关于红外传感器的计数器设计
菏泽学院课程设计
目录
摘要 (1)
关键词 (1)
Abstract (2)
Key words (2)
引言 (2)
1红外传感器计数系统设计方案 (2)
1.1总体设计思路 (2)
1.2前期准备 (2)
1.3设计过程及问题 (2)
2传感器模块 (2)
2.1传感器模块描述 (2)
2.2传感器硬件设计 (2)
2.2.1传感器的原理图设计 (3)
2.2.2传感器PCB图的设计 (3)
2.3传感器模块参数说明 (4)
2.4传感器模块接口说明 (5)
3主控电路模块 (5)
3.1CUP处理器的选用 (5)
3.2显示器的选用 (5)
3.3报警元器件的选用 (6)
3.4供电方式 (6)
3.5主控电路图的设计 (6)
3.6主控电路的组装实物 (6)
4红外传感器计数系统整合调试 (8)
4.1红外传感器计数系统实物 (8)
4.2系统软件的设计 (8)
4.2.1编程软件及语言的使用 (8)
4.2.2程序设计 (8)
4.3系统调试测试 (10)
参考文献 (10)
附录单片机数据处理部分程序 (11)
关于红外传感器的计数器设计
关于红外传感器的计数器设计
自动化专业学生姬生达
摘要：基于红外传感器的自动计数器有计数精确，抗干扰能力强等优点。本次设计采用一对红外发射接收管作为红外传感器的信号探测头，用于信号的采集。红外探测相对于接触式探测有着不可比拟的优势，不改变被探测物体任何物理特性，适用场合非常广泛。对于信号处理方面我采用的是ATMEGA16单片机。该单片机具备1MIPS/MHz的高速运行处理能力，I/O口驱动能力强，片内资源丰富等优点。
关键词：红外传感器；ATMEGA16单片机；数码管
Design of Counter Based on Infrared Sensor
Student majoring in automation JiShengda
Abstract: The automatic counter based on infrared sensor has the advantages of accurate counting, strong anti-interference ability and so on.This design uses a pair of infrared emission receiving tube as a signal of infrared sensor probe, used for signal acquisition. Contact type detecting has incomparable advantages with respect to the infrared detection, does not change the object being detected any physical features, application is very extensive. For signal processing using the ATmega16 microcontroller.The MCU has the high-speed operation and processing capacity of IO, 1MIPS/MHz port driver ability, rich in resources, low energy consumption, high cost performance.
Keywords:Infrared Sensor; ATMEGA16 Single Chip Microcomputer; Digital Tube
引言
在这个飞速发展的社会上，越来越多的流水线上的产品和一些场合都需要一些简单的设备进行自动的计数。对于传统的机械式或电子式的计数器基本上是用数字电路集成组件组成的，电路繁琐，元器件数目种类较多，整体稳定性能不好，维修起来也比较麻烦，而且预设数值有限，应用起来局限性很强。数字计数器有很多形式，总的来说大致有接触式和非接触式两种。在科技发达的今天，非接触式红外计数器有着绝对的优势。而本款计数系统就是采用的非接触式红外传感器。
1 红外传感器计数系统设计方案
1.1 总体设计思路
红外传感器计数系统的工作流程是：每当一个流水线上的物件经过红外传感器时，红外传感器发出的红外线被遮挡返回一次，被红外接收器所感应，其输出电压就会发生一次变化，然后红外传感器输出高低电平变化的信号也就是脉冲信号送给事先编号程序主控CPU处理信号，然后由CPU再发出相应的指令控制相应的执行机构，显示器显示出具体内容，由此便可实现对物件计数的统计功能。当数值达到预定值时报警机构就会发出报警信号提醒工作人员去进行相关操作。
