光电计数器
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四、硬件系统说明与电路原理图
4.1 单片机系统电路
单片机电路主要由单片机、振荡电路和复位电路构成。由于AT89C51内部集成了12MHz的振荡电路，所以系统外部未加。单片机电路图如图所示。
AT89C51单片机的P0口用于输出显示器段码。P1口的P1.0～P1.5用于6个LED的亮与灭。此芯片是ATMEL公司一款低功耗，高性能的CMOS 8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器，使该公司高密度非易失性存储器制造，与MCS-51兼容。
六、软件流程图
七、心得体会
通过这次光电计数器的设计，使我对单片机系统有了更深的了解。本设计只是一个简单的光电计数器，还可以有很多的附加功能。这次实验不仅使我对单片机的认识有了加深，也提高了自己的动手能力。我意识到实践的重要性，同时也学到了很多书本上学不到的知识。
这次实验中我也遇到了不少问题，最主要的还是如何检测脉冲并显示出来，通过网上资料的查阅与课本的知识我意识到可以通过中断实现，计数器可以计数，外部中断可以检测键值。我采用的是C语言，通过数组查表的方式是数码管输出数值。而且数码管高三位用来储存计满256的次数，简化了计算的过程，并且通过4键可以直接显示计数总值，根本不用计算，非常方便。不过我的计数器也有一些问题，比如防抖动这方面没有采取什么措施，这是最大的问题。可以采取时间延时，躲过抖动期。
课程设计
光电计数器
陈耀
2012211553
12级通信工程二班
指导老师王琼
2015年7月18日
一、课题概述
在许多实际生产过程中都要对事件进行计数，例如，通过传送带上的货物，生产流水线上的产品数量等均要进行自动计数，可见计数器在工业控制中有着广泛的应用。传统的数字计数器都是用中小规模数字集成电路构成的，不但电路复杂，成本高，功能修改也不易。用单片机制作的计数器可以克服传统数字电路计数器的局限，有着广阔的应用前景。
二、 课程设计任务与要求
2.1课程设计任务
用单片机作为主控单元加上一个红外LED发光管，一个复合型光电晶体管，两个施密特触发器等元件构成光电计数器系统。
2.2要求
2.2.1 基本设计要求
上电显示初始值000000，计数上限为999999，可以复位，当光电开关检测到障碍物即挡住光电对管时计数一次，并且利用键盘控制计数器的开关及清零功能。
（1）首先从P0口输出共阳极字符的段码；
（2）然后从位选输出低电平。
4.3 光电门电路
当物体通过光电门时光被挡住，计时器开始计时，当物体离开时停止计时，光电门是由一个小的聚光灯泡和一个光敏管组成的，聚光灯泡对准光敏管，光敏管前面有一个小孔可以接收光的照射。光敏门与计时仪是按以下方式连接的。即当两个光电门的任一个被挡住时，计时仪开始计时；当两个光电门中任一个被再次挡光时，计时终止。计时仪显示的是两次挡光之间的时间间隔。
百度文库2.2.2 发挥设计要求
我在基本要求的基础上增加了两个功能：一个是通过键盘使计数值加一；二是通过键盘控制使数码管显示计数总值及恢复。
三、设计方案
3.1 方案论证
根据上述功能介绍，光电计数系统可以分光电对管信号输入、显示和控制指示3大功能，因此可以光电对管模块、显示模块、单片机模块。
T0作为计数器，方式为方式二，计数初值设为0，计数值为256。LED数码管低三位显示计数值0~256，高三位显示高位计数值，低三位计满256时，高三位进一。T1作为定时器，定时初值设为3CB0H，定时值为50ms，定时次数为10，计满0.5s时，显示当前计数值。INT1作为外部中断，检测到键值为0时，清零当前计数值；键值为1时，暂停计数；键值为2时，继续计数；键值为3时，计数值加1；键值为4时，显示计数总值=256*高位计数值+T1计数值；键值为5时，恢复正常显示。
·具有可编程的3级程序锁定定位；
AT89C51的工作电源电压为5（1±0.2）V且典型值为5V,最高工作频率为24MHz。
4.2 键盘输入电路及数码管LED显示当前键入数字电路
