产品计数器设计

一、 设计任务要求

设计光电计数器，实现无接触计数，主要用于工厂生产线工件

计数。可采用遮光式光电传感器或者反射式光电传感器，要求使用红外发光二极管、光电管检测，要求光电发射管和接收管有30mm以上的间距，在制作实物可用导线引出长度，用LED数码显示器来显示0-999的范围计数，当数字超出999时，能够发出报警，并且能在报警后延时3秒钟自动关闭报警并自动重新计数同时可以手动清除报警，能够实现无接触计数，独立设计光电计数器电路原理图（包含电源部分），画出完整的电路原理图（包含电源部分）和PCB板图，查找资料，要求做出实物，可以使用万用板制作实物，独立完成。

二、方案设计

1、 方案

以89C51为核心的计数电路 基于单片机的光电计数器，使用89C51单片机，电路简单，需要编写程序，可通过编程实现各种各样的算术算法和逻辑控制，而且体积小，硬件实现简单，安装方便，可实现数码显示和键盘设定等多种功能。 采用遮光式光电传感器，将红外发光管与光电接收管相对安放，每当物体通过一次，红外光就被遮挡一次，光电接收管的输出电压就发生一次变化，这个变化的电压信号通过放大和处理后，形成计数脉冲，通过光电隔

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离耦合并行输入至89C51单片机的P1口，通过软件控制和键盘设定计数值并用LED加以显示，便可实现对物体的计数统计。 采用光电传感器，将红外激光发射管与接收管相相对安放，每当物体通过一次，红外光就被阻挡，光电接收管的输出电压就发生一次变化，输入至89C51单片机的P1口，通过软件控制和键盘设定计数值并用LED加以显示，便可实现对物体的计数统计。 本设计除了单片机外无其他芯片，在发射与接收电路中也只简单的用激光管和感光三极管组成检测部分。接线排线有规律、整齐、增强电路板的艺术美感。

2、 方案系统结构图

电 源 电路 单片机

A T 8 9 C 5 1 电 路 计 数 显 示 电 路 发 射 接 收 电 路

图1

如图1所示整个光电计数器系统主要由电源部分、光电发射与接收电路、计数电路、报警电路这几个部分组成。当有物体经过时，红外发光二极管发出的红外信号被物体反射至光电接收管，并被光

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电接收管所接收，光电发射与接收电路把被计数的物体的变化转换成电信号，这时计数电路开始计数。

三、硬件构成及功能

AT89C51单片机

VCC： 供电电压。 GND： 接地。 P0口： P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。

P1口： P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。

P2口： P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，

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当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。

P3口： P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。P3口作为AT89C51的一些特殊功能口，

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。

四、 硬件电路设计

1、 发射与接收电路

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激光与接收电路如图2所示，发射与接收电路主要的功能是当有物体经过时，激光被物体遮挡，接收管不能接收到激光管发出的红外光线，这时计数电路开始计数。 将红外激光管与光电接收管相对安放，每当物体通过一次，红外光就被物体遮挡，光电接收管的输出电压就发生一次变化，输入至AT89C51单片机的P1口，通过软件控制和键盘设定计数值并用LED加以显示，便可实现对物体的计数统计。 在我们生活的环境里处处都暗藏着红外光线，太阳是最常见的红外线发光体，还有火光、灯光、红外线遥控器和一些不可预知的光源。那么，我们身边所处的环境中这么多红外线光源，传感器里的红外线光敏二极管如何分辨环境里的红外光和红外发射管发出来的红外光？调制解调的办法：把激光管以某一频率进行调制，即让它以固定的频率闪烁。所以选用了激光调制电路，用特殊的接收管可以筛选出这一频率的红外光源。这样便可以达到去除外界环境光的干扰。因为环境里的红外光要么是没有频率的，要么就是有着自己固定的频率。像收音机一样，传感器只要以自己的频率发射，再以自己的频率接收就可以过滤其他频率光源的干扰了。

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