1、 贵州电子信息职业技术学院毕业设计（论文） 第 页 毕业设计（论文）基于 51 单片机的流水线产品计数器设计班 级: 31001 班 学 号: 201062301051 姓 名: 专 业: 应用电子技术 指导老师: 老师 二零一二年六月十日贵州电子信息职业技术学院毕业设计（论文）第 I 页摘 要本系统采用的是以单片机 STC89c52为核心的光电计数器。其工作原理是采用单片机的外部中断 0来进行计数，数据采集部分采用反射式光电传感器，将红外发光管与光电接收管相邻安放，每当物体通过一次，红外光就被物体反射，光电接收管接收一次，光电接收管的输出电压就产生一个变化，这个变化的电压信号通过放大和处理后
2、，形成计数脉冲，输入至 STC89c52单片机的 P3.2口，通过软件控制和硬件控制并用 LED加以显示，便可实现对物体的计数统计。本计数器可将机械或人工计数方式变为电子计数，并且采用 LED数码管显示，可适用于诸多行业，以满足现代生产、生活方式的需求。所 谓 的 光电式传感器是将光信号转化为电信号的一种传感器。光 电 式 传 感 器 是以 光 电 器 件 作 为 转 换 组 件 的 传 感 器 ， 光 电 检 测 方 法 具 有 精 度 高 、 应 用 快 、 非 接 触等 优 点 ， 而 可 测 参 数 多 ， 光 电 传 感 器 的 结 构 简 单 ， 形 式 灵 活 多 变 因 此 ，
3、 光 电 式 传感 器 在 检 测 和 控 制 中 应 用 非 常 广 泛 。关键词：计数器；光电传感器；单片机；LED 数码管贵州电子信息职业技术学院毕业设计（论文）第 II 页AbstractThis system USES is with STC89c52 single chip microcomputer as the core of the photoelectric counter. The working principle of adopting SCM external interruption 0 to count, the data acquisition of the
4、reflecting photoelectric sensor, the infrared light tube and photoelectric receiving tube adjacent put, whenever the object through a, infrared light is object reflective, photoelectric tube receiving a receiving, photoelectric receiving tube is the output voltage of produce a change, the changes of
5、 the voltage signal through the amplifier and processing, form count pulse, the input to STC89c52 SCM P3.2 mouth, through the control software and hardware control and that LED to, can realize the object counting statistics. This counter can or mechanical artificial count way into electronic counted
6、, and using LED digital display tube, can be used in many industries, to meet the modern production, the way of life of demand.The so-called photoelectric sensor is light signals are converted to electrical signals a sensor. Photoelectric sensor is based on photoelectric device as a conversion of co
7、mponents of the sensor, photoelectric detection method has high accuracy, application, the advantages of fast contact, and can be measured parameters, the structure of the photoelectric sensor is simple, flexible in form so, photoelectric sensor in the detection and control is widely used.Keywords:
8、counter; Photoelectric sensor; microcomputer; LED digital tube贵州电子信息职业技术学院毕业设计（论文）第 III 页目 录摘 要 .IABSTRACT.II第 1章 绪 论 .11.1、本论文的背景和意义 .11.2、主要方法和研究进展 .11.3、主要内容 .11.4、结构安排 .1第 2章 整体设计方案 .22.1、设计方案选择 .22.2、设计方框图 .2第 3章 硬件设计及功能 .33.1、基本介绍 .33.2、AT89C52 引脚功能 .43.3、STC89C52 系统结构图 .53.4、STC89C52 的复位与时钟 .
