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1、 毕业设计（论文）毕业设计（论文） 基于基于 5151 单片机的流水线单片机的流水线 产品计数器设计产品计数器设计 班班 级级: : 学学 号号: : 姓姓 名名: : 专专 业业: : 应用电子技术应用电子技术 指导老师指导老师: : 老师老师 二零一二年六月十日二零一二年六月十日 摘摘 要要 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
2、处理后，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，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 AbstractAbstract Th
3、is 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 reflecting photoelectric sensor, the infrared light tube and photoelectric receiving tube adjacent p
4、ut, 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 the voltage signal through the amplifier and processing, form count pulse, the input to STC89c52 SC
5、M 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, and using LED digital display tube, can be used in many industries, to meet the modern production,
6、 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 components of the sensor, photoelectric detection method has high accuracy, application, the advantag
7、es 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:Keywords: counter; Photoelectric sensor; microcomputer; LED digital tube 目目 录录 摘摘 要要 . II ABSTRACTA
8、BSTRACT . III 第第 1 1 章章 绪绪 论论 . 1 1.11.1、本论文的背景和意义、本论文的背景和意义 . 1 1.21.2、主要方法和研究进展、主要方法和研究进展 . 1 1.31.3、主要内容、主要内容 . 1 1.41.4、结构安排、结构安排 . 1 第第 2 2 章章 整体设计方案整体设计方案 . 2 2.12.1、设计方案选择、设计方案选择 . 2 2.22.2、设计方框图、设计方框图 . 2 第第 3 3 章章 硬件设计及功能硬件设计及功能 . 3 3.13.1、基本介绍、基本介绍 . 3 3.23.2、AT89C52AT89C52 引脚功能引脚功能 . 4 3.
9、33.3、STC89STC89C C5252 系统结构图系统结构图 . 5 3.43.4、STC89STC89C C5252 的复位与时钟的复位与时钟 . 6 3.53.5、STC89STC89C C5252 单片机的基本工作电路单片机的基本工作电路 . 6 3.63.6、本次设计的部分电路、本次设计的部分电路 . 7 3.73.7、74HC57374HC573 芯片芯片 . 7 3.83.8、显示电路、显示电路 . 8 第第 4 4 章章 软件设计软件设计 . 10 4.14.1、PROTEUS软件软件 . 10 4.24.2、KEIL C51 软件软件 . 10 4.34.3、软件设计流程
10、图：、软件设计流程图： . 11 致致 谢谢 . 11 结结 论论 . 13 参考文献参考文献 . 14 附附 录录 1 电气原理图电气原理图 . 15 附附 录录 2 PCB2 PCB 图与图与 3D3D 视图视图 . 16 附录附录 3 3 源程序源程序 . 17 附录附录 4 4 仿真效果图仿真效果图 . 19 第第 1 1 章章 绪绪 论论 1.11.1、本论文的背景和意义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，
11、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、石油、化工、发电、机床、仪表、自动化控制等行业。 1.21.2、主要方法和研究进展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
12、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。 1.31.3、主要内容主要内容 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。 1.41.4、结构安排结构安排 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的程序及代码。 第第 2 2 章章 整体设计方案整体设计方案
13、 2 2.1.1、设计方案选择设计方案选择 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 INT0 引脚的外部输入信号的时间间隔测量。且
14、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. .2 2、设计方框图设计方框图 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 第第 3 3 章章 硬件设计硬件设计及功能及功能 3 3. .1 1、基本介绍基本介绍 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
15、技术生产，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 UART 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
16、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。 3 3. .2 2、AT89C52AT89C52 引脚功能引脚功能 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）
