一种生产流水线产品自动计数器的设计(附件)【字数：6341】
摘 要随着技术的更新迭代，计数器的使用已经遍及生活的方方面面，尤其是在企业的生产流水线上更为普遍，但如今市面上一些计数器存在着体积过大、费用相对较高、安装及使用环境比较单一等问题。本课题所设计的计数器从上述角度出发，以在课堂经常学习的单片机为控制核心，配以红外光电传感器来检测物品是否通过，并可设置目标数值，当一袋所装产品数量达到设定目标值时蜂鸣器即会响起同时LED指示灯也会亮起提醒工人打包装袋，按下复位清零键即可进行下一轮的计数。本课题设计的自动计数器有着体积小、功能性强、可靠性高、性价比高的优点，适合小型企业购入使用。
目 录
一、引言 6
（一）本课题的研究意义与背景 6
（二）本文主要研究内容 6
（三）自动计数器的发展现状 6
二、自动计数器总体方案设计 7
（一）设计要求 7
（二）设计方案 7
三、系统硬件设计 7
（一）系统概述 7
（二）单片机最小系统模块 8
（三）数码管显示模块 8
1.数码管简介 8
2.数码管驱动方式的分类 8
3.数码管驱动电路 9
（四）红外检测模块 9
（五）声光报警模块 10
（六）按键输入模块 11
四、系统程序设计 11
（一）编程语言及所用软件 12
（二）总体程序流程图设计 12
（三）数码管显示模块程序 13
（四）红外检测模块程序 15
（五）声光报警模块程序 16
（六）按键输入模块程序 16
五、实物组装与调试 18
（一）元器件的焊接与组装 18
（二）电路的调试 19
六、总结 21
致 谢 22
参考文献 23
附录一 原理图 24
附录二 元器件清单 25
附录三 PCB图 26
附录四 程序代码 27
一、引言
（一）本课题的研究意义与背景
中国的发展速度在进入21世纪 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
以后都有目共睹，飞速的经济增长离不开各类企业的蓬勃发展。早期的计数器被设计出来以祈求获得更大的计数范围，再加之计数精度及稳定度也各有差异，所以也就造成了计数器的价格参差不齐。随着技术水平的提高，就有越来越多的可能让计数器实现更大额度的计数空间，所以也造就其成为各类企业流水线上不可或缺的一部分。而一些大型的计数器造价成本过高，对一些中小企业来说在经营利润上难免会舍弃掉这一部分预算，转而使用更耗费时间及人力的人工清点。本课题从上述问题出发，旨在设计一款性价比相对较高，体积小巧，功能满足基本的流水线清点需求的计数器。
（二）本文主要研究内容
本课题是以我们电子专业经常在课堂上学到的单片机为控制核心，其承担着计数的作用，所以首先研究单片机及其技术方面的知识，其次采用了检测流水线产品时承担感应功能的红外光电传感器，所以对传感器技术相关知识也要进行相应研究。另外相关的焊接及调试能力也需相应具备。最后回归到整体功能实现，最重要的研究是如何让整体做到快速、精确、实时地计数，这需要更深的知识储备、更多资料的翻阅以及指导老师的指导。课题设计研究初期还有诸多不足，日后还需多加完善。
（三）自动计数器的发展现状
电子计数器自上世纪五十年代诞生以来，其产品的更新换代可谓迅速，性能也越来越完善。随着历代科学家对电子技术的深挖，使得电子设备从电子管到晶体管再发展到集成电路这一阶段。集成电路的出现，使得最先进的电路元件和技术就有可能应用在计数器上，所以现在市面上的计数器功能相对齐全。如今的产品自动计数器大多无需接触产品即可直接计数，也称为非接触式计数。现在中国的大小企业里的工厂环境各不相同，而以51系列单片机为控制单元的产品自动计数器在工作时也时常出现程序执行错误或者不执行等情况。怎样去提高计数器的准确性，稳定性及实时性，成为了现在计数器技术层面需要攻克的主要问题。