键盘是计算机最常用的输入设备，是实现人机对话的纽带。按其结构形式可分为非编码键盘和编码键盘。
编码键盘采用硬件方法产生键码。每按下一个键，键盘能自动生成键盘代码，键数较多，且具有去抖动功能。这种键盘使用方便，但硬件较复杂，PC机所用键盘即为编码键盘。非编码键盘仅提供按键开关工作状态，其键码由软件确定，这种键盘键数较少，硬件简单，广泛应用于各种单片机应用系统，本次试验使用的就是非编码键盘。
五、软件模块功能及软件控制方法
软件主要分为四个部分：第一个部分是初始化和主程序对各变量的命名，赋值及调用函数。调用的函数主要是三个中断程序。第二个部分是外部中断，用来检测键值及判断键值意义，具体键值对应的功能我已在方案论证中说明。第三个部分是计数器T1中断，主要用来记录数值并且判断是否计满进位。第四个部分是50ms定时器中断程序，每隔0.5s检测当前计数值并且调用显示函数依据当前键值显示计数值。
显示电路由6个共阳极数码管构成。软件编程时采用动态显示方法，数码管其实是由发光二极管组成，有共阴极和共阳极之分，对于共阳极来说，一位数码管由8个二极管组成，他们的阳极接在一起接+5v电源，而各个阴极与某个端口，如p1的8个引脚相连，当某个引脚输出低电平的时候数码管对应的二极管亮。
软件编程时，按照下面的步骤显示字符：
AT89C51单片机的主要工作特性：
·内含4KB的FLASH存储器，擦写次数1000次；
·内含28字节的RAM；
·具有32根可编程I/O线；
·具有2个16位可编程定时器；
·具有6个中断源、5个中断矢量、2级优先权的中断结构；
·具有1个全双工的可编程串行通信接口；
·具有一个数据指针DPTR;
·两种低功耗工作模式，即空闲模式和掉电模式；
3.2 设计原理
1、系统利用红外LED发光管作为光源，光敏三极管接受计数脉冲，当光敏三极管未受到光照时，使光电管截止，其集电极输出高电平，光敏三极管受到光照时，使光电管导通，集电极变为低电平，如此便在光敏三极管的集电极产生一个负脉冲。若将此脉冲接在单片机定时器/计数器的输入端，便可以进行光电计数。
2、光电计数器的计数值通过单片机扩展的电路在LED显示器上显示出来。
4.1 单片机系统电路
单片机电路主要由单片机、振荡电路和复位电路构成。由于AT89C51内部集成了12MHz的振荡电路，所以系统外部未加。单片机电路图如图所示。
AT89C51单片机的P0口用于输出显示器段码。P1口的P1.0～P1.5用于6个LED的亮与灭。此芯片是ATMEL公司一款低功耗，高性能的CMOS 8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器，使该公司高密度非易失性存储器制造，与MCS-51兼容。
六、软件流程图
七、心得体会
通过这次光电计数器的设计，使我对单片机系统有了更深的了解。本设计只是一个简单的光电计数器，还可以有很多的附加功能。这次实验不仅使我对单片机的认识有了加深，也提高了自己的动手能力。我意识到实践的重要性，同时也学到了很多书本上学不到的知识。
这次实验中我也遇到了不少问题，最主要的还是如何检测脉冲并显示出来，通过网上资料的查阅与课本的知识我意识到可以通过中断实现，计数器可以计数，外部中断可以检测键值。我采用的是C语言，通过数组查表的方式是数码管输出数值。而且数码管高三位用来储存计满256的次数，简化了计算的过程，并且通过4键可以直接显示计数总值，根本不用计算，非常方便。不过我的计数器也有一些问题，比如防抖动这方面没有采取什么措施，这是最大的问题。可以采取时间延时，躲过抖动期。
课程设计
光电计数器
陈耀
2012211553
12级通信工程二班
指导老师王琼
2015年7月18日
一、课题概述
在许多实际生产过程中都要对事件进行计数，例如，通过传送带上的货物，生产流水线上的产品数量等均要进行自动计数，可见计数器在工业控制中有着广泛的应用。传统的数字计数器都是用中小规模数字集成电路构成的，不但电路复杂，成本高，功能修改也不易。用单片机制作的计数器可以克服传统数字电路计数器的局限，有着广阔的应用前景。
二、 课程设计任务与要求
2.1课程设计任务
