毕业设计论文基于单片机的红外线计数器设计

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1、温州大学瓯江学院WENZHOU UNIVERSITY OUJIANG COLLEGE本科毕业设计论文( 2021届)题 目： 基于单片机的红外计数器设计 专 业： 电子信息工程 班 级： 07电工本一 姓 名： 学 号： 指导教师： 职 称： 副教授 完成日期： 2011年3月15日 摘 要计数器有直观和计数精确的优点，目前已在各种行业中普遍使用。本文所设计的计数器是采用红外对射式方式，抗干扰性好，可靠性高。本设计的指导思想是利用红外发光管发射红外线，红外接收管接收此红外线，并将其放大、整流形成高电平信号.当有人或物挡住红外光时，接收管没有接收到红外信号，放大器将输出低电平，同时将这个电平信号

2、送入单片机进行控制计数，并经译码驱动电路使数码管显示数值。这样就得到要统计的人或物的数量。本设计应用单片机AT89C51芯片作为核心，4位LED数码管，使用LM324芯片实现红外线计数，并且添加了报警功能。这种实现方法的优点是电路简单，性能可靠，实时性好，操作简单，编程容易等。关键词：单片机；红外对射管；LM324；蜂鸣器；LED数码管AbstractRapid development in the pattern of todays society, more and more of the pipeline of products and a variety of business occ

3、asions need to automatically count. Based on SCM products constitute automatic counter has the advantages of intuitive and accurate count, now in a variety of commonly used in industry. This article is designed to counter radio-style method using infrared, interference immunity and high reliability.

4、 The design of the guiding idea is to use infrared emission infrared LED, infrared receiver to receive the infrared, and enlarge, forming high commutation signal. When persons or block infrared light, the receiver does not receive infrared control signals, the amplifier the output low, while the lev

5、el control signal into the microcontroller counts, and by decoding the digital display drive circuit values. This will be the number of persons or things to statistics. The AT89C51 microcontroller chip design applications as a core, 4 LED digital tube, the use of infrared LM324 chip count, and add t

6、he alarm function. This implementation method has the advantage of simple circuit, reliable, real-time, simple operation, easy programming and so on. Key words: SCM; infrared shooting tube; LM324; Buzzer ; LED digital tube目 录1 绪论- 1 -1.1 前言- 1 -1.2 背景与意义- 1 -1.国内外研究的概况- 1 -1.- 2 -1.- 3 -1.3 设计任务- 3

7、-2 红外线计数器总体设计方案- 5 -2.1 系统总体方案设计- 5 -2.2 主控芯片简介- 7 -2.2.1 单片机的开展及趋势- 7 -2.2.2 51系列单片机的主要特点- 8 -3 红外线计数器硬件设计- 10 -3.1单片机最小系统的设计- 10 -3.2 红外线检测局部- 11 -3.2.1红外线发射电路- 11 -3.2.2红外线接收电路- 12 -3.3 计数显示电路- 13 -3.4 蜂鸣器报警电路- 13 -4 红外线计数器软件设计- 16 -4.1 主程序设计- 16 -4.2 子程序设计- 16 -4.2.1 LED显示程序设计- 16 -4.2.2 蜂鸣器报警程序

8、设计- 17 -5 系统调试- 18 -系统的硬件调试- 18 -5.2 软件调试- 18 -6 结论- 19 -致谢- 20 -参考文献- 21 -附录 原理图- 22 -附录 元器件清单- 23 -附录 源程序清单- 24 -1 绪论前言在当今社会飞速开展的格局下，厂家根本采用流水线技术进行产品生产作业，而怎样对其线上的产品进行实时的、有效率的、精确的自动计数成为广阔生产厂家十分关注的问题。传统的机械式或电子式计数器(主要是用数字电路集成组件组成)电路比拟复杂,元器件数量较多,故障率较高,维修比拟困难,而且设置预定数值不太方便,功能不易更改且功能过于单一,适用范围较窄。而基于单片机为核心控

9、制的计数器有着能够实时，精确，可靠，稳定等计数优点已成为广阔厂家的首选自动计数的装置。 背景与意义 电子计数器到目前为止已有30多年的开展史。早期，设计师们追求的目标主要是扩展计数范围，再加上提高计数精度、稳定度等，这些也是人们衡量电子计数器的技术水平，决定电子计数器价格上下的主要依据.目前这些根本技术日臻完善，成熟.应用现代技术可以轻松地将电子计数器的计数上限扩展到无限大。当今，单片微型计算机技术迅速开展，基于单片机技术开发的计数设备和产品广泛应用到各个领域，单片机技术产品和设备促进了生产技术水平的提高.企业迫切需要大量熟练掌握单片机技术并能开发、应用和维护管理这些智能化产品的高级工程技术人

