾，严重的可能会导致一定经济上的损失。再加上当今社会飞速发展，各大厂家基本都采用流水线技术进行生产作业，而怎么样对其生产线上的产品进行实时的、有效的、精确的自动计数成为广大生产厂家十分关注的问题。传统的计数方法不仅复杂，而且发生故障的几率也较高，维修起来也比较困难。而基于单片机为核心的计数器有着能够实时，准确，可靠，稳定等计数优点，所以本系统主要是以单片机为核心设计的。本系统主要为某手机组装厂生产线而设计。

1、设计要求

使用红外线对手机进行监测，生产线上每一台手机通过一次，都会产生一个脉冲，通过统计脉冲数量来实现一段时间手机数量的统计，其计数值显示在数码管上，并且要求具有清零功能。

2、设计目的

设计此程序主要是为了控制产品装箱生产线，实现自动化的产品计数。从而让生产者对产品生产情况有了具体的了解，与传统的生产计数方式相比，能够让生产者更加清楚的了解单片机的准确，可靠，稳定等计数的优点，从而更合理的调度人力物力资源，节省劳动力，能够在最短的时间内获得更多的经济效益。当然，设计的最终目的就是为了完成老师给我布置的这个作业！

3、设计意义

为了能让学生更深入了解MSC-51单片机各个芯片的应用，在理论知识的基础上加强动手实践能力，创新思维，为毕业后走向工作岗位奠定扎实的基础。

4、国内外产品计数器的概况

随着人类的进步，社会的发展，各种各样的计数器都已开发出来并且大多数应用于我们的生活中。目前来看，我国较国外来说，由于起步比较晚，所以单片

机的技术还是比较落后的。但不管怎么样，根据大致的趋势，产品自动计数器主要应用于各种大小型工厂的生产线上，而这些生产线往往是超负载工作，而且还处于高温高噪声等极其恶劣的环境当中。而51单片机构成的计数器在此种环境中工作有时会出现失误动作或者死机等现象。基于此种现象，各大生产厂家在设计中亟需解决的问题便是在如此恶劣的工作环境中如何提高自动计数器的抗干扰能力以及稳定性等。

5、总体方案的设计与分析

此设计以AT89S51单片机为控制单元, 红外线测速仪采用红外线脉冲发射，用光电二极管探测接收，记录下相应的时间信息，进而计算并显示物体运动的速度。测速仪硬件部分如下：

（光电检测）→（信号转换）→（监控单元）→（数据显示存储单元）

红外发射电路发射红外线，红外接收管接收红外线，在发射级产生正弦电压输出，由于此正弦电压不能作为逻辑门的输入信号，所以必须要有整形放大转换电路将正弦信号转换为方波信号。

6、硬件电路设计

6.1 AT89S51控制电路

图6-1 AT89S51的引脚图

图6-2 AT89S51控制电路图

此控制电路包含复位部分、选择部分、显示部分，并且P3.0口和P3.1口与外围电路直接相连。

6.2 整形电路

a. 555定时器的工作原理

在本次设计中，我们采用NE555定时器来进行整形。555定时器是一种中规模集成电路。它将模拟电路与逻辑功能巧妙地结合在一起，具有结构简单、使用电压范围大、工作速度快、定时精度高、驱动能力强等优点。其在电子工程领域中得到广泛使用。555定时器原理图及引线排列如图6-3所示。

图6-3 555定时器原理图及引线排列图

当输入信号自6脚输入大于2/3VCC时，触发器复位，3脚输出为低电平，放电管T导通；当输入信号自2脚输入并低于1/3VCC时，触发器置位，3脚输出高电平，放电管截止。4脚是复位端，当4脚接入低电平时，则V0=0；正常工作时4接为高电平。5脚为控制端，平时输入2/3Vcc作为比较器的参考电平，当5脚外接一个输入电压，即改变了比较器的参考电平，从而实现对输出的另一种控制。如果不在5脚外加电压通常接0.01μF电容到地，起滤波作用，以消除外来的干扰，确保参考电平的稳定。

b.施密特整形电路

具体电路结构如下所示：将TH(6脚)和/TR(2脚)相连作为信号输入端即可构成施密特触发器

图6-4 555定时器构成的整形电路图