光電式傳感器應(yīng)用課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　傳</b></p><p><b>　　感</b></p><p><b>　　器</b></p><p><b>　　應(yīng)</b></p><p><b>　　用</b></p><p

2、><b>　　課</b></p><p><b>　　程</b></p><p><b>　　設(shè)</b></p><p><b>　　計(jì)</b></p><p><b>　　系別：機(jī)械工程系</b></p><

3、;p>　　專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　目錄·····················

4、83;··································2</p>

5、<p>　　第一章：設(shè)計(jì)題目·································

6、83;··········3</p><p>　　第二章：設(shè)計(jì)要求·····················

7、;·······················3</p><p>　　第三章：題目分析········&

8、#183;···································3<

9、/p><p>　　第四章：整體構(gòu)思································&

10、#183;···········4</p><p>　　第五章：具體實(shí)現(xiàn)···················

11、83;························4</p><p>　　5.1電源部分·······

12、····································4<

13、;/p><p>　　5.2光電檢測部分································

14、;·······4</p><p>　　5.3單片機(jī)控制計(jì)數(shù)部分·······················

15、83;··········5</p><p>　　5.4顯示部分·····················

16、······················7</p><p>　　5.5報(bào)警器部分·········&#

17、183;·······························8</p><p>　　5.6程序設(shè)

18、計(jì)部分····································&

19、#183;··9</p><p>　　5.7焊接部分····························

20、3;··············11</p><p>　　第六章：定性說明·················

21、;····························11</p><p>　　第七章：實(shí)驗(yàn)時(shí)遇到的困難和排除措施·

22、83;·····························11</p><p>　　第八章：設(shè)計(jì)心得體會(huì)·&#

23、183;····································

24、···12</p><p>　　第九章：參考文獻(xiàn)····························&

25、#183;················12</p><p>　　第十章：附錄··············

26、3;··································14</p>

27、<p><b>　　傳感器應(yīng)用課程設(shè)計(jì)</b></p><p>　　組員：孟祥杰，周楊，祖傲松，彭海明，陳飛，鄭金福</p><p>　　一、設(shè)計(jì)題目：基于單片機(jī)的工業(yè)產(chǎn)品自動(dòng)計(jì)數(shù)器</p><p>　　二、設(shè)計(jì)要求：1、數(shù)碼管可以顯示產(chǎn)品個(gè)數(shù)（0-99），自由設(shè)定產(chǎn)品報(bào)警個(gè)數(shù)（比如8），當(dāng)產(chǎn)品數(shù)目是8的個(gè)數(shù)時(shí)，發(fā)出報(bào)警（蜂鳴器響）。

28、</p><p>　　2、獨(dú)立設(shè)計(jì)電路，應(yīng)包括單片機(jī)小系統(tǒng)、紅外光電開關(guān)、數(shù)碼管顯示部分。</p><p>　　3、五人一組，每組選一個(gè)組長。</p><p><b>　　三、題目分析：</b></p><p>　　當(dāng)今社會(huì)，隨著人們物質(zhì)生活的不斷提高，電子產(chǎn)品已經(jīng)走進(jìn)了家家戶戶，無論是生活或?qū)W習(xí)，還是娛樂和消遣幾乎樣樣

29、都離不開電子產(chǎn)品，大型復(fù)雜的計(jì)算能力是人腦所不能勝任的，而且比較容易出錯(cuò)。計(jì)算器作為一種快速通用的計(jì)算工具方便了用戶的使用。本設(shè)計(jì)著重在于分析計(jì)算器軟件和開發(fā)過程中的環(huán)節(jié)和步驟，并從實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)出發(fā)對(duì)計(jì)算器設(shè)計(jì)做了詳細(xì)的分析和研究。</p><p>　　單片機(jī)由于其微小的體積和極低的成本，廣泛的應(yīng)用于家用電器、工業(yè)控制等領(lǐng)域中。在工業(yè)生產(chǎn)中。單片微型計(jì)算機(jī)是微型計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要分支，也是頗具生命力的機(jī)種。單片微型計(jì)算