二、自动计数器总体方案设计
（一）设计要求
1.对51系列单片机的集成开发环境要熟悉，学会用学校里学到的C语言知识编写程序；
2.对所选用单片机的各引脚功能要了解；
3.会使用dxp等软件进行制作原理图及测试；
4.具备基本的电工焊接能力；
5.理解计数器的原理，设计出的实物符合相关功能要求。
（二）设计方案
本课题选用了STC89C52单片机作为整个系统的主控制器，E18D80NK光电传感器承担对物体的检测，配合以复位键、设置键、加键、减键这四个按键进行目标数值的操控，数值的显示则采用了常见的数码管，同时采用了蜂鸣器加LED灯的声光报警功能，也能更好地在工厂相对嘈杂的流水线起到提醒工人打包的作用。
三、系统硬件设计
（一）系统概述
图31系统框图
如图31为此次设计的系统框图。单片机最小系统的构成有：STC89C52单片机、电容、晶振及上拉电阻等器件。在此基础上其他5个模块均以单片机最小系统为核心展开。物体的检测由E18D80NK光电传感器承担。数值的显示采用四位共阴数码管，可直观读取。四个按键则主要是设置目标数值和复位清零的功能。最后的声光报警模块包括蜂鸣器和LED灯，当超过所设置的目标数值就立即进行声光报警，从而提醒流水线工人来包装产品。
（二）单片机最小系统模块
/
图32单片机最小系统
STC89C52单片机最小系统如图32所示。
本文所选用的STC89C52单片机自身功耗低且性能优越，之所以选用这一种常见的单片机，是因为关于其大量的学习资料获取途径方便且广泛，引脚及其功能的理解不繁杂。工业级的STC89C52单片机工作温度上到85℃下到零下40℃，这也使得其在一些工厂车间高温的环境下仍能正常工作，而不会出现因温度过高出现停止工作的状况。另外其直接使用串口下载程序的方式也十分方便。
（三）数码管显示模块
1.数码管简介
数码管顾名思义是我们可以直接从上面读取到数字或者其他信息的一种电子器件。其按照极性的连接方式可将数码管分为共阳数码管和共阴数码管这两种，按照能显示多少个“8”来分为几位数码管。本设计选用的是四位共阴数码管3641AS。
2. 数码管驱动方式的分类
目 录
一、引言 6
（一）本课题的研究意义与背景 6
（二）本文主要研究内容 6
（三）自动计数器的发展现状 6
二、自动计数器总体方案设计 7
（一）设计要求 7
（二）设计方案 7
三、系统硬件设计 7
（一）系统概述 7
（二）单片机最小系统模块 8
（三）数码管显示模块 8
1.数码管简介 8
2.数码管驱动方式的分类 8
3.数码管驱动电路 9
（四）红外检测模块 9
（五）声光报警模块 10
（六）按键输入模块 11
四、系统程序设计 11
（一）编程语言及所用软件 12
（二）总体程序流程图设计 12
（三）数码管显示模块程序 13
（四）红外检测模块程序 15
（五）声光报警模块程序 16
（六）按键输入模块程序 16
五、实物组装与调试 18
（一）元器件的焊接与组装 18
（二）电路的调试 19
六、总结 21
致 谢 22
参考文献 23
附录一 原理图 24
附录二 元器件清单 25
附录三 PCB图 26
附录四 程序代码 27
一、引言
（一）本课题的研究意义与背景
中国的发展速度在进入21世纪 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
以后都有目共睹，飞速的经济增长离不开各类企业的蓬勃发展。早期的计数器被设计出来以祈求获得更大的计数范围，再加之计数精度及稳定度也各有差异，所以也就造成了计数器的价格参差不齐。随着技术水平的提高，就有越来越多的可能让计数器实现更大额度的计数空间，所以也造就其成为各类企业流水线上不可或缺的一部分。而一些大型的计数器造价成本过高，对一些中小企业来说在经营利润上难免会舍弃掉这一部分预算，转而使用更耗费时间及人力的人工清点。本课题从上述问题出发，旨在设计一款性价比相对较高，体积小巧，功能满足基本的流水线清点需求的计数器。