10、才.单片机以体积小、功能强、可靠性高、性能价格比高等特点，已成为实现工业生产技术进步和开发机电一体化和智能化测控产品的重要手段。已经实现或者局部实现，但要真正完美的实现这些目标，对于设计者来说，还有许多工作要做，而不是外表看来似乎开展到头了.电子计数器是一种多功能的电子测量仪器。它利用电子学的方法测出一定时间内输入的脉冲数目，并将结果以数字形式显示出来。1. 国内外研究的概况计数器是工业生产流水线上重要的组成局部，其实时的、有效率的、精确的自动计数在很大程度上解决了工业生产的问题决定了生产效率成为广阔厂家的首选自动计数的装置。但计数器种类繁多，如何选择一个方便有多功能的计数器成了广阔厂家非常关

11、心的核心老问题，如何让计数器超越简单的技术功能，成为生产流水线上的一把利器？而基于单片机的红外线计数器能够满足广阔厂家的要求，它拥有实时，精确，可靠，稳定等技术有点而且体积小、功能强、可靠性高、性能价格比高等特点11。利用单片机做红外线电子计数器能够使产品的稳定性、实时性、功能和性价比得到大幅的提高。早期的单片机都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031，因为简单可靠而性能不错获得了很大的好评。此后在8031上开展出了MCS51系列单片机系统单片机比专用处理器更适合应用于嵌入式系统，因此它得到了最多的应用。事实上单片机是世界上数量最多的计算机。现代人类生活中所用的几乎每件电子和机械产

12、品中都会集成有单片机。89C种环境中工作时往往会出现误动作单片机程序跑飞或死机程序进入死循环.这也是基于单片机构成的产品自动计数器存在的致命问题研究主要成果通过查阅相关德文献期刊书籍，对对红外线德一些研究成果如下： 在作者王送德，朱小龙的?对射式红外线计数器的设计?文章中把红外线发射、接收模块作计数传感器代替了传统的光电传感器、红外线传感器。经作者实际应用验证，该方法在数据采集这方面它的抗干扰能力强，且在该设计中还使用了加密、解码技术，故工作稳定，计数准确，但是该实验是采用对射式的，所以发射管和接受管的方向一定要对正，这在现实中可能会造成不必要的麻烦1。 在作者谢洪的?用单片机控制红外编码探测

13、障碍物?文章中采用由单片机控制发射一定意义的红外编码脉冲串，同时，单片机接收该脉冲串。如果接受到的信号和发射的信号根本一致，才判断为有障碍物的存在。经作者实际应用验证，这种方法能够较强的降低虚警率，具有较强的抗干扰性。作者在该文章中提到了3种编码的方案：1发送较短的编码串(1016位)，判断时间约610 ms。在接收过程中，不能有一位的误码，否那么认为是干扰，要等待下一次的障碍检测。这种方案在检测过程中，不能存在干扰。2发送大于16位的编码串(1632位)，判断时问约1020 ms。对接收“o和“1”的编码误码统计，其中可以根据应用场合的需要，存在12位“o的误码和13位“1”的误码，这样能有

14、效提高抗干扰能力。3发送大于32位编码串，判断时间20 ms。根据实际情况来分析接收的编码，以判断障碍的存在。且这三种方案都在该实验中得到验证4。在作者王松德，梁会琴，王丹的?红外线计数器的设计与制作?文章中采用一体化红外线传感器TX05D，由于TX05D使用了调制技术和采用带补偿的抗干扰器件，在一定程度上解决了抗干扰问题，使白天黑夜的灵敏度根本保持一致。计数局部使用十进制计数7 段译码器二合一集成电路CD4033可直接驱动LED数码管实现高亮度数字显示电源局部使用变压器降压集成稳压器稳压可确保电路工作更稳定使用更平安。该设计电路和控制方案简洁明了，容易实现，具有应用推广价值2。在作者戴培山，

15、冯成德，刘栋的?基于keil+c51的红外遥控器解码设计?文章中采用HS9012芯片，它是一块用于红外遥控系统中的专用发射集成电路，功耗低，外围元件少。它的发射码采用脉冲位相调制方式(PPM)进行编码，效率高，抗干扰性能好。HS9012的振荡频率为fesc=455kH，高电平脉冲的宽度(即内部工作时钟周期)Tm=256lose=056ms。根据计时/计数器T0的数值来判断脉冲的间隔，进而判断一位二进制遥控码是“0，“1，还是“引导码或是干扰码。这样用两个中断可以提高解码效率，节省解码时间。该设计接受装置简单明了，设计的keil c51程序通用性好，编写效率高，可以方便的移植到其它微控制器上，可