30、機(jī)簡稱單片機(jī)，特別適用于控制領(lǐng)域，故又稱為微控制器。</p><p>　　本系統(tǒng)就是充分利用了8052芯片的I/O引腳。系統(tǒng)以采用MCS-51系列單片機(jī)Intel8052為中心器件來設(shè)計(jì)計(jì)算器控制器，實(shí)現(xiàn)了能根據(jù)實(shí)際輸入值顯示并存儲(chǔ)的功能，計(jì)算程序則是參照教材。至于位數(shù)和功能，如果有需要可以通過設(shè)計(jì)擴(kuò)充原系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn) 。</p><p>　　如今的產(chǎn)品自動(dòng)計(jì)數(shù)器大多采用非接觸式的計(jì)數(shù)觸發(fā)方式

31、。早已開發(fā)出了多種型號(hào)的專用檢測芯片.而利用AT89C2052為控制單元、輔以多種外圍硬件搭配而成的計(jì)數(shù)裝置已成為現(xiàn)在自動(dòng)計(jì)數(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的潮流。而如何提高自動(dòng)計(jì)數(shù)器的實(shí)時(shí)性，抗干擾能力、穩(wěn)定性是現(xiàn)在國內(nèi)外自動(dòng)計(jì)數(shù)生產(chǎn)廠家研究的主要課題.產(chǎn)品自動(dòng)計(jì)數(shù)器主要用于工廠的流水線上，往往是處于高溫，高噪聲等極度惡劣的環(huán)境當(dāng)中.而MCS-51系列單片機(jī)構(gòu)成的產(chǎn)品自動(dòng)計(jì)數(shù)器在這種環(huán)境中工作時(shí)往往會(huì)出現(xiàn)誤動(dòng)作（單片機(jī)程序跑飛）或死機(jī)（程序進(jìn)入死循環(huán)）.這

32、也是基于單片機(jī)構(gòu)成的產(chǎn)品自動(dòng)計(jì)數(shù)器存在的致命問題。</p><p><b>　　四、整體構(gòu)思：</b></p><p>　　設(shè)計(jì)思路和選擇設(shè)計(jì)方案：</p><p>　　原理：電路的指導(dǎo)思想是利用光電開關(guān)檢測裝置，當(dāng)有人或物擋住紅外光時(shí)，光電開關(guān)檢測到紅外信號(hào)被阻擋，放大器將輸出低電平。這個(gè)便是外部計(jì)數(shù)脈沖信號(hào)。這個(gè)計(jì)數(shù)脈沖信號(hào)送入單片機(jī)中進(jìn)行

33、計(jì)數(shù)控制，在經(jīng)過擴(kuò)展、顯示驅(qū)動(dòng)完成最后的顯示過程。當(dāng)計(jì)數(shù)為8的倍數(shù)時(shí)，報(bào)警器鳴響一次。（注：0時(shí)不鳴響。）</p><p><b>　　五、具體實(shí)現(xiàn)：</b></p><p>　　5.1、電源部分：采用5V電源直接驅(qū)動(dòng)。</p><p>　　5.2、光電檢測部分：采用E18-B03N1光電開關(guān)，其檢查距離為30cm。</p>&l

34、t;p><b>　　光電開關(guān)</b></p><p><b>　　其內(nèi)部電路為：</b></p><p>　　在距離范圍內(nèi)若檢查到紅外線被擋住了，則將信號(hào)傳遞給單片機(jī)進(jìn)行計(jì)數(shù)，從0開始，依次往后，每當(dāng)被遮擋一次，則計(jì)數(shù)加1，直至全部物品完全通過，即計(jì)數(shù)結(jié)束。</p><p>　　5.3、單片機(jī)控制計(jì)數(shù)部分：</

35、p><p>　　此實(shí)驗(yàn)采用的是AT89C2052單片機(jī)進(jìn)行控制計(jì)數(shù)。</p><p>　　其引腳圖和端口功能分別如下圖：</p><p>　　AT89C52單片機(jī)引腳圖 AT89C52P3口端口功能</p><p>　　AT89C52是51系列單片機(jī)的一個(gè)型號(hào)，它是ATMEL公司生產(chǎn)的。</p><p&g

36、t;　　AT89C52是一個(gè)低電壓，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含8k bytes的可反復(fù)擦寫的Flash只讀程序存儲(chǔ)器和256 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的AT89C52單片機(jī)可為您提供許多較復(fù)雜系統(tǒng)控制應(yīng)用場合。</p><p>　　AT89C52有40

