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1、<p><b> 測(cè)控電路課程</b></p><p><b> 設(shè)計(jì)說(shuō)明書</b></p><p> 題 目 光電計(jì)數(shù)電路 </p><p> 學(xué) 院 </p><p> 班 級(jí) </p>&
2、lt;p> 學(xué)生姓名 </p><p> 學(xué) 號(hào) </p><p> 指導(dǎo)老師 </p><p> 2015年5月11日</p><p><b> 目錄</b></p><p> 1、課程設(shè)計(jì)題目:3</p>
3、<p> 2、課程設(shè)計(jì)目的:3</p><p> 3、課程設(shè)計(jì)內(nèi)容:3</p><p><b> 3.1電路設(shè)計(jì)3</b></p><p> 3.1.1單片機(jī)最小系統(tǒng)3</p><p> 3.1.2晶振電路:5</p><p> 3.1.3復(fù)位電路:5</
4、p><p> 3.1.4光敏電阻電路設(shè)計(jì):6</p><p> 3.1.5顯示電路圖:7</p><p> 3.1.6整體電路圖:8</p><p> 3.2程序設(shè)計(jì):8</p><p> 3.2.1初始化程序:8</p><p> 3.2.2延時(shí)程序:8</p>
5、<p> 3.2.3顯示程序:9</p><p> 3.2.4計(jì)數(shù)程序:9</p><p> 3.2.5主程序:10</p><p> 3.2.6整體程序:10</p><p><b> 4、個(gè)人體會(huì)12</b></p><p><b> 5、參考文獻(xiàn)
6、13</b></p><p><b> 附錄:14</b></p><p><b> 實(shí)物圖14</b></p><p> 1、課程設(shè)計(jì)題目: </p><p> 設(shè)計(jì)一個(gè)光電計(jì)數(shù)電路,利用三極管加運(yùn)放,設(shè)計(jì)光電轉(zhuǎn)換電路;光電轉(zhuǎn)換信號(hào)比較輸出0、1信號(hào);引入單片機(jī)計(jì)數(shù)電路,
7、計(jì)算光電計(jì)數(shù)值</p><p><b> 2、課程設(shè)計(jì)目的:</b></p><p> 了解計(jì)數(shù)的含義,計(jì)數(shù)的意義。它是我們定時(shí)與自動(dòng)化計(jì)數(shù)的基礎(chǔ),在工程領(lǐng)域很多地方用到這樣的功能,它也是單片機(jī)的一項(xiàng)重要功能模塊,掌握它,我我們后面的綜合實(shí)驗(yàn)與綜合設(shè)計(jì)打下良好的基礎(chǔ)。</p><p><b> 3、課程設(shè)計(jì)內(nèi)容:</b&g
8、t;</p><p><b> 3.1電路設(shè)計(jì)</b></p><p><b> 圖1 原理框圖</b></p><p> 3.1.1單片機(jī)最小系統(tǒng)</p><p> 51單片機(jī)是對(duì)所有兼容Intel 8031指令系統(tǒng)的單片機(jī)的統(tǒng)稱。該系列單片機(jī)的始祖是Intel的8031單片機(jī),后來(lái)隨著
9、Flash rom技術(shù)的發(fā)展,8031單片機(jī)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展,成為應(yīng)用最廣泛的8位單片機(jī)之一,其代表型號(hào)是ATMEL公司的AT89系列,它廣泛應(yīng)用于工業(yè)測(cè)控系統(tǒng)之中。很多公司都有51系列的兼容機(jī)型推出,今后很長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)將占有大量市場(chǎng)。51單片機(jī)是基礎(chǔ)入門的一個(gè)單片機(jī),還是應(yīng)用最廣泛的一種。</p><p> 單片機(jī)選用AT89C52芯片。AT89C52為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
10、及管腳排布上與通用的8xc52 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(cè)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
11、,分別接+5V電源的正負(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(cè)及會(huì)聚調(diào)整狀態(tài)進(jìn)入的控制功能