（二）本文主要研究内容
本课题是以我们电子专业经常在课堂上学到的单片机为控制核心，其承担着计数的作用，所以首先研究单片机及其技术方面的知识，其次采用了检测流水线产品时承担感应功能的红外光电传感器，所以对传感器技术相关知识也要进行相应研究。另外相关的焊接及调试能力也需相应具备。最后回归到整体功能实现，最重要的研究是如何让整体做到快速、精确、实时地计数，这需要更深的知识储备、更多资料的翻阅以及指导老师的指导。课题设计研究初期还有诸多不足，日后还需多加完善。
（三）自动计数器的发展现状
电子计数器自上世纪五十年代诞生以来，其产品的更新换代可谓迅速，性能也越来越完善。随着历代科学家对电子技术的深挖，使得电子设备从电子管到晶体管再发展到集成电路这一阶段。集成电路的出现，使得最先进的电路元件和技术就有可能应用在计数器上，所以现在市面上的计数器功能相对齐全。如今的产品自动计数器大多无需接触产品即可直接计数，也称为非接触式计数。现在中国的大小企业里的工厂环境各不相同，而以51系列单片机为控制单元的产品自动计数器在工作时也时常出现程序执行错误或者不执行等情况。怎样去提高计数器的准确性，稳定性及实时性，成为了现在计数器技术层面需要攻克的主要问题。
二、自动计数器总体方案设计
（一）设计要求
1.对51系列单片机的集成开发环境要熟悉，学会用学校里学到的C语言知识编写程序；
2.对所选用单片机的各引脚功能要了解；
3.会使用dxp等软件进行制作原理图及测试；
4.具备基本的电工焊接能力；
5.理解计数器的原理，设计出的实物符合相关功能要求。
（二）设计方案
本课题选用了STC89C52单片机作为整个系统的主控制器，E18D80NK光电传感器承担对物体的检测，配合以复位键、设置键、加键、减键这四个按键进行目标数值的操控，数值的显示则采用了常见的数码管，同时采用了蜂鸣器加LED灯的声光报警功能，也能更好地在工厂相对嘈杂的流水线起到提醒工人打包的作用。
三、系统硬件设计
（一）系统概述
图31系统框图
如图31为此次设计的系统框图。单片机最小系统的构成有：STC89C52单片机、电容、晶振及上拉电阻等器件。在此基础上其他5个模块均以单片机最小系统为核心展开。物体的检测由E18D80NK光电传感器承担。数值的显示采用四位共阴数码管，可直观读取。四个按键则主要是设置目标数值和复位清零的功能。最后的声光报警模块包括蜂鸣器和LED灯，当超过所设置的目标数值就立即进行声光报警，从而提醒流水线工人来包装产品。
（二）单片机最小系统模块
/
图32单片机最小系统
STC89C52单片机最小系统如图32所示。
本文所选用的STC89C52单片机自身功耗低且性能优越，之所以选用这一种常见的单片机，是因为关于其大量的学习资料获取途径方便且广泛，引脚及其功能的理解不繁杂。工业级的STC89C52单片机工作温度上到85℃下到零下40℃，这也使得其在一些工厂车间高温的环境下仍能正常工作，而不会出现因温度过高出现停止工作的状况。另外其直接使用串口下载程序的方式也十分方便。
（三）数码管显示模块
1.数码管简介
数码管顾名思义是我们可以直接从上面读取到数字或者其他信息的一种电子器件。其按照极性的连接方式可将数码管分为共阳数码管和共阴数码管这两种，按照能显示多少个“8”来分为几位数码管。本设计选用的是四位共阴数码管3641AS。
2. 数码管驱动方式的分类
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