16、靠性好，不受其他遥控器码的干扰6。在作者王礼广、胡解生、熊东平、肖秀如的?基于RS一485的静脉注射网络监控系统的设计与实验?文章中采用RS一485收发器，该收发器采用平衡驱动和差分接收，具有抑制共模干扰的能力，RS一485接受器灵敏度可以到达4-200 mV，在100 kbits速率下电缆长度可以到达l 200 m，如果通信距离缩短，最大速率可达10 Mbits。该系统性能稳定、平安可靠、操控直观方便8。1.2.3开展趋势电子计数器到目前为止已有30多年的开展史。早期，设计师门追求的目标主要是扩展计数范围，再加上提高计数精度、稳定度等，这些也是人们衡量电子技术器的技术水平，决定电子计数器价格

17、上下的主要依据，目前这些根本技术日臻完善，成熟。应用现代化技术可以轻松地将电子计数器的计数上限扩展到无限大。随着单片微型计算机迅速开展，基于单片机技术开发的计数设备和产品广泛应用到各个领域，单片机技术产品和设备促进生产技术水平的提高。企业迫切需要大量熟练掌握单片机技术并能开发、应用和维护管理这些智能化产品的高级工程技术人才，单片机以体积小、功能强、可靠性高、性能价格比高等特点。已经实现或局部实现，但要真正完美的实现这些目标，对于设计者来说，还有许多工作要做，而不是外表看来似乎开展到头了。红外线电子计数器是一种多功能的电子测量仪器。它利用红外线发射器发射红外线，接收器接收由物体阻挡或直射的红外线

18、，把接受到的红外线信号转换为电脉冲，并由放大电路进行多级放大，通过计数芯片分析，计算出遮拦的次数，再由数码译码器翻译，通过动态数字显示方式显示被测物体遮挡的次数从而进行计数。随着红外技术的提高，在军事、医学等多种领域得到应用，在军事上可以用来防止敌人的侵入，在医学上可以查看病人的病情等11。红外线电子计数器作为工业生产流水线上的重要组成局部，对任何一个大型乃至中、小型企业都是不可或缺的。它能够快速准确的统计产品的数量提高生产的效率，节约大量的人力资源，提高厂家的竞争力。并且随着红外计数器的不断改良，抗干扰能力增强，可以在许多恶劣的地方代替科研人员进行科学工作4,6。1.3 设计任务本设计主要任

19、务是以单片机为主控芯片来进行软件控制，能正常进行数据计数。基于单片机构成的产品自动计数器研究的主要内容包括：如果构成检测电路、MCS-51单片机用何种方式对外部计数脉冲进行计数显示控制、LED显示驱动模块的选择、MCS-51单片机的扩展。在这个设计中主要需要解决的问题便是如何提高MCS-51单片机的抗干扰能力以及稳定性。主要技术指标：1显示并能计数；2具有报警功能；3具有较强的抗干扰性。2 红外线计数器总体设计方案 系统总体方案设计 方案一、电源监测、单片机保护专用芯片X25045P专用检测芯片MCS-51控制单元AT89C2051LED显示驱动芯片PS7219LED显示掉电数据保护芯片HT7

20、044A电源供电电路W7805 图2-1 红外线计数器硬件框图原理阐述：专业检测芯片形成计数脉冲后送给控制单元AT89C2051单片机。通过对它片内计数、显示编程。PS7219是专用LED显示驱动芯片可以同时驱动8个7段数码管。 X2504P是一块有电源电压监控、EEPROM 和看门狗定时器电路三种功能于一体的芯片,它保证了在电源接通、关断、瞬间电源电压不稳时,不会造成系统死机、数据误写或误动作,大大提高了系统的可靠性和抗干扰能力.HT7044A能够保证系统突然掉电后保护数据。方案二、红外发射电路NE555红外接收电路LM567MCS-51控制计数显示AT89C51显示驱动LED显示电源供电电