37、個(gè)引腳，32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）端口，同時(shí)內(nèi)含2個(gè)外中斷口，3個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個(gè)全雙工串行通信口，2個(gè)讀寫口線，AT89C52可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程,但不可以在線編程(S系列的才支持在線編程)。其將通用的微處理器和Flash存儲(chǔ)器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的Flash存儲(chǔ)器可有效地降低開發(fā)成本。</p><p>　　兼容MCS51指令系統(tǒng) · 8k可反復(fù)擦寫(>1000次

38、）Flash ROM </p><p>　　· 32個(gè)雙向I/O口 · 256x8bit內(nèi)部RAM </p><p>　　· 3個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷 · 時(shí)鐘頻率0-24MHz </p><p>　　· 2個(gè)串行中斷 · 可編程UART串行通道 </p><p>　　

39、83; 2個(gè)外部中斷源 · 共6個(gè)中斷源 </p><p>　　· 2個(gè)讀寫中斷口線 · 3級(jí)加密位 </p><p>　　· 低功耗空閑和掉電模式 · 軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能 </p><p>　　AT89C52P為40 腳雙列直插封裝的8 位通用微處理器，采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的C51內(nèi)核，在內(nèi)部功能及管腳排布上與通用的8

40、xc52 相同，其主要用于會(huì)聚調(diào)整時(shí)的功能控制。功能包括對(duì)會(huì)聚主IC 內(nèi)部寄存器、數(shù)據(jù)RAM及外部接口等功能部件的初始化，會(huì)聚調(diào)整控制，會(huì)聚測試圖控制，紅外遙控信號(hào)IR的接收解碼及與主板CPU通信等。主要管腳有：XTAL1（19 腳）和XTAL2（18 腳）為振蕩器輸入輸出端口，外接12MHz 晶振。RST/Vpd（9 腳）為復(fù)位輸入端口，外接電阻電容組成的復(fù)位電路。VCC（40 腳）和VSS（20 腳）為供電端口，分別接+5V電源的正

41、負(fù)端。P0~P3 為可編程通用I/O 腳，其功能用途由軟件定義，在本設(shè)計(jì)中，P0 端口（32~39 腳）被定義為N1 功能控制端口，分別與N1的相應(yīng)功能管腳相</p><p>　　連接，13 腳定義為IR輸入端，10 腳和11腳定義為I2C總線控制端口，分別連接N1的SDAS（18腳）和SCLS（19腳）端口，12 腳、27 腳及28 腳定義為握手信號(hào)功能端口，連接主板CPU 的相應(yīng)功能端，用于當(dāng)前制式的檢測及會(huì)

42、聚調(diào)整狀態(tài)進(jìn)入的控制功能。</p><p><b>　　5.4、顯示部分：</b></p><p>　　本實(shí)驗(yàn)采用雙共陽極LED數(shù)碼管。</p><p><b>　　其內(nèi)部電路圖為：</b></p><p>　　當(dāng)單片機(jī)有計(jì)數(shù)時(shí)，信號(hào)傳遞給LED數(shù)碼管，并通過LED數(shù)碼管顯示出來。顯示范圍為00~9

43、9.</p><p>　　單片機(jī)和顯示部分電路圖：</p><p>　　5.5、報(bào)警器部分：</p><p>　　本實(shí)驗(yàn)采用蜂鳴器進(jìn)行鳴響報(bào)數(shù)，當(dāng)單片機(jī)計(jì)數(shù)為8的倍數(shù)時(shí)，即LED數(shù)碼管顯示數(shù)值為8的倍數(shù)時(shí)，蜂鳴器鳴響一次。</p><p><b>　　蜂鳴器電路為：</b></p><p>　　5

44、.6、程序設(shè)計(jì)部分：</p><p><b>　　程序流程圖：</b></p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)程序：</b></p><p>　　#include<reg52.h></p><p>　　#define uchar unsigned char</p><p&g

45、t;　　#define uint unsigned int</p><p>　　sbit buzzer=P3^0;</p><p>　　uchar code tab[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,</p><p>　　0x82,0xf8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e};</p

46、><p>　　uchar num,num1,num2,flag;</p><p>　　void delay(unsigned int i)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　unsigned int j;</p><p>　　for(i;i>0;i--)</p&g