1.2前期准备
在做设计之前，准备好需要的物品有：原理图设计软件，程序语言编辑软件，相关的元器件若干，焊接工具，导线若干，示波器一台。
1.3设计过程及问题
首先参考文献资料，确定传感器所需元器件具体参数，开始绘制电路图，绘制完成后生成PCB图，再进行器件的布局，一开始布局画线总是感觉有点乱，然后查阅相关资料参考别人的布线方法，一步一步的改进，知道了绘制双层PCB板不同层的走线不能平行因为有磁场的干扰，尽量布成垂直，这样可以抵消掉不必要的磁场，减小对传感器检测信号的干扰，布局以实用第一，美观第二的原则进行。绘制完后进行电路板的印刷，再进行元器件的焊接工作，最终形成一个完整的红外传感器。在焊接过程中焊接芯片和红外发射接收灯时要快，而且要做防静电处理，不然很容易损坏器件。这是在经历了几次焊接失败才总结的教训。
然后进行控制电路的设计，和设计传感器类似。
最后进行系统的组装，把焊接好的传感器和控制部分结合起来，形成一个整体，在进行对CPU的编程，之后再进行系统的测试，调试。
2传感器模块
2.1传感器模块描述
关于红外传感器的计数器设计
该红外传感器模块对环境光线适应能力强，具有一对红外线发射与接收管，发射管发射出一定频率的红外线，当检测方向遇到障碍物时，红外线反射回来被接收管接收，经过电压比较器（LM393）电路处理之后，绿色指示灯会亮起，同时OUT输出接口输出一个低电平信号送给单片机引脚，可通过电位器旋钮调节检测距离，有效距离范围 2-30cm，工作电压为3.3V-5V。该传感器的探测距离可以通过电位器调节、具有干扰小、便于装配、使用方便等特点，可以广泛应用于机器人避障、流水线计数及黑白线循迹等众多场合。
2.2 传感器的硬件设计
2.2.1 传感器的原理图设计
本次设计传感器电路图我用的是Altium Designer这一款PCB设计软件，该软件操作简便快捷，界面人性化，是在中国用的最多的EDA工具。设计过程包括：原理图的绘制，导出生成PCB，PCB图的布局。
红外传感器的原理图如图2-1所示。
图2-1传感器原理图
2.2.2 传感器PCB图的设计
红外传感器的PCB图如图2-2所示。
图2-2传感器PCB图
红外传感器的3D图如图2-3所示。
图2-3红外传感器3D展示
红外传感器实物图如图2-4所示。
图2-4红外传感器实物
2.3传感器模块参数说明
(1)当模块检测到前方障碍物信号时，电路板上绿色指示灯点亮，同时OUT端口持续输出低电平信号，该模块检测距离2-30cm，检测距离可以通过电位器进行调节。
(2) 传感器为主动红外线反射式探测，所以探测黑色距离最小，白色最大。
(3)传感器模块输出端口DO可直接与单片机I/O口连接即可。
(4)电压比较器采用LM393，工作稳定。
(5) 可采用3-5V直流电源对模块进行供，当接通电源时红色电源指示灯点亮。
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(6)板子上有3mm的螺丝孔，便于固定、安装。
2.4传感器模块接口说明
(1)VCC 接3.3V-5V电压。
(2)GND 接GND。
(3)DO 数字量输出接口输出高低电平。
3主控电路模块
3.1 CPU处理器的选用
本次设计我选用了ATmega16单片机，ATmega16是基于增强的AVR RISC结构的低功耗8位CMOS微控制器。由其先进的指令集以及单时钟周期指令执行时间，TAMEGA16的数据吞吐率高达1MIPS/MHz，从而可以减缓系统在功耗和处理速度之间的矛盾。本款单片机有16K字节的系统内可编程flash，512字节EEPROM，1K字节SRAM，32个通用工作寄存器等丰富的内部资源。TAMEGA16封装有两种，一种是直插式封装，一种是贴片式封装。由于贴片式的体积小，做成电路板占用空间较小，所以我选用的是贴片式封装的单片机。其引脚图如图3-1所示。
图3-1 ATmega16引脚图
3.2 显示器的选用
本次设计选用的是四位一体的LED数码管，数码管分为共阳极和共阴极，本次使用的是共阳极。所谓共阳极就是所有发光二极管的阳极接到一起形成共阳极的数码管。数码的的驱动需要较大的电流，然而我选用的这款单片机IO口有较强的推拉电流能力，均能达到30mA，可以直接驱动数码管、蜂鸣器、继电器等。
LED数码管的特点是发光亮度高，响应时间快，体积小，重量轻，寿命长等优点。每位数码管都是有七段组成一个“8”字形，能够显示“0-9”10个数字能够满足设计的
