一種具有記憶功能的紅外計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)

張慧　徐琛

摘 要：文章基于STC89C52單片機(jī)設(shè)計(jì)了一種具有記憶功能的紅外計(jì)數(shù)器，該計(jì)數(shù)器性能穩(wěn)定、抗干擾能力強(qiáng)，具有防掉電數(shù)據(jù)丟失，閾值設(shè)置和超閾值報(bào)警等功能。系統(tǒng)由按鍵單元、顯示單元、紅外傳感器單元、存儲(chǔ)器單元和報(bào)警單元五個(gè)主要部分組成。

關(guān)鍵詞：STC89C52；紅外計(jì)數(shù)器；AT24C02；閾值

引言

隨著社會(huì)的發(fā)展，流水線技術(shù)在企業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用日益廣泛，如何實(shí)時(shí)、有效、準(zhǔn)確地對(duì)線上產(chǎn)品進(jìn)行計(jì)數(shù)，成為了人們普遍關(guān)心的問題。傳統(tǒng)的計(jì)數(shù)器電路復(fù)雜，元件量多，故障率高，維修不方便，且掉電數(shù)據(jù)就會(huì)丟失。而以單片機(jī)作為核心控制芯片的紅外線電子計(jì)數(shù)器能夠大幅度提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性、實(shí)時(shí)性。文章就是基于STC89C52單片機(jī)設(shè)計(jì)了一種具有記憶功能的紅外計(jì)數(shù)器，其不光具有計(jì)數(shù)、閾值設(shè)置和超閾值報(bào)警功能，還增加了防掉電數(shù)據(jù)丟失功能。

1 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)核心控制部分為STC89C52單片機(jī)，系統(tǒng)由報(bào)警電路、時(shí)鐘與復(fù)位電路、電源電路、按鍵輸入電路、數(shù)碼管和LED顯示部分、紅外傳感器和EEPROM存儲(chǔ)單元組成（圖1）。

時(shí)鐘與復(fù)位電路、電源電路構(gòu)成單片機(jī)的最小系統(tǒng)；按鍵的主要功能是預(yù)設(shè)閾值、清零；報(bào)警電路主要作用為當(dāng)計(jì)數(shù)值超過預(yù)設(shè)閾值時(shí)進(jìn)行報(bào)警；數(shù)碼管主要用來顯示設(shè)定閾值和計(jì)數(shù)值；發(fā)光二極管用于指示工作狀態(tài)，閃爍時(shí)為計(jì)數(shù)狀態(tài)；紅外傳感器作用是采集物件通過信號(hào)，實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)；EEPROM存儲(chǔ)單元選用AT24C02芯片完成存儲(chǔ)功能，可以在掉電時(shí)保存數(shù)據(jù)。（圖1）

2 主要電路設(shè)計(jì)

2.1 揚(yáng)聲器報(bào)警電路設(shè)計(jì)

揚(yáng)聲器報(bào)警電路如圖2所示。電路由單片機(jī)通過P3.5口進(jìn)行控制，當(dāng)計(jì)數(shù)值超過上限值時(shí)，P3.5輸出方波信號(hào)，并經(jīng)三極管放大，讓揚(yáng)聲器產(chǎn)生“滴滴”的報(bào)警聲，以達(dá)到報(bào)警的目的。

2.2 EEPROM存儲(chǔ)電路

系統(tǒng)選用AT24C02 芯片存儲(chǔ)預(yù)設(shè)閾值和計(jì)數(shù)值，電路如圖3所示。AT24C02內(nèi)部存儲(chǔ)地址的0x00和0x01單元用于存儲(chǔ)計(jì)數(shù)值，地址0x02和0x03用于存儲(chǔ)預(yù)設(shè)閾值。AT24C02通過6和5號(hào)腳分別與單片機(jī)的P2.5和P2.6連接，用I2C的串行通信方式與單片機(jī)傳輸數(shù)據(jù)。

2.3 紅外傳感器模塊

本系統(tǒng)選用 E18-D80NK型號(hào)的紅外光電開關(guān)，該傳感器集發(fā)射與接收于一體，檢測(cè)距離可以根據(jù)要求進(jìn)行調(diào)節(jié)，有探測(cè)距離遠(yuǎn)、受可見光干擾小、價(jià)格便宜、易于裝配、使用方便等特點(diǎn)。該傳感器有三個(gè)引線，其中紅色線接5V電源，綠色線接地，黃色線用于輸出采集信號(hào)，通過單片機(jī)P1.4口傳入計(jì)數(shù)信號(hào)。

2.4 按鍵輸入電路（圖4）

按鍵輸入電路包括4個(gè)按鍵，選用輕觸開關(guān)，按下時(shí)輸入低電平。4個(gè)按鍵的主要功能為：K1為預(yù)置數(shù)按鍵，K2為加按鍵，K3為減按鍵，K4為清零按鍵。4個(gè)按鍵分別接在單片機(jī)的P1.0、P1.1、P1.2和P1.3引腳上。

3 程序設(shè)計(jì)

程序設(shè)計(jì)包括主程序（main）、計(jì)數(shù)子函數(shù)（jishu）、按鍵掃描子函數(shù)（keyscan）、顯示子函數(shù)（display）、T0初始化函數(shù)（InitTimer0）、T0中斷服務(wù)函數(shù)（timer0）等幾個(gè)部分。

計(jì)數(shù)子函數(shù)主要采集紅外傳感器信號(hào)，每有物體通過則計(jì)數(shù)值加1，并把計(jì)數(shù)值存入AT24C02中。按鍵掃描子函數(shù)，主要完成對(duì)四個(gè)按鍵的信息讀取，并根據(jù)按下的按鍵執(zhí)行相應(yīng)的功能。顯示子函數(shù)，完成對(duì)4位數(shù)碼管的顯示控制，首先通過計(jì)算獲取要顯示數(shù)據(jù)的個(gè)、十、百、千位，然后通過動(dòng)態(tài)顯示的編程方法分別向P0和P2口送各個(gè)位的段碼和位碼。T0初始化函數(shù)完成對(duì)T0計(jì)數(shù)器的初始化，設(shè)置工作方式和計(jì)數(shù)初值。T0中斷服務(wù)函數(shù)完成500ms的定時(shí)，用于控制發(fā)光二極管進(jìn)行一秒閃爍以及揚(yáng)聲器的滴滴報(bào)警。主程序主要功能是開機(jī)讀取24C02的計(jì)數(shù)和閾值信息，調(diào)用子函數(shù)，完成計(jì)數(shù)器功能。

4 結(jié)束語

文章設(shè)計(jì)的紅外計(jì)數(shù)器采用單片機(jī)控制、紅外線遮光方式，抗干擾性好，可靠性高；可調(diào)整閾值，具有超過閾值報(bào)警功能；設(shè)計(jì)了EEPROM存儲(chǔ)部分，有效防止掉電丟失數(shù)據(jù)。

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