47、t;<p>　　for(j = 110; j >0; j--);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void display()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　uchar a,b;</p><p>&

48、lt;b>　　a=num%10;</b></p><p><b>　　b=num/10;</b></p><p>　　if((num%8==0)&&(num!=0)&&flag==1)</p><p><b>　　{</b></p><p><

49、b>　　buzzer=1;</b></p><p>　　delay(1000);</p><p><b>　　flag=0;</b></p><p><b>　　buzzer=0;</b></p><p><b>　　num1++;</b></p>

50、<p>　　if(num1==100)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　num1=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　} </b></p><

51、;p>　　P0=tab[a];</p><p><b>　　P2=0xfe;</b></p><p><b>　　delay(5);</b></p><p>　　P0=tab[b];</p><p><b>　　P2=0xfd;</b></p><p&

52、gt;<b>　　delay(5);</b></p><p>　　/* P0=tab[c];</p><p><b>　　P2=0xfe;</b></p><p><b>　　delay(5);</b></p><p>　　P0=tab[d];</p><p

53、><b>　　P2=0xfb;</b></p><p>　　delay(5);*/</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　main()</b></p><p><b>　　{</b></p><p&g

54、t;<b>　　EA=1;</b></p><p><b>　　EX1=1;</b></p><p><b>　　5.7、焊接部分：</b></p><p>　　5.7.1焊接工具：內(nèi)熱式電烙鐵 </p><p>　　用電烙鐵將各個(gè)零部件焊接在電路板上，并盡量在焊接時(shí)使電路板

55、整潔，焊接平整。</p><p>　　5.7.2焊接圖見附錄：圖1、圖2</p><p>　　5.7.3總電路圖見附錄：圖3</p><p><b>　　六、定性說明：</b></p><p>　　各部分按照規(guī)定和設(shè)計(jì)組合起來，詳細(xì)情況見各部分說明和總電路圖。</p><p>　　七、實(shí)驗(yàn)時(shí)遇到的

56、困難和排除措施：</p><p>　　1、困難：也許是電烙鐵不好使，在焊接時(shí)候不管怎么做焊接出來的結(jié)果總是差強(qiáng)人意，非常的不美觀，這件事著實(shí)讓我們頭疼</p><p>　　解決方法：我們又換了一個(gè)電烙鐵，這次焊接出來的結(jié)果就稍微漂亮一點(diǎn)了</p><p>　　2、困難：在布線時(shí)總是不美觀，雖然也能夠?qū)崿F(xiàn)功能，但對(duì)我們工科生來說使用是一方面，美觀同樣也占據(jù)著相當(dāng)重要的

57、地位。</p><p>　　解決方法：我們多次重畫草圖，終于黃天不負(fù)有心人，我們終于做到了美觀，至少在我們看來是這樣</p><p><b>　　八、設(shè)計(jì)心得體會(huì)：</b></p><p>　　之前我們也曾做過幾次課程設(shè)計(jì)，例如：在子電子技術(shù)的課程設(shè)計(jì)中我們做的是電子時(shí)鐘的課程設(shè)計(jì)，機(jī)械設(shè)計(jì)的課程設(shè)計(jì)中我們做了一個(gè)減速箱的設(shè)計(jì)和原理圖的繪制等，

58、前幾次我們做的課程設(shè)計(jì)的的確確給我們帶來了意想不到的效果 也學(xué)著正是我們工科專業(yè)與非工科專業(yè)的區(qū)別：</p><p>　　關(guān)鍵就在練習(xí)中提高自己，而不是單單的進(jìn)行理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，否則我們只會(huì)成為一個(gè)沒有用的“文”呆子，純理論文字的學(xué)習(xí)的確能讓我們知道甚至了解一些相關(guān)專業(yè)知識(shí)，但我相信這絕對(duì)不是社會(huì)和我們自己希望看到和得到的結(jié)果！</p><p>　　同樣在這次傳感器的課程設(shè)計(jì)中我同樣學(xué)習(xí)到