21、路 W7805图2-2 红外线计数器硬件框图原理阐述：红外发射电路以NE555为核心和红外接收电路由LM567为核心构成红外检测单元以及形成计数脉冲、经过AT89C51外部中断对其片内计数、显示编程、最后通过显示驱动芯片连接上LED显示器就完成了最后的计数显示。 方案三、红外发射电路NE555红外接收电路LM567计数显示专用芯片CL102电源供电电路W7805 图2-3 红外线计数器硬件框图原理阐述：检测单元同方案二一样、不同的便是计数显示局部。方案三使用了四合一芯片CL102。它是集译码、驱动、锁存、显示一体。以上三个方案各有着自己的优缺点：方案一既可完美的实现产品自动计数功能且能让系统处

22、于异常状态和抗干扰时通过外围专用芯片得到非常好的解决。 外围电路架设相对简单、在市场上属于高端自动计数产品.同时它也暴露出了一个重大问题：由于本钱太贵的原因此类产品并没有得到普及.如果用此方案进行设计只需要了解各专用芯片的引脚功能以及外围连接方法就可以实现自动计数，并没有很好的到达我们做毕业设计的目的，故虽然这个方案是最完美的一个方案也只有舍弃。方案三是一个简易的产品自动计数器，价格低廉、计数精确。但在系统处于异常状态时工作十分不稳定、也是属于现在产品自动计数市场上的淘汰产品。方案二便是这次毕业设计选用的方案。这也是此设计着重解决的问题。本系统是以单片机为核心，以来控制整个红外线计数器系统的运

23、行，其中包括精确的计数，数字的显示显示。系统模块如下图：红外发射电路红外接受电路MCS-51控制技术显示LM324显示电源供电电路图2-4 红外线计数器硬件框图原理：电路的指导思想是利用红外发光管发射红外线，红外接收管接收此红外线，并将其放大、整流形成高电平信号。当有人或物挡住红外光时，接收管没有接收到红外信号，放大器将输出低电平。这个便是外部计数脉冲信号。这个计数脉冲信号送入AT89C51单片机中进行计数控制，在经过扩展、显示驱动完成最后的显示过程。 主控芯片简介 单片机的开展及趋势在计算机应用控制领域上，如工业控制、汽车、家电等很多控制场合，对控制系统的要求都比拟苛刻。例如需要智能高、体积

24、小、本钱低、功耗低、抗干扰能力强和可靠性高。不仅传统电气设备无能为力，一般应用性PC机也不能胜任。在这个背景下，单片机的设想才逐渐成型。单片机就是将计算机的几个根本组成局部集成在单一的芯片上，体积相对较小，很好地满足了对控制系统体积的要求。自从1975年美国德克萨斯公司开发生产出第一台单片机TMS-1000以来，单片机经历了4位8位16位32位的开展过程。最有代表性的Intel公司先后推出了三个系列：MCS-48系列8位单片机、MCS-51系列高档8位单片机、MCS-96/98系列16位单片机。很多控制场合并不需要单片机去完成复杂的数学计算，因此单片机在生产工艺上进行了简化，降低了制造本钱。同

25、时采用大批量生产，本钱进一步降低。从目前市场上来看，其价格一般都在几元到几十元之间。未来单片机技术的开展趋势将以8位单片机主流，并大力开展专用单片机。很多单片机生产厂家充分考虑到用户的需求，将一些常用的功能部件，如ADC模/数转换器、DAC数/模转换器、PWN脉冲产生器以及LCD液晶驱动器等集成到芯片内部、尽量做到单片化；同时，用户还可以提出要求，由厂家为其量身定做SoC设计或自主设计。另外，随着科技开展，程序存储器的容量将进一步扩大。当存储空间足够大时，可嵌入一些软件如平台软件、虚拟外设软件、系统诊断管理软件等以提高系统开发效率。 51系列单片机的主要特点51系列单片机生产厂家非常多，型号也

26、非常丰富。但总的来说，51系列的单片机开发平台都可以用Keil，编程软件都可以用A51和C51。所不同的是，不同厂家和型号的产品，在外设和下载方式上不同。比方Atmel公司的89C51和89S51，89S51兼容89C51，不同的是89C51可以用ISP下载方式，而89C51不能。51系列单片机的特点有以下几个方面：（1） 集成度高、体积小、有很高的可靠性；（2） 控制功能强；（3） 低功耗、低电压，便于生产便携式产品；（4） 外部总线增加了I2C、SPI等串行总线方式，进一步缩小了体积，简化了结构；（5） 单片机的系统扩展、系统配置较典型、标准，容易构成各种规模的应用系统。存放器A/B/C/