用单片机作为主控单元加上一个红外LED发光管，一个复合型光电晶体管，两个施密特触发器等元件构成光电计数器系统。
2.2要求
2.2.1 基本设计要求
上电显示初始值000000，计数上限为999999，可以复位，当光电开关检测到障碍物即挡住光电对管时计数一次，并且利用键盘控制计数器的开关及清零功能。
（1）首先从P0口输出共阳极字符的段码；
（2）然后从位选输出低电平。
4.3 光电门电路
当物体通过光电门时光被挡住，计时器开始计时，当物体离开时停止计时，光电门是由一个小的聚光灯泡和一个光敏管组成的，聚光灯泡对准光敏管，光敏管前面有一个小孔可以接收光的照射。光敏门与计时仪是按以下方式连接的。即当两个光电门的任一个被挡住时，计时仪开始计时；当两个光电门中任一个被再次挡光时，计时终止。计时仪显示的是两次挡光之间的时间间隔。
百度文库2.2.2 发挥设计要求
我在基本要求的基础上增加了两个功能：一个是通过键盘使计数值加一；二是通过键盘控制使数码管显示计数总值及恢复。
三、设计方案
3.1 方案论证
根据上述功能介绍，光电计数系统可以分光电对管信号输入、显示和控制指示3大功能，因此可以光电对管模块、显示模块、单片机模块。
T0作为计数器，方式为方式二，计数初值设为0，计数值为256。LED数码管低三位显示计数值0~256，高三位显示高位计数值，低三位计满256时，高三位进一。T1作为定时器，定时初值设为3CB0H，定时值为50ms，定时次数为10，计满0.5s时，显示当前计数值。INT1作为外部中断，检测到键值为0时，清零当前计数值；键值为1时，暂停计数；键值为2时，继续计数；键值为3时，计数值加1；键值为4时，显示计数总值=256*高位计数值+T1计数值；键值为5时，恢复正常显示。
·具有可编程的3级程序锁定定位；
AT89C51的工作电源电压为5（1±0.2）V且典型值为5V,最高工作频率为24MHz。
4.2 键盘输入电路及数码管LED显示当前键入数字电路
键盘是计算机最常用的输入设备，是实现人机对话的纽带。按其结构形式可分为非编码键盘和编码键盘。
编码键盘采用硬件方法产生键码。每按下一个键，键盘能自动生成键盘代码，键数较多，且具有去抖动功能。这种键盘使用方便，但硬件较复杂，PC机所用键盘即为编码键盘。非编码键盘仅提供按键开关工作状态，其键码由软件确定，这种键盘键数较少，硬件简单，广泛应用于各种单片机应用系统，本次试验使用的就是非编码键盘。
五、软件模块功能及软件控制方法
软件主要分为四个部分：第一个部分是初始化和主程序对各变量的命名，赋值及调用函数。调用的函数主要是三个中断程序。第二个部分是外部中断，用来检测键值及判断键值意义，具体键值对应的功能我已在方案论证中说明。第三个部分是计数器T1中断，主要用来记录数值并且判断是否计满进位。第四个部分是50ms定时器中断程序，每隔0.5s检测当前计数值并且调用显示函数依据当前键值显示计数值。
显示电路由6个共阳极数码管构成。软件编程时采用动态显示方法，数码管其实是由发光二极管组成，有共阴极和共阳极之分，对于共阳极来说，一位数码管由8个二极管组成，他们的阳极接在一起接+5v电源，而各个阴极与某个端口，如p1的8个引脚相连，当某个引脚输出低电平的时候数码管对应的二极管亮。
软件编程时，按照下面的步骤显示字符：
AT89C51单片机的主要工作特性：
·内含4KB的FLASH存储器，擦写次数1000次；
·内含28字节的RAM；
·具有32根可编程I/O线；
·具有2个16位可编程定时器；
·具有6个中断源、5个中断矢量、2级优先权的中断结构；
·具有1个全双工的可编程串行通信接口；
·具有一个数据指针DPTR;
·两种低功耗工作模式，即空闲模式和掉电模式；
3.2 设计原理
1、系统利用红外LED发光管作为光源，光敏三极管接受计数脉冲，当光敏三极管未受到光照时，使光电管截止，其集电极输出高电平，光敏三极管受到光照时，使光电管导通，集电极变为低电平，如此便在光敏三极管的集电极产生一个负脉冲。若将此脉冲接在单片机定时器/计数器的输入端，便可以进行光电计数。
2、光电计数器的计数值通过单片机扩展的电路在LED显示器上显示出来。