需求，其引脚图如图3-2所示。
图3-2数码管引脚
3.3 报警元器件的选用
蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，在电路中用字母“H”或“HA”表示。蜂鸣器采用直流电压供电，其能发出单调的或者某个固定频率的声音，如嘀嘀，嘟嘟等。蜂鸣器分为有源蜂鸣器和无源蜂鸣器两种类型，通常在计算机、报警器、电子玩具、电话机、定时器等电子产品中作发声器件使用。有源蜂鸣器直接接上额定电源就可连续发声；无源蜂鸣器则和电磁扬声器一样，需要接在音频输出电路中才能发声。我选用的是5v电磁式有源蜂鸣器，其驱动电流小于25mA，符合选用单片机IO口的驱动能力。
3.4供电方式
由于所有模块需要的供电电压都是5V，所以本次实验用的是手机充电器输出是5V，直接用USB接口连接手机充电器供电。
3.5 主控电路图的设计
图3-3系统原理图
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用Altium Designer原理图设计软件将以上的所有模块进行整合绘制整个系统的原理图如图3-3所示，图3-3所示电路图，其中外部震荡电路，采用的是11.0592mHZ的晶体振荡器，便于计算定时周期。电源扩展模块是两排3P的排针用于连接外部传感器为其供电。电源指示灯采用直径为3mm的红色LED发光灯。红外传感器模块是连接到单片机第44管脚的一个1P的排针插口，用于连接红外传感器的信号输出接口。
3.6 主控电路的组装实物
准备好相应的工具后，就开始焊接。控制部分实物图如图3-4所示。
图3-4 控制电路实物
图3-4所示实物图，焊接了所有需要的原件，黑色的点触式按键为复位按键，白色自锁式按键开关按键，数码管单独一个电路板，单片机由于体积较小所以为了更好的节省空间放在了LED数码管下方，白色透明LED灯为电源指示灯（电路正常工作时亮）。黑色圆柱体为蜂鸣器。后面的线是连接传感器的杜邦线。红外传感器为单独模块，方便安装到检测物件的地方，实物图如图2-4所示。
4 红外传感器计数系统整合调试
4.1红外传感器计数系统实物
红外传感器计数系统实物图如图4-1所示。
图4-1红外传感器系统实物
4.2 系统软件的设计
4.2.1编程软件以及语言的使用
我使用的是ICCV7 for AVR这一款编译软件。编译环境如图4-2所示。
图4-2系统编译环境
4.2.2程序设计
对于本次设计我使用的语言是C语言，相对于汇编语言来说，C语言编程的可读性比较强。由于是基于AVR单片机的编程，所以需要对单片机的每一个I/O口进行寄存器的配
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置，看看是设置成输出还是输入，如要读取传感器的信号，我采用的是PB4这个引脚，要把其设置成输入状态。驱动数码管和蜂鸣器的管脚则需要设置成输出状态。整体的系统流程图如图4-3所示，具体程序请看附录。
图4-3 系统流程图
4.3 系统调试测试
系统调试图片如图4-4所示。
图4-4系统测试
测试方法：我用的是UNI-T系列的彩屏示波器，先是开启示波器对其调零，然后用示波器的探针去接触传感器的信号输出端，用一个物件从传感器前方走过得到的示波器波形的变化如图4-5所示。
图4-5波形
当一个物件从传感器前方匀速走过时（模拟流水线物件工作流程），从示波器波形中可以看出传感器信号输出端口就可以输出波形比较平稳的脉冲信号，波形较为理想，利于单片机的扫描。由此波形可以看出本次传感器的设计较为成功。同时单片机处于一直扫描传感器信号引脚的状态，很好的就能读取到这些短脉冲信息，再通过程序进行脉冲的计数，然后单片机储存数据，再由单片机向数码管发送相应指令显示相应的字符。
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从而实现了红外传感器对流水线物件的计数工作。具体程序详见附录。
参考文献
[1] 郭天祥.51单片机C语言教程[M].1版.北京:电子工业出版社,2009.
[2] 徐科军.传感器与检测技术[M].3版.北京:电子工业出版社,2011.
[3] 韩国栋,赵月飞,娄建安.Altium Designer Winter 09电路设计入门与提高[M].北京:化学工业出版社,2010.
[4] 徐玮.AVR单片机快速入门[M].2版.北京:机械工业出版社,2012.
[5] 廉洁.AVR单片机C语言应用100例[M].2版.北京:电子工业出版社,2012.