27、D控制字格式如表3-1所示： 表3-1 存放器A/B/C/D控制字格式存放器BIT7BIT6BIT5BIT4BIT3BIT2BIT1BIT0存放器AUIPDV2DV1DV0RS3RS2RS1RS0存放器BSETPIEAIEUIESQWFDM24/12DSE存放器CIRQFPFAFUF0000存放器DVRT0000000DS12887有128个RAM 单元。其中4 个单元用作控制存放器，10个单元用作存放时钟字节，114 字节为通用RAM。其主要存放器如下：DS12887内部存放器A：UIP=l：更新已到，不能读/写DSl2887；UIP=0：更新末到，能读/写DS12887。DV2、DV1、D

28、V0应设置为010，表示翻开晶振，允许计时。RS3、RS2、RS1、RS0为方波频率选择位，产生方波周期中断。DS12887内部存放器B：SET=0：时间更新正常进行，每秒计数1次；SET=1：禁止更新，程序可初始化时间和日历。PIE=l：允许周期中断；PIE=0：禁止周期中断。AIE=1：允许报警中断；AIE=0：禁止报警中断。UIE=1：允许更新结束中断；UIE=0：禁止更新结束中断。SQWE 为方波允许位。SQWE=1：将RS3、RS2、RS1、RS0选定的方波输出。DM=1：BCD码；DM=0：二进制。该位不受复位信号影响。24/12：1 表示24小时制；0 表示12小时制。DSE为夏

29、时制允许位。DSE=l：采用夏时制；DSE=0：不采用夏时制。DS12887内部存放器C：IRQF为中断申请标志。PF为方波周期中断标志。PF=1：方波周期结束，申请中断。AF为闹铃中断标志。AF=1：当前时间与闹铃时间匹配时即刻申请中断。UF为更新周期结束中断标志。UF=1：更新周期结束时申请中断。DS12887内部存放器D：VRT为内部锂电池状态。VRT=1：锂电池正常；VRT=0：锂电池耗尽11。3 红外线计数器硬件设计3.1、单片机最小系统的设计 图3-1 电源供电电路如下图电源供电局部采用变压器降压、桥式整流、电容器滤波、三端稳压器7805稳压后供电。电源用220V市电经变X1压器降

30、压成9V交流电，然后经四个整流二极管D1D4组成的桥式整流变成直流电压，经C1滤波后送入7805芯片稳压成5V直流电源供红外线发射、接收电路、AT89C51等供电。STC51单片机的最小系统设计如图3-1。.图3-2 单片机最小系统图51单片机的最小系统由单片机、晶振电路、复位电路和P0的上拉电阻组成。其介绍如下：1晶振电路为单片机提供时序使单片机能够正常工作，在图3-1中采用单片机内部振荡方式。此时，只要接上两个电容和一个晶振即可。电容的大小影响着振荡的稳定性和起振的快速性，通常选择1030pF的相等的两个瓷片电容。2C1和R2构成了复位电路。刚开始上电时时，C1瞬间相当于短路，C1两端保持

31、0V电压，VCC的电源电压就都加在了R2上，因此在单片机9脚RST上变成了高电平，此后C1上逐渐充电，即在C1上出现电压，R2上的电压开始下降，最后单片机9脚RST上变成了低电平。在此过程中只要满足单片机9脚RST上的高电平持续24个振荡周期即可使单片机复位。3.2、红外线检测电路3.2.1红外线发射电路这个局部主要由NE555组成的红外发射电路和LM567构成的红外接收电路构成。工作原理为当红外发射二级管发出红外光,检测是否受人或者物体遮挡,然后由红外线接收二极管将调制信号通过锁相环鉴频后输出CP计数脉冲以便单片机进行计数控制。图3-3 红外线发射电路如图六所示，红外线发射电路以时钟定时集成

32、芯片NE555为核心。内部含有两个电压比拟器，一个分压器，一个RS触发器，一个放电晶体管和一个功率输出级构成一个多谐振荡器。产生一个频率在91kHz至130kHz的脉冲波(这是理论值。由于元件偏差,以实际测量为准)，通过3脚输出脉冲波，由红外线发光二极管(D1)发射出去。频率计算方法： F=1.443/(R1+2R2)C1 公式1因此根据公式计算我们知道此设计中红外线发光二极管发射的是脉冲波。图3-4 NE555芯片电路引脚以及芯片外型NE555芯片引脚功能为：1脚：芯片GND 2脚：触发 3脚：输出 4脚：复位 5脚：控制电压 6脚：门限(阈值 7脚：放电 8脚：电源电压Vcc。NE555芯

