自动工件检测计数器)

成绩评定：

传感器技术

课程设计

题目自动工件检验计数传感器

摘要

设计了一套适用于工件检测计数的自动计数仪控制系统。该系统使用光电耦合器传感器作为检测元件，当有工件通过时光电耦合器，传感器接收端产生相应的脉冲信号，通过对脉冲信号进行计数，实现对工件的自动计数。对控制系统的硬件电路和软件控制流程作了详细介绍并进行了样机验证，结果表明，该系统能对工件进行快速、准确地检测计数。

关键词：控制电路数据采集电路单片机光电耦合器

目录

一、设计目的-------------------------- 4

二、设计任务与要求---------------------- 4

2.1设计任务--------------------------- 4

2.2设计要求--------------------------- 4

三、设计步骤及原理分析----------------------- 5

3.1设计方法--------------------------- 5 3.2设计步骤--------------------------- 5

3.3设计原理分析----------------------- 13

四、课程设计小结与体会 ----------------- 21

五、参考文献-------------------------- 22

一、设计目的

1、了解自动工件检验计数器的基本知识以及相关电工电子学、单片机、传感器等技术，通过设计加深对电子电路方面知识的理解；

2、能够熟悉传感器的检测以及应用电路，加深对于光电元件的了解，学会应用光电元件进行实际检测和应用。

二、设计任务与要求

2.1 设计任务

针对工厂工件数量庞大人工计件与检测过于繁杂，且容易出现错误计数等弊端，设计并实现一个自动检测计数器辅助生产。

2.2 设计要求

1、利用光电元件设计自动工件检验计数器；

2、通过该传感器可以给自动生产线上的工件产品自动贴商品标签，同时对贴好标签的工件产品自动计数。

3、画出你所设计的自动工件检验计数器的电路原理图并予以说明；

4、给出你所选择的元件明细表；简要说明你所设计的传感器的测量特点；

5、要有相应的控制算法（软件流程图）。

三、设计步骤及原理分析

3.1设计方法

光耦合器是把发光器件和光敏器件同时封装在一个外壳内，以光为媒介把输入端的电信号耦合到输出端的一种器件。电路光控电路，放置在流水线旁。当有产品通过光电门时，都会先触发光控电路，而计数系统是利用AT89C2051定时／计数器来工作的。当有物体通过时将信号挡住，会遮断红外信号，红外接收器接收不到信号。每次遮断电压信号通过电压比较器产生高电压通过电压比较器和非门使AT89C2052单片机的P3．2产生低电平，经内部程序运算后进行加法处理，其结果通过六个LED 数码管显示出来AT89C2052单片机的P 口分时输出数据(段选码)，用于点亮六个数码管，AT89C2051单片机的P0.0、P0.1、P0.2、P0.3，P0.4,P0.5,P0.6,P0.7则选通A,B,C,D,E,F,G,DP.根据光控电路产生触发脉冲令计数器进行加计数，要求计数器的最大计数容量是99个，并用数码管显示数字。

整个光电计数器系统是由光电传感电路、运算放大电路、AT89S51单片机系统电路、显示计数电路、报警电路五个部分组成的，如图

2-1所示。光电传感电路把被计数的物体的变化转换成电信号，由显示计数电路计数，再由数码显示管显示，当传感器长时间无反应时，报警电路发出报警。

设计框图

图1

3.2设计步骤

3.2.1 传感器

光电耦合器是以光为媒介传输电信号的一种电一光一电转换器件，它由发光源和受光器两部分组成。为了能准确地远距离地感应到产品经过光电门，就必须选择敏感性高且稳定的信号感应器件，而光电耦合器满足这个条件。光电耦合器是发光源和受光器件组装在同一密闭的壳体内，彼此间用透明绝缘体隔离。发光源的引脚为输入端，受光器件的引脚为输出端，常见的发光源为发光二极管，受光器为光敏二极管、光敏三极管等，实际电路发光源选用高亮发光管和硅光电池。L1和L2为高亮发电管，BT1和BT2是硅光电池，光电传感器的电路图如图2所示。

图2

其工作原理：

在光电耦合器输入端加电信号使发光源发光，光的强度取决于激励电流的大小，此光照射到封装在一起的受光器上后，因光电效应而产生了光电流，由受光器输出端引出，这样就实现了电一光一电的转换。

3.2.2 数据采集电路

光耦合器可以构成各种逻辑电路，由于光耦合器的抗干扰性能不晶体管好因此，由它构成的逻辑电路更为可靠。下图3所示电路为“与门”逻辑电路，器逻辑表达式为L=AB，图3中两只晶体管串联，只有当输入逻辑电平A=1，B=1时，输出L=1为高电平。即当有工件经过时，工件将发射端的光线遮住A,B两端为低电平，电路此时处于截止状态，输出端的L=0。用输出端的高低电平交替变化代替工件的数量，完成数据的采集工作。

图3 3.2.3 单片机部分设计

将传感器测量电路接入单片机；

图4

3.2.4 计数部分设计

由于光电技术电路需要在数码管上显示通过光电门的产品数量，因此可以在内部存储器空间定义它的显示缓存区，用来暂存数码管显示的当前值。

系统在初始化程序之中，设置外部中断0产生中断标志T0,并初始化值为0。当有外部中产生时，相应的中断置1。

当外部中断0产生中断时，在主程序中扫描T0是否为1。当T0为1时，调用光电计数子程序，将显示暂存变量加1，。每当通过光电门的产品数量达到12时，蜂鸣器响一声，并清零缓存，继续计数。