发布时间 : 星期五 文章光电开关式检测及计数器设计(DOC)更新完毕开始阅读e0e2bdd0d5d8d15abe23482fb4daa58da1111c61
光电开关式检测及计数器设计
产品正面有红色LED指示，没有遮挡物体时处于熄灭状态，有遮挡物体时立即点亮，非常直观，引线长度为100毫米，其中棕色线是正24V，蓝线地线，白线是继电器触点的公共端，灰线是继电器触点的常闭，黑线是继电器触点的常开。
红外线反射型传感器的电参数：工作电压5～12V，极限电压15V，工作电流5～20mA，最大30mA，对应检测距离为0～120cm。
图2.3-4 计数传感器
在一些设备或流水线上需要对产量或流量进行统计，用红外线反射型传感器可以直接作为传感器件。再利用LED2六位计数器即可组成完整的计数系统，用于监控生产情况。如下图2.3-5所示
图2.3-6 红外线检测部分
如图2.3-6所示，红外线检测部分采用一对红外发送接收管完成，当电路正
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常工作时，无障碍物遮挡，红外接收头有红外线照射，这时，红外接收头的电阻很小，大部分电压都加在R3上，这正是电压比较器LM324的正向输入电压，而负向输入电压由R4和R5分压得到U??5?R5?3.3V，而R3分得的电压
R4?R5要大于此基准电压值，故这时电压比较器LM324输出高电平；当在红外发射接收管间有一不透光的障碍物时，，红外接收头无红外线照射，这时红外接收头的电阻很大，大部分电压都加在红外接收头上，这也是电压比较器LM324的正向输入电压，而负向输入电压也是由R4和R5分压得到，和原来电压一样，这时，R3分得的电压要小于此基准电压值，故这时电压比较器LM324输出低电平。
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三、单片机计数及控制部分
图3 单片机计数部分
3.1计数部分的设计
计数部分如图十一所示。由单片机AT89C51控制完成。基本原理为当红外检测部分检测到有物体经过时，红外接收电路的串联电阻会分压减小，从而使电压比较器的正向输入端小于负向输入端的电压，从而使电压比较器输出一个低电平信号，这个信号将供给单片机进行计数控制。
计数部分有三种方案：外部中断、T0或T1计数器脉冲统计、查询法。 T0或T1计数器主要作用是在一定时间内计数脉冲的个数，我们在这里并非研究对象为在一定时间内通过物品的数量，而是实时地在显示器上显示数当前的计数值，故我们这里不能采用T0或T1计数器的方式；
查询法是CPU在一定时间内或是时刻地在查询是否有计数脉冲产生。我们知道，CPU每查询一个脉冲大约用到的时间是一个机器周期，也就是12个振荡周期，即1?s的时间，相对于单片机的运行速度而言，外部流水线的传输速度
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实在太慢，如果执意要用查询法进行统计物体的传输速度，这样对于单片机的时间资源太浪费，我们在设计单片机产品中，时间资源和空间资料特别珍贵，不能轻易浪费，故查询方案舍弃。
外部中断法是利用P3.2口的第二功能，INT0中断，这时，当有一低电平产生时，单片机将自动进入中断服务程序，进行处理外部中断问题，但在这时，由于外界干扰或者物体的特性，可能会进行反复地中断触发，这样可能会造成误计，重计等错误后果，在这里我们处理的办法是我们不再利用电平触发，而采用负边沿触发方式，这样只有产生一个完整的脉冲，才会有负边沿产生，这样就可以在很大程序上解决了误差的问题。
综上所述，在本设计在最合理的是采用外部中断方式计数。
3.2单片机控制的设计
单片机控制数码管显示有责任中方案，和种是查询法，另一种是中断法，这里的中断不再是外部中断，而是利用单片机内部的定时器产生定时中断，从而控制数码管的显示。
查询法类似于上面所说的脉冲的查询方法，主程序在不停地查询并显示数码管的点亮，并且在每位数码管之间还要插入延时程序，而这些延时程序一般都是利用空操作的方法进行延时，这样浪费了大量的时间和空间资料。在工程设计和产品制作中，一般不采用此方案。
中断法是利用单片机内部产生的溢出进行计数和定时，这样可以准确在某时刻或是是规定的时刻做相应的工作。在本设计中，是用数码管每1ms轮循地扫描，点亮数码管。
但是，在以上的显示和计数的相应程序段中，可能会遇到两者同时进入中断问题，如果遇到这样的问题，可能会导致单片机死机或者程序跑飞的情况，我们为了避免这样的情况产生，我们在这里必须设定优先级，在工业生产中，要计算出正确的数值才是最重要的，所以，我们这里就要设为检测外部脉冲人优先级。
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