12、。單片機(jī)最小系統(tǒng)或者</p><p> 圖2 80c51單片機(jī)芯片</p><p> 3.1.2晶振電路:</p><p> 8051單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)通常用兩種電路形式電路得到:內(nèi)部震蕩方式和外部中斷方式。在引腳XTAL1和XTAL2外部接晶振電路器(簡(jiǎn)稱晶振)或陶瓷晶振器,就構(gòu)成了內(nèi)部晶振方式。由于單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器,當(dāng)外接晶振后,就構(gòu)成了自
13、激振蕩器并產(chǎn)生振蕩時(shí)鐘脈沖。內(nèi)部振蕩方式的外部電路如圖5示。其電容值一般在5~30pf,晶振頻率的典型值為12MHz,采用6MHz的情況也比較多。內(nèi)部振蕩方式所得的時(shí)鐘信號(hào)比較穩(wěn)定,實(shí)用電路實(shí)用較多。</p><p><b> 圖3 晶振電路圖</b></p><p> 3.1.3復(fù)位電路:</p><p> 復(fù)位電路使用了獨(dú)立式鍵盤,
14、單片機(jī)的P1口鍵盤的接口。復(fù)位電路采用手動(dòng)復(fù)位,所謂手動(dòng)復(fù)位,是指通過(guò)接通一按鈕開關(guān),使單片機(jī)進(jìn)入復(fù)位狀態(tài),晶振電路用30PF的電容和一12M晶體振蕩器組成為整個(gè)電路提供時(shí)鐘頻率。如圖示:</p><p><b> 圖4 復(fù)位電路圖</b></p><p> 3.1.4光敏電阻電路設(shè)計(jì):</p><p> 當(dāng)遮光的時(shí)候,光敏電阻的阻值趨
15、近無(wú)窮大,在三極管的e端電流經(jīng)過(guò)三極管的放大后,三極管的c端處的電壓所得值的大小2.8V與LM393負(fù)端輸入電壓2.5V(V=R3/(R3+R4*5V)=2.5V)相比較。得出高電平輸入單片機(jī)的T0口。</p><p> 當(dāng)光照射的時(shí)候,光敏電阻的阻值減小,在三極管的e端電流增大,經(jīng)過(guò)三極管的放大之后,三極管的c端處的電壓所得值的大小0.8V與LM393負(fù)端輸入電壓2.5V相比較。得出低電平輸入單片機(jī)的T0口。
16、進(jìn)而實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的計(jì)數(shù)加1.</p><p> 圖5 光敏電阻電路</p><p> 3.1.5顯示電路圖:</p><p> led數(shù)碼管(LED Segment Displays)由多個(gè)發(fā)光二極管封裝在一起組成“8”字型的器件,引線已在內(nèi)部連接完成,只需引出它們的各個(gè)筆劃,公共電極。數(shù)碼管實(shí)際上是由七個(gè)發(fā)光管組成8字形構(gòu)成的,加上小數(shù)點(diǎn)就是8個(gè)。這些段分別
17、由字母a,b,c,d,e,f,g,dp來(lái)表示。</p><p><b> 圖6 數(shù)碼管</b></p><p><b> 圖7 顯示電路圖</b></p><p> 3.1.6整體電路圖:</p><p><b> 圖8 整體電路</b></p>&l
18、t;p><b> 3.2程序設(shè)計(jì):</b></p><p> 3.2.1初始化程序:</p><p> TMOD=0x05;//設(shè)置計(jì)數(shù)器0的工作方式</p><p><b> TH0=0;</b></p><p><b> TL0=0;</b></p
19、><p> TR0=1;//啟動(dòng)計(jì)數(shù)器</p><p> 3.2.2延時(shí)程序:</p><p> void delay(uintxms)</p><p><b> {</b></p><p><b> uinti,j;</b></p><p&g
20、t; for(i=xms;i>0;i--)</p><p> for(j=110;j>0;j--);</p><p><b> }</b></p><p> 3.2.3顯示程序:</p><p> void display(uchar bai,uchar shi,uchar ge)</p>
21、;<p><b> {</b></p><p> P0=table[bai];</p><p> wei1=0;wei2=1;wei3=1;</p><p> delay(50);</p><p><b> P0=0xff;</b></p><p>&
22、lt;b> wei1=1;</b></p><p> P0=table[shi];</p><p><b> wei2=0;</b></p><p><b> wei1=1;</b></p><p><b> wei3=1;</b></p>
23、;<p> delay(50);</p><p><b> P0=0xff;</b></p><p><b> wei2=1;</b></p><p> P0=table[ge];</p><p><b> wei3=0;</b></p>
24、<p><b> wei1=1;</b></p><p><b> wei2=1;</b></p><p> delay(50);</p><p><b> P0=0xff;</b></p><p><b> wei3=1;</b>&l