9、63.5、STC89C52 单片机的基本工作电路 .63.6、本次设计的部分电路 .73.7、74HC573 芯片 .73.8、显示电路 .8第 4章 软件设计 .104.1、P ROTEUS 软 件 .104.2、K EIL C51 软 件 .104.3、软件设计流程图： .11致 谢 .11结 论 .13参考文献 .14附 录 1 电气原理图 .15附 录 2 PCB 图与 3D视图 .16附录 3 源程序 .17附录 4 仿真效果图 .19贵州电子信息职业技术学院毕业设计（论文）第 0 页第 1章 绪 论1.1、本论文的背景和意义随着计数器技术的不断发展与进步，计数器的种类越来越多，应用
10、的范围越来越广，随之而来的竞争也越来越激烈。过硬的技术也成为众多生产厂商竞争的焦点之一。厂商为了在竞争中处于不败之地，从而不断地改进技术，增加产品的种类。现在计数器的种类以增加到：电磁计数器、电子计数器、机械计数器（拉动机械计数器、转动机械计数器、按动机械计数器、测长机械计数器） 、液晶计数器等。计数器的应用范围也遍布印刷、纺织、印染、针织、电缆、电讯、军工、轻工、机械、开关、断路器、矿山、实行多班制的纺织行业的织布机、织带机、制线、制带、造纸、制革、薄膜、高压开关电器产品、试验设备，印刷设备、短路器、医疗、纺织、机械、仓库和码头的货运、行人及车辆过往的数量计数、冶金、食品、国防、包装、配料、
11、石油、化工、发电、机床、仪表、自动化控制等行业。1.2、主要方法和研究进展主要方法是通过自己所学的知识来设计的，利用单片机与外围电路来共同达到所要设计的目的，但是该电路还是有很大的升级空间与拓展。1.3、主要内容主要内容有方案的选择与设计，介绍了两款（Keil uVision4软件与 ISIS 7 Professional软件）辅助软件，阐述 AT89C52单片机内部结构及其最小系统的组成，74HC573 锁存器的使用与作用以及 LED数码管的结构与驱动方法等。1.4、结构安排首先阐述了数字计数器在日常生活中的重要性，其次介绍硬件结构及其设计方法与软件的设计流程，最后根据硬件与流程图设计出相应
12、的程序及代码。贵州电子信息职业技术学院毕业设计（论文）第 1 页第 2章 整体设计方案2.1、设计方案选择方案一：采用多种数字逻辑电路来实现逻辑控制、主门、门控、计数单元的设计要求，这样设计的电路整体比较复杂，而且不宜完成发挥部分的功能要求。所以方案一不采用。方案二：可以采用 FPGA来实现逻辑控制、主门、门控、计数单元的设计要求，并且设计方便，但由于对 FPGA的技术原理掌握不够熟练，所以放弃方案二。方案三：系统采用 AT89C52为核心的单片机控制系统，实现原理图中的逻辑控制、主门、门控、计数的设计要求。单片机计数器的方式控制寄存器 TMOD中的 GATE位=1时，可以很方便的进行 INT
13、0引脚的外部输入信号的时间间隔测量。且单片机的控制电路很容易实现扩展，比如语音模块、测温 I2C模块、时钟模块、A/D 模块等。故采用方案三。2.2、设计方框图AT89C52 单片机LED 显示电源电路74HC573驱动复位电路时钟源数据采集电路手动模拟计数按键清零键贵州电子信息职业技术学院毕业设计（论文）第 2 页第 3章 硬件设计及功能3.1、基本介绍AT89C52 是一个低电压，高性能 CMOS 8 位单片机 ，片内含 8k bytes 的可反复擦写的 Flash 只读程序存储器和 256 bytes 的随机存取数据存储器（RAM ） ，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存储技
14、术生产，兼容标准 MCS-51 指令系统，片内置通用 8 位中央处理器和 Flash 存储单元，AT89C52 单片机在电子行业中有着广泛的应用。其引脚排列与 PDIP 封装如下图所示。引脚排列 PDIP 封装主 要 功 能 特 性 :1、 兼 容 MCS51 指 令 系 统 2、 8k 可 反 复 擦 写 (大 于 1000 次 ） Flash ROM； 3、 32 个 双 向 I/O 口 ； 4、 256x8bit 内 部 RAM； 5、 3 个 16 位 可 编 程 定 时 /计 数 器 中 断 ； 6、 时 钟 频 率 0-24MHz； 7、 2 个 串 行 中 断 ， 可 编 程 U