33、片可构成三大类型的电路：单稳态电路、双稳态电路、无稳态电路。在本设计中使用的是间接反响型无稳态电路。其主要特点是振荡电路直接连接在电源上。3.2.2红外线接收电路图3-5 红外线接收电路红外接收电路如图八所表示是以锁相环集成芯片LM567为核心，构成一个鉴频电路。如图4所示，红外线接收二极管将感应到的脉冲信号通过电容C1耦合到三极管01的基极，由Q1组成的放大电路把感应信号放大约100倍后， 送给LM567的3脚，由LM567完成鉴频。如果接收信号在LM567的捕捉带宽内，8脚输出低电平；否那么8脚维持高电平。4C5当f=f1时LM567开始工作即构成红外接收电路。1脚上的电容C4和二脚上的电

34、容C3接地构成输出滤波网络和低通滤波网络，在具体值的设置上C4通常设定为C3的两倍。利用LM567锁相环解码芯片的好处是可以提高整个检测电路的检测灵敏度和消除太阳光等背景光的干扰，从而提高了整个检测电路的干扰能力。如果在对射管接收管和发射管外加滤光片便可以更好的提高抗干扰能力。而根据?单片机原理与应用?书中可知，单片机正常工作频率为f=fx/24.fx为晶振频率，一般为12MHZ即094.5kHZ .从而在电路设计上满足了单片机控制的根本要求。从上面的分析上不难看出，利用NE555和LM567构成检测单元其实是种浪费现象。市面上的主流产品计数产品在检测局部一般都用到了专用检测芯片如EST108

35、配合光电传感器构成，检测精度非常高。NE555和LM567一般广泛运用与多路红外遥控系统中遥控距离为1530米、如多路电灯的开关控制、多路水龙头的控制中。NE555和LM567构成多路遥控电路时需外加一个双稳态电路控制继电器工作这是完成电子控制到机械控制，由于篇幅原因这里不做过多阐述。图3-6 LM324引脚图LM324系列器件为价格廉价的带有真差动输入的四运算放大器。与单电源应用场合的标准运算放大器相比，它们有一些显著优点。该四放大器可以工作在低到3.0伏或者高到32伏的电源下，静态电流为MC1741的静态电流的五分之一。共模输入范围包括负电源，因而消除了在许多应用场合中采用外部偏置元件的必

36、要性。3.3 计数、显示局部计数显示局部由单片机AT89C51控制完成。根本原理为当红外检测局部检测到有产品经过时，红外接收电路LM567芯片的8脚输出口将产生一个低电平信号，这个信号将供应单片机进行计数控制；显示局部是通8位LED数码显示管显示。计数控制局部是将计数脉冲负脉冲有效送入单片机AT89C89C51与MCS-51指令系统完全兼容。提供以下标准功能：4K字节FLASH闪烁存储器、128字节内部RAM、32个I/O口线、两个16位定时/计数器 、一个5向量两级中断、 一个全双工串行通信口、片内振荡器及时钟电路。同时AT89C51可降至0HZ的静态逻辑操作，并支持两个软件的节电工作模式。

37、空闲方式停止CPU的工作，但是允许RAM、定时/计数器、串行通信口及中断系统继续工作。掉电后保存RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其他所有部件工作直到下一个硬件。AT89C51单片机芯片外型如图、复位。 图3-7 AT89C51P3外型及P3口端口功能目前数码显示驱动芯片的主流产品有：74LS系列、 CD4094+ULN2003(2803) ,74HC595+ULN2003(2803) , TPIC6B595,AMT9095B, AMT9595、BIC8718等。4位共阴的LED数码显示管。图3-8 LED引脚3.4蜂鸣器报警电路本设计采软件处理报警，利用有源蜂鸣器进行报警输出，采用直流供

38、电。当所测温度超过获低于所预设的温度时，数据口相应拉高电平，报警输出。也可采用发光二级管报警电路，如过需要报警，那么只需将相应位置1，当参数判断完毕后，再看报警模型单元ALARM 的内容是否与预设一样，如不一样，那么发光报警报警电路硬件连接见下列图。图3-9 蜂鸣器电路连接图4红外线计数器软件设计STC89C52RC单片机可以用汇编语言和C语言进行编程。汇编语言与机器指令一一对应，所以用汇编语言编写的程序在单片机里运行起来效率较高，而且对于红外计数器数据的读写上，所用到的语句比拟简单易懂。而C语言程序可读性高，更便于理解。本设计使用C语言编程。4.1 主程序设计第一次开机，系统进行初始化，LE