25、t;/p><p><b> }</b></p><p> 3.2.4計(jì)數(shù)程序:</p><p> uint read()</p><p><b> {</b></p><p> uchar t1,th1,th2;</p><p><b>
26、; uint val;</b></p><p><b> while(1)</b></p><p><b> {</b></p><p><b> th1=TH0;</b></p><p><b> t1=TL0;</b></p
27、><p><b> th2=TH0;</b></p><p> if(th1==th2)</p><p><b> break;</b></p><p><b> } </b></p><p> val=th1*256+t1;</p>
28、<p> Return val;</p><p><b> }</b></p><p><b> 3.2.5主程序:</b></p><p> void main()</p><p><b> {</b></p><p> uch
29、ar a,b,c;</p><p><b> uint num;</b></p><p> TMOD=0x05;//設(shè)置計(jì)數(shù)器0的工作方式</p><p><b> TH0=0;</b></p><p><b> TL0=0;</b></p><
30、p> TR0=1;//啟動(dòng)計(jì)數(shù)器</p><p><b> while(1)</b></p><p><b> {</b></p><p> num=read();</p><p> if(num>=255)</p><p><b>
31、{</b></p><p><b> num=0;</b></p><p><b> TH0=0;</b></p><p><b> TL0=0;</b></p><p><b> }</b></p><p>
32、 a=num/100;</p><p> b=num%100/10;</p><p><b> c=num%10;</b></p><p> display(a,b,c);</p><p><b> }</b></p><p><b> }</b&g
33、t;</p><p> 3.2.6整體程序:</p><p> #include<reg51.h></p><p> #define uchar unsigned char</p><p> #define uint unsigned int</p><p> sbit wei1=P2^0 ;&l
34、t;/p><p> sbit wei2=P2^1;</p><p> sbit wei3=P2^2; </p><p> uchar code table[]=</p><p> {0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};</p><p> void
35、delay(uint);</p><p> void display(uchar bai,uchar shi,uchar ge)</p><p><b> {</b></p><p> P0=table[bai];</p><p> wei1=0;wei2=1;wei3=1;</p><p&g
36、t; delay(50);</p><p><b> P0=0xff;</b></p><p><b> wei1=1;</b></p><p> P0=table[shi];</p><p><b> wei2=0;</b></p><p>
37、<b> wei1=1;</b></p><p><b> wei3=1;</b></p><p> delay(50);</p><p><b> P0=0xff;</b></p><p><b> wei2=1;</b></p>
38、<p> P0=table[ge];</p><p> wei3=0;wei1=1;wei2=1;</p><p> delay(50);</p><p><b> P0=0xff;</b></p><p><b> wei3=1;</b></p><p&g
39、t;<b> }</b></p><p> void delay(uint xms)</p><p><b> {</b></p><p><b> Uint i,j;</b></p><p> for(i=xms;i>0;i--)</p><
40、;p> for(j=110;j>0;j--);</p><p><b> }</b></p><p> uint read()</p><p><b> {</b></p><p> uchar t1,th1,th2;</p><p><b>
41、 uint val;</b></p><p><b> while(1)</b></p><p><b> {</b></p><p> th1=TH0;t1=TL0;th2=TH0;</p><p> if(th1==th2)</p><p><
42、b> break;</b></p><p><b> } </b></p><p> val=th1*256+t1;</p><p> Return val;</p><p><b> }</b></p><p> void main()<
43、/p><p><b> {</b></p><p> uchar a,b,c;</p><p><b> uint num;</b></p><p> TMOD=0x05;//設(shè)置計(jì)數(shù)器0的工作方式</p><p><b> TH0=0;</b>