15、ART 串 行 通 道 ； 8、 2 个 外 部 中 断 源 ， 共 8 个 中 断 源 ； 9、 2 个 读 写 中 断 口 线 ， 3 级 加 密 位 ； 10、 低 功 耗 空 闲 和 掉 电 模 式 ， 软 件 设 置 睡 眠 和 唤 醒 功 能 ； 11、有 PDIP、PQFP、TQFP 及 PLCC 等几种封装形式，以适应不同产品的需求。贵州电子信息职业技术学院毕业设计（论文）第 3 页3.2、AT89C52 引脚功能VCC：单片机的供电电压 4V-5.5V,最佳工作电压为 5V。GND：单片机的接地引脚。RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持 RST脚两个机器周期的高电平时
16、间。ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。/PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN 有效。在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN 信号将不出现。/EA / VPP：当/EA 保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH） ，不管是否有内部程序存储器。XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2：来自反向振荡器的输出。P0端口P0.0-P0.7 P0是一个 8位漏极开路型双向 I/O端口，端口置 1（对端口写 1）时作高阻抗输入端。作为输出口时能驱动
17、 8个 TTL。对内部 Flash程序存储器编程时，接收指令字节;校验程序时输出指令字节，要求外接上拉电阻。在访问外部程序和外部数据存储器时，P0 口是分时转换的地址(低 8位)/数据总线，访问期间内部的上拉电阻起作用。P1端口P1.0P1.7 P1是一个带有内部上拉电阻的 8位双向 I/0端口。输出时可驱动 4个 TTL。端口置 1时，内部上拉电阻将端口拉到高电平，作输入用。对内部 Flash程序存储器编程时，接收低 8位地址信息。P2端口P2.0P2.7 P2是一个带有内部上拉电阻的 8位双向 I/0端口。输出时可驱动 4个 TTL。端口置 1时，内部上拉电阻将端口拉到高电平，作输入用。对
18、内部 Flash程序存储器编程时，接收高 8位地址和控制信息。在访问外部程序和 16位外部数据存储器时，P2 口送出高 8位地址。而在访问 8位地址的外部数据存储器时其引脚上的内容在此期间不会改变。P3端口P3.0P3.7 P2是一个带有内部上拉电阻的 8位双向 I/0端口。输出时可驱动 4个 TTL。端口置 1时，内部上拉电阻将端口拉到高电平，作输入用。对内部 Flash程序存储器编程时，接控制信息。除此之外 P3端口还用于一些专门功能，具体如表 1-1所示。贵州电子信息职业技术学院毕业设计（论文）第 4 页P3引脚 兼用功能P3.0 串行通讯输入（RXD）P3.1 串行通讯输出（TXD）P
19、3.2 外部中断 0（ INT0）P3.3 外部中断 1（INT1）P3.4 定时器 0输入(T0)P3.5 定时器 1输入(T1)P3.6 外部数据存储器写选通 WRP3.7 外部数据存储器写选通 RD表 1-1 P3 端口引脚第二功能3.3、STC89c52 系统结构图图 1-1是 MCS-52系列单片机的内部结构示意图。图 1-1贵州电子信息职业技术学院毕业设计（论文）第 5 页3.4、STC89c52 的复位与时钟MCS-52单片机具有两种复位方式，如图 1-2所示。上电复位 手动复位图 1-2MCS-52 单片机时钟信号源连接如图 1-3所示。内部时钟信号源 外部时钟信号源图 1-33.5、STC89c52 单片机的基本工作电路单片机的基本工作电路也称为单片机的最小系统，如图 1-4所示。