39、D显示51芯片的初始数字，并开始运行。如果这个时候按下S2键，那么LED数码管的前两位那么累加，该数字作为本次实验的报警触发数据，后两位数码管那么位红外线当前的计数，当显示数据到达触发数据那么蜂鸣器报警。当此时按下S1键，那么蜂鸣器报警停止且后两位数码管数据清零，重新进行计数。主程序开始初始化设定E=XLED显示计数N复位按钮是否按判断N是否=E是报警是主程序流程图如下： 图4-1 主程序流程图void main()ET0=1;IT0=1;EX0=1;EA=1; beep=1;num=10;while(1)keyClear();keySet();BJ();process(count);disp

40、lay();设定左边两位校对数码管初始值E=10，设定右边两位计数数码管初始值N=0。4.2 子程序设计 LED显示程序设计用NPN三极管驱动LED数码管动态显示电路，P2.0P2.5控制数码管段位，编程就是利用人视觉的暂留性，不断地轮流输出每个数码管位的数据，到达不闪烁的效果，编程上还是比拟简单的。其难点就在把4位一体共阴数码管分成两局部并且能够进行099的计数，这么做是为了能够清楚的反映实验的效果，左边的两位为给定的数据并且能够通过按键S2进行累加到达改变数据而不用通过修改程序来改变的效果，后两位那么是红外对管所测得遮挡的次数。另外，就是显示中闪烁的功能。常用的方法是利用单片机的中断产生方

41、波来到达闪烁的功能，而本次设计那么采用不断调用几个显示子程序来到达闪烁的效果，如当要闪烁秒位时，那么调用完整的显示子程序一段时间，然后再调用缺少秒位的显示子程序一段时间，这样就到达了闪烁的效果。而整个闪烁程序是通过扫描一个标志位来实现的，标志位那么是由键控制。void process(uint i)dat0=num/10;dat1=num%10;dat2=i/10;dat3=i%10;把4位LED数码管分成两局部并赋予不同功能。void keySet()if(key2=0)delayms(10);if(key2=0)num+;while(!key2)process(count);display

42、();通过按键S2可以改变校对数码管的初始值进行累加。加强可操控性。蜂鸣器报警程序设计void BJ()if(count=num)beep=0;elsebeep=1;当后两位数码管的数据大于等于给定的数字那么蜂鸣器发声报警，当按下S1按钮，那么后两位数据清零进行新一轮的计数且蜂鸣器停止报警，从而到达计数的意义。5 系统调试5.2 系统的硬件调试调试工作可分硬件调试和软件调试两个局部，调试方法如下：首先，硬件调试主要是先制作硬件电路板，然后用万用表等工具对电路检查，最后应用程序进行功能调试。硬件调试比拟费时，需要细心和耐心，也需要熟练掌握电路原理。然后，用仿真软件进行软件调试，比方单片机C51编

43、辑软件KEIL，该软件提供一个集成开发环境uVision，它包括C编辑器、宏编辑器、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器。通过编译、运行，可以检查程序错误。但应用此方法，仍需要十分了解所使用元器件的工作方式和管脚连接方式。5.1 软件调试 本次设计那么是直接完成电路的硬件设计，出现的硬件问题几乎没有，主要在软件的程序上进行调试。在软件调试过程中，曾遇到以下问题：当硬件初次开机的时候，发现LED亮度不够均匀。进行分析，是程序设里面对显示程序的延时不够造成的。在调试按键的时候，当一按下任意一个按键，系统显示的就处于定格状态，再按下按键那么没有任何反响。查询程序，由于在延时和循环程序里，对Rx存

44、放器重复使用造成的，经过合理分配使用，问题解决。由于本硬件设计中，对P0是复用的状态，显示程序的段码和时钟芯片的数据，都是通过P0传输的。在编程中，忽略了关闭另个数据的通信，导致显示有余光的状态。6 结论89C51还是选择内部具有8KB字节的闪烁存储器的AT89C2051曾经也让我困惑不已其实任选一款都可以实现。而最让我感到迷茫的是否利用8155进行I/O口的扩展，其实通过设计要求可以看出不难看出根本不需要对AT89C51进行扩展就可有完成0-999999的计数显示功能采用7段数码管显示可以不扩展。基于单片机构成的产品自动计数器能够实现实时、稳定、精确的计数。如果要对这个课题进行深入的研究可以