44、;</p><p><b> TL0=0;</b></p><p> TR0=1;//啟動(dòng)計(jì)數(shù)器</p><p><b> while(1)</b></p><p><b> {</b></p><p> num=read();</
45、p><p> if(num>=255)</p><p><b> {</b></p><p><b> num=0;</b></p><p><b> TH0=0;</b></p><p><b> TL0=0;</b>
46、</p><p><b> }</b></p><p> a=num/100;</p><p> b=num%100/10;</p><p><b> c=num%10;</b></p><p> display(a,b,c);</p><p&g
47、t;<b> }</b></p><p><b> }</b></p><p><b> 4、個(gè)人體會(huì)</b></p><p> 為期一周的電子課題設(shè)計(jì)終于落下帷幕了,經(jīng)過(guò)這一周的辛苦努力,終于完成了我們的電子設(shè)計(jì)---光電計(jì)數(shù)器。因?yàn)橐郧爸皇橇?xí)慣聽老師講解,只知道研究書上的內(nèi)容動(dòng)手很少,對(duì)做
48、電子線路板經(jīng)驗(yàn)不足,所以剛開始有點(diǎn)不知所措。但我們沒(méi)有放棄這次難得的動(dòng)手機(jī)會(huì),通過(guò)查閱相關(guān)資料,把原理圖畫好,經(jīng)過(guò)仿真確定其可行性,然后就開始焊接電路板,在焊接電路板的過(guò)程中,我從中發(fā)現(xiàn)了許多問(wèn)題,也遇到了不少難題,比如我一開始我用的LM393的1、2、3管腳,可是焊接之后發(fā)現(xiàn)1、4管腳短路了,導(dǎo)致我的計(jì)數(shù)器完全不能正常工作,后來(lái)通過(guò)查資料了解到123管教和5、6、7管腳的功能是一樣的所以又重新把原來(lái)焊接在1、2、3管腳上的電路焊接到了
49、5、6、7管腳上面。</p><p> 在動(dòng)手操作的過(guò)程中,增強(qiáng)了實(shí)踐動(dòng)手能力,更增加了我以后動(dòng)手操作的信心,在后期調(diào)試過(guò)程中,通過(guò)數(shù)字萬(wàn)用表等相關(guān)測(cè)量工具獲得了計(jì)數(shù)器的一些工作參數(shù),在結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果分析,更加懂得了該光電計(jì)數(shù)器的工作原理。但是我的光電計(jì)數(shù)器也存在一些問(wèn)題,就是每次計(jì)數(shù)都是一下記很多次,跳動(dòng)比較大,這個(gè)主要是消抖的問(wèn)題沒(méi)有解決,還有就是我的電路板的比較器LM393的輸出端接到單片機(jī)的p3.4
50、口沒(méi)有反應(yīng),但是電路板沒(méi)有問(wèn)題,開始我一直以為是因?yàn)閱纹瑱C(jī)開發(fā)板上的元器件太多,多電路板影響比較大,所以才不能計(jì)數(shù),后來(lái)在老師的指導(dǎo)下發(fā)現(xiàn)是因?yàn)閱纹瑱C(jī)開發(fā)板的p3計(jì)數(shù)器沒(méi)有接上拉電阻,導(dǎo)致電壓不夠,以至于我的光電計(jì)數(shù)器與開發(fā)板相連不能實(shí)現(xiàn)預(yù)想功能,后來(lái)在p3.4口外接了一個(gè)上拉電阻,就可以順利計(jì)數(shù)的。</p><p> 非常感謝老師的指導(dǎo),在這個(gè)過(guò)程中我也明白了我們遇到問(wèn)題應(yīng)該通過(guò)各種努力去解決它,而不是任其發(fā)
51、展,不管不顧,做學(xué)問(wèn)就要有這種不怕阻礙不怕困難的勇氣和韌性。</p><p> 感謝學(xué)校給我們提供了這次寶貴的動(dòng)手實(shí)踐機(jī)會(huì),通過(guò)動(dòng)手操作,我們學(xué)到了許多書本上沒(méi)有的知識(shí),而且更加鞏固了所學(xué)知識(shí),真正做到了所學(xué)即所用。經(jīng)過(guò)這次電子設(shè)計(jì),我從中收獲了很多,更加懂得了理論聯(lián)系實(shí)際的重要性,讓我們對(duì)電子設(shè)計(jì)這門科目有了更深一層次的了解。我相信我能在以后的電子設(shè)計(jì)中做的更好,會(huì)有更多新的發(fā)現(xiàn)。</p>&l
52、t;p><b> 5、參考文獻(xiàn)</b></p><p> [1]郭天祥編著 51單片機(jī)C語(yǔ)言教程 電子工業(yè)出版社</p><p> [2]佘新平主編 數(shù)字電子技術(shù)第二版 華中科技大學(xué)出版社</p><p> [3]陶恒齊 張小華主編 模擬電子技術(shù) 華中科技大學(xué)出版社</p><p> [4]鄒玲 羅明主編
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