59、了我之前所不了解的很多知識(shí)，并且鍛煉了自己的動(dòng)手操作能力和提高了查找資料的水平！</p><p>　　自從12月20號(hào)我們從老師那領(lǐng)到焊接板之后，我們小組幾個(gè)人就進(jìn)行了相關(guān)知識(shí)了查找及了解，對(duì)于有些元件我們甚至聽都沒有聽都沒有得聽過的，就在網(wǎng)上搜到了一些關(guān)于它的資料：元件照片，功能特點(diǎn)使用說明。由于課本上的知識(shí)太多，平時(shí)課間的學(xué)習(xí)并不能很好的理解和運(yùn)用各個(gè)元件的功能，而且考試內(nèi)容有限，所以在這次課程設(shè)計(jì)過程中，我

60、們了解了很多元件的功能</p><p>　　并且，我們?cè)谧钚∠到y(tǒng)板JZ-M2套件的焊接中不僅知道了如何去焊接，還知道了焊接過程中的注意事項(xiàng)：</p><p>　　1：拿到三件以后請(qǐng)先用小紙盒之類的裝好所有元件，不要一把全放桌上，以免焊接過程中小的原件掉了；</p><p>　　2：元件要插到位，焊接時(shí)用手按住PCB板，這樣焊接出來的元件才會(huì)平整，美觀；</p&

61、gt;<p>　　3：遇到有地線的焊盤，焊接時(shí)間需要燒長一些，如果是調(diào)溫烙鐵，焊接地線引腳的時(shí)候可以把溫度調(diào)高一些，那樣更容易上錫。</p><p>　　通過這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢

62、竟第一次做的，難免會(huì)遇到過各種各樣的問題，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。并且在這次課程設(shè)計(jì)中我還有一個(gè)更大的體會(huì)那就是“團(tuán)隊(duì)很重要”，之前幾次課程設(shè)計(jì)中我們都是一對(duì)一的進(jìn)行設(shè)計(jì)和操作，即各干各的，雖然那樣用助于培養(yǎng)我們自己的獨(dú)立思考能力，但是我們要知道以后我們面臨的困難都不會(huì)是只憑我們一人之力所能夠解決的，此時(shí)我們就必須有人能在我們面對(duì)困境找不到頭緒時(shí)給我們指導(dǎo)和幫助，所謂術(shù)業(yè)

63、有專攻，并充分利用他們的專長來共同完成一項(xiàng)非一人能夠完成的項(xiàng)目。</p><p>　　同樣在這次課程設(shè)計(jì)中我們也非常感謝我們的指導(dǎo)老師——xx老師，沒有她就不坑能有我們今日課設(shè)的完美結(jié)束！</p><p>　　在這次課程設(shè)計(jì)中我學(xué)會(huì)的，也許這些才是真正最重要的！</p><p><b>　　九、參考文獻(xiàn)：</b></p><

64、p>　　[1]單片機(jī)原理與接口技術(shù)教程 倪小軍 章韻 清華大學(xué)出版社</p><p>　　[2]高可靠紅外線傳感器控制開關(guān)[J] 陳勇 儀表技術(shù)與傳感器 2004 (5).</p><p>　　[3] CMOS 4000系列60種常用集成電路的應(yīng)用[M] 魏丑君等 人民郵電出版社，1995.</p><p>　　[4]中國集成電路大全CMOS集

65、成電路[M] 中國集成電路大全編寫委員會(huì) 國防工業(yè)出版社，1985.</p><p>　　[5]數(shù)子集成電路應(yīng)用精粹[M] 肖景和 人民郵電出版社 2002.</p><p>　　[6]傳感器應(yīng)用電路詳解[M] 羅四維 人民郵電出版社 1993.</p><p>　　[7]傳感器應(yīng)用制作入門[M] 吳桂秀 浙江科學(xué)技術(shù)

66、出版社 2004.</p><p>　　[8]單片機(jī)原理及應(yīng)用 李建忠 西安電子科技大學(xué)出版社 2002. </p><p>　　[9]電子線路CAD實(shí)用教程 潘永雄等 西安電子科技大學(xué)出版社 2002.</p><p>　　[10]紅外探測與控制電路[M] 陳永莆 人民郵電出版社 2005.</p>&l

67、t;p>　　[11]8051單片機(jī)徹底研究基礎(chǔ)篇 林伸茂 人民郵電出版社 2004.</p><p><b>　　十、附錄：</b></p><p><b>　　焊接圖：</b></p><p><b>　　圖1</b></p><p><b>