45、采用AT89C2051或者AT89C52为控制单元的产品自动计数器在配合专用的掉电数据保护芯片、单片机专用保护芯片等就可以很好的提高整个系统的抗干扰能力。产品自动计数器的设计的抗干扰问题永远是设计者们研究的课程！只要能有效的遏制这个缺陷形成一个优质的自动技术产品指日可待！MCS51单片机允许工作的温度范围：-55-150，正产工作的频率范围上限：24MHZ33MHZ。通过本次设计，对单片机的内部模块更加熟悉，使用上也更加的清晰，对于今后用单片机设计产品提供了极大的帮助，并且培养了良好的编程习惯，对子程序命名的标准，和对存放器的使用上，有了一定的良好意识。致谢本设计在选题及研究过程中得到王跃东老

46、师的悉心指导。王老师屡次询问研究进程，并为我指点迷津，帮助我开拓研究思路，精心点拨、热忱鼓励。王老师一丝不苟的作风，严谨求实的态度，踏踏实实的精神，不仅授我以文，而且教我做人，我对王老师的感谢之情是无法用言语表达的。他不仅学识渊博，对专业孜孜以求，精益求精；而且在百忙之余仍然读书不辍，不断探求；为人师表，率先垂范；传道授业，呕心沥血。如果说我从指导老师那里学会了怎样做好学问，那么首先应该说我从导师那里领略了真正的学术精神，导师严谨的治学态度和坚韧的探索精神将使我终生受益。载此，我还要感谢在一起愉快的度过大学生生活的宿舍125的各位同门，正是由于你们的帮助和支持，我才能克服一个一个的困难和疑惑，

47、直至本文的顺利完成。特别感谢我的同学，吴鹏鹏、张朝辉、姜逸等对本课题做了不少工作，给予我不少的帮助。 在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意!最后我还要感谢培养我长大含辛茹苦的父母，谢谢你们！参考文献1 王松德，朱小龙对射式红外线计数器的设计J.农业机械学报，2005，367.2 王松德，梁会琴，王丹红外线计数器的设计与制作J.农机化研究，2005，5期.3 陈永甫红外探测与控制电路M.4 谢洪用单片机控制红外编码探测障碍物J.单片机与嵌入式系统应用，2007，8期.5 朱金刚，潘志东基于51

48、系列单片机的串行口扩展技术J.电测与仪表，2003，403.6 戴培山，冯成德，刘栋基于keil+c51的红外遥控器解码设计J.自动化与仪器仪表，2003，6期.7 王松德，姚丽萍，朱小龙，张须欣近红外传感器在无线遥控计数系统中的应用J.光谱学与光谱分析，2021.12,234.8 王礼广，胡解生，熊东平，肖秀如基于RS一485的静脉注射网络监控系统的设计与实验J. 南华大学学报，2021，279.9 梅海峰红外线光电计数器的设计及制作J.大氮肥，2005，285.10 铁牛简易红外线人数统计器J.实用影音技术，2005，9期.11 杨汉祥，张琦红外计数器的设计J.科技广场，2021 ，7期.

49、12 段晨东，爨莹，张文革，李斌单片机原理及接口技术M第一版清华大学出版社，2021年7月.13 DPearl mutter，Eerily，LAMeir，HDi，Refine the use of the evaporation in an experimental14 rtori S，ZHANG G XGeometric Error Measurement and Compensation of MachinesAnnals附录 原理图附录 元器件清单器件名称规格数量单片机STC89C511晶振12MHz1瓷片电容30pF2电阻10K1按键3电容10uF1电阻假设干数码管4位共阴1三极管85

50、501排针假设干导线假设干蜂鸣器1红外对管1附录 源程序清单#include #include #define uchar unsigned char#define uint unsigned intuint count=0;uint sudu=0;uchar time;uint num;sbit beep = P37;sbit key1 = P35;sbit key2 = P36; uchar dat4=0,1,2,3;uchar table10=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90;void delayms(unsigned i

51、nt x)unsigned char j;while(x-) for(j=0;j123;j+); void display ()uchar i,dis=0x7f;for(i=0;i1)|0x80;delayms(1);void process(uint i)dat0=num/10;dat1=num%10;dat2=i/10;dat3=i%10;void keyClear()if(key1=0)delayms(10);if(key1=0)count=0;while(!key1)process(count);display();void keySet()if(key2=0)delayms(10);if(key2=0)num+;while(!key2)process(count);display();void BJ()if(count=num)beep=0;elsebeep=1;void main()ET0=1;IT0=1;EX0=1;EA=1; beep=1;num=10;while(1)keyClear();keySet();BJ();process(count);display();void ex0(void) interrupt 0 using 0count+;