基于单片机的光电计数器设计毕业设计

基于单片机的光电计数器设计

第二章 系统设计

2.1方案实施

光电计数器可以通过以下方案实施：

使用红外反射式光电传感器，使用3—80CM可调集成光电传感器，以其发射出的红外线看作信号源，采用接收信号和发射信号为一体的采集方式，并且可以操控信号源的发射功率，因此达到控制信号的感强，收集到的遮光信号可看作是计数的信号在单片机STC89C52单片机处理后，通过LCD液晶显示显示出来。

2.2系统概述

此操作系统使用3-80CM可调集成光电传感器，控制器则是使用STC89C52单片机，LCD液晶显示器以及一些可实现硬件系统功能的设施。 其组成框图如下图2.1：

图2.1：系统框图

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第三章 硬件设计

3.1 对于光电传感器的分析

3-80CM可调集成光电传感器它是反射式的光电传感器，它是集信号发射源与信号接受源于一体的光电传感器。光电传感器可以发射一道红外信号，当这道信号被外界物体遮挡后，就会在同一时间反射回来并且被接收装置所接收，在接收后就会产生电平的反向，这是电平的反向信号就使我们要的计数信号。3-80CM可调集成光电传感器对于感知的距离是可以进行电位调节的，此电位调节是由感知任务的需求来进行的，在对感知距离进行调节之后，红外线可以感知更远距离的遮挡信号。所以，3-80CM可调集成光电传感器就具备了远距离的感知力，并且具有一定的抗干扰能力，且此传感器还具有价格便宜、操作简单、使用简单等优点，当下此传感器被广泛应用于工业的流水线上，并且已经对我们的日常生活产生了很大的影响。

其主要应用的电气特性和工作的指标如下： ? U：5VDC ? I:100mA ? Sn：0-80CM

其中DC指的就是电路中的直流电流 Sn指的就是可集成电路传感器在实际应用中的可以感知到的遮光的距离。

3.2 STC89C52单片机

3.2 .1 STC89C52单片机的介绍

STC89C52单片机芯片是ATMEL所生产的单片机，它是一种可以用电气烧录清洗的8052相容的单芯片，他同时具备单片机的抗干扰能力强、速度快、功耗低等特点，单片机中内部的程序代码容量为4KB，该单片机的指令代码与传统的8052系列单片机的芯片兼容。

STC-52的主要特点如下：

1. STC89C52单片机芯片具有性能高、功耗低且是8位芯片的CPU; 2. STC89C52单片机有集成的密度高、且不宜失的存储技术；

3. STC89C52单片机内部具有振荡器，振荡器的振荡频率在1.2~12MHz之内； 4. STC89C52单片机该单片机片内含有128bytes的随机数据存储器； 5. STC89C52单片机内含有4KB的只读程序存储器，并且该只读存储器可反复擦

写1000次；

6. STC89C52单片机具有64KB的寻址空间在程序存储器中； 7. STC89C52单片机的外数据存储器中的寻址空间为64KB；

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8. STC89C52单片机的特殊功能寄存器SFR有18个字节；

9. STC89C52单片机是由32个外部双向输入/输出（I/O）口组成；

10. STC89C52单片机有2个16位可编程定时器/计数器T0、T1和2个全双工的

串口通信接口；

11. STC89C52单片机有两个优先级别高、低不同的中断源5个； 12. STC89C52单片机内有总线结构，并且有很强的位处理的能力。

3.2.2 52系列单片机的组成

STC89C52单片机芯片比STC89S52单片机有相同的引脚分布跟兼容性，所以STC89C52单片机芯片的引脚图分布如下图3.1：

图3.1：单片机引脚图

我们可以通过52单片机的引脚分布以及特点知道STC89C52与52系列单片机中其他单片机的芯片的引脚相互兼容。正常情况下我们在使用过程中对引脚的使用只采用40只引脚的双列直插。

52单片机可以通过引脚的功能不同分为以下几类：

1. 电源以及时钟等的功能引脚，如：VCC、VSS;等可为单片机提供相对应的功

能支持以及电源供给；

2. 单片机基本的控制功能引脚，如：ALE 、和RST/VPD可以对单片机提供复位、

写、读等功能的操作；

3. 单片机的I/O口的串行接口引脚，通常是由PO/P1/P2/P3这4个8位的I/O

口组成，其作为整个电路的数据的输出和接入做出保障。

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3.2.3外接晶体引脚

在52单片机的系统引脚当中XTAL1、XTAL2作为52单片机的晶振来为单片机提供时钟信号，并且可以对电平信号工进行分析和处理。XTAL2(18脚）XTAL1(19脚）分别接在外部晶体振荡器的两端。并在工作的过程中，如果对单片机的芯片的内部时钟有需要时，XTAL2、XTAL1，都是用来在外面接石英晶体振荡器以及微调电容；当我们要用到单片机的芯片外部时钟时，那么对于单片机XTAL2引脚处接外部振荡源，XTAL1接地。

C52单片机的晶振频率通常都在6MHZ~40MHZ，然而在使用的过程中我们一般都会采用6~12MHZ的石英晶体。电路对于电容的值的要求没有特别的严格的要求，但是当我们选取的电容的大小不同是，它会对振荡器的频率的输出的大小、速度和稳定性有着一定的影响，C1、C2可以选择在20pF~100pF之间。当外接的振荡器不同时电容的选择也会有着相应的变化，例如,当外接的是晶体振荡器时，电容一般选择是20pF~40pF；当外接的是陶瓷振荡器时，电容一般选择30pF~50pF。

3.2.4 对于单片机引脚以及串口的介绍

当一个设计人员拿到一块功能复杂的芯片的时候，如果想要流畅地进行编程开发，首先必须要解决如何正确的连线。

? 电源：这是单片机能量的来源，不可缺少的重要一部分。大部分的单片机所

使用的是+5V电源，正极接40管脚，负极（地）接20管脚。

? 振蒎电路：在单片机内部已集成了振荡器，使用晶体振荡器，电容，连上就

可以了。单片机本身是一种时序电路，需要脉冲信号才可以正常工作，这个接18脚口、19脚口。

? EA管脚：EA管脚需要接到正电源端口。

? I/O口引脚，每根引脚都可以进行独自编程，比如用来控制电机、交通灯等，

开发人员开发产品时时候，就是利用了功能强大的引脚来实现想要的特殊的功能，强大无比。

? P3口，单片机中的10脚~17脚就是P3口，每个口有独立控制功能，内部自

有上拉电位，这一点与P1口功能有点类似，都是双向的8位I/O输入输出端，最为重要的值得强调的是，这个重要引脚定义为独立的第一功能的输入输出。

各个端口功能如表3.1：

表3.1：各端口功能 端口位 P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 第二功能 RXD TXD INT0 INT1 T0 T1 功能描述 进行串口输入 进行串口输出 响应外部中断0 响应外部中断1 timer0记数输入 timer1记数输入 7