附录
传感器数据处理程序：
#include
#include
#define uchar unsigned char //宏定义
#define uint unsignedint
#define hw PINB&(1< #define fmqm PIND&(1< ucharconst DIS_SEG[]={ 0xc0,0xf9,0xa4,0xb0, 0x99,0x92,0x82,0xf8, 0x80,0x90 };//段选数组 ucharconst DIS_BIT[8]={ 0xfe,0xfd,0xfb,0xf7, 0xef,0xdf,0xbf,0x7f };//位选数组 /*************延时函数*********************/ void delay(uint k) { uinti,j; for(i=0;i { for(j=0;j<1140;j++) { ; } } } /*******************************************/ /*************显示函数**********************/ void Display(a) { PORTC=0xdf; //P2.5引脚输出低电平 关于红外传感器的计数器设计 PORTA=Tab[a/100]; //显示百位 delay1ms(5);//5毫秒基准延时 PORTC=0xbf; //P2.6引脚输出低电平PORTA=Tab[a%100/10]; //显示十位 delay1ms(5); PORTC=0x7f; //P2.7引脚输出低电平 PORTA=Tab[a%10]; //显示个位 delay1ms(5); PORTC=0xff; } /*******************************************/ /***************主函数********************/ void main(void) { ucharcnt; uchar a; DDRA=0xff;//配置PA端口为输出 PORTA=0XFF;//配置PA端口输出高电平 DDRC=0xff; PORTC=0XFF; PORTB|=(1< DDRB&=~(1< display(0); while(1)//无限循环，一直扫描红外传感器的输出引脚 { if(hw&0x10==0) { delay(15); if(hw&0x10==0) { a=a++; if(a==999) { a=0; fmqx; delay(500);//计数满时，蜂鸣器报警 fmqm; } } } Display(a); } /*******************************************/ 《光电子技术》课程设计课题名称：红外可逆计数器设计 指导老师：曾维友 一、课题名称： 红外可逆计数器设计 二、设计任务： 设计一个红外可逆计数器，要求： 1、当一物体沿某一方向经过计数器时，计数器进行加一计数；而物体沿反方向经过计数器时，计数器进行减计数； 2、用数码管显示当前的计数值，最大计数值为1000； 3、设计方案经济、实用、可靠。 三、设计方案： 方案（1）：红外发射管 + 一体化按收头：适用于发射管与接收管距离较大的情形 方案（2）：槽型光电开关：适用于发射管与接收管距离较小的情形 方 波发生器 TSOP34838 38KHz 单片机系统 显示模块 单 片机系统 显示模块 Vcc 四、方案选择 由以上两种方案的设计框图可以看出：两种方案的唯一不同之处在于光电发射和接收装置，方案一釆用的是红外发射管加上一体化接收头，适用于发射管与接收管距离较大的情形，而且为了防止误动作，在光电发射部分加入了方波调制电路，因而具有较好的抗干扰能力；而方案二的电路比较简单，只用了一个槽型光电开关，外加两个限流电阻和一个反相器，这种电路适用于发射管与接收管距离较小的情形。考虑到越来越多的流水线上的产品和各种公共场所需要进行自动计数，而在这种情形下发射管与接收管距离一般都比较较大，加之方案一有较强的抗干扰能力。综合以上考虑，我们选择了方案一。 五、模块设计 1、方波发生电路 方波发生器的组成方式很多，可以用集成运放构成，可以用一些定时芯片构成，也可以用一些数字门电路构成。由于在数电课程中，我们已经学习了用555定时器构成的方波发生器，对此比较熟悉，电路也比较简单，而且性能良好，因此我们选择了用NE555构成的方波发生器。电路如下： 2.3设计框图 本次设计是基于STC89C52单片机的电动机保护装置，包括稳压模块、按键控制、红外发射接收模块、模数转换、电机部分。 图2.1 电机保护装置的总体框图 稳压模块[2]是经变压器、滤波、稳压后输出电压5V ，为整个电路提供电源。按键控制根据设计需要设置工作模式和调节安全距离所用，主要用于控制整个装置的操作。模数转换是整个电路的桥梁，主要把模拟量转换为数字量。本设计的电机部分是由LED 模拟电动机的工作和停止的。 模数转换 MCU 信号处理 稳压模块 按键控制 电 机 红外发射 接收模块 3 主要器件介绍及工作原理 3.1红外传感器的简介 红外技术是最近几十年中发展起来的一门新兴技术。它已在科技、国防和工 农业生产等领域获得广泛的应用。红外传感器的应用主要体现在以下几个方面： 1、红外辐射计：用于辐射和光谱辐射测量。 2、搜索和跟踪系统：用于搜索和跟踪红外目标，确定其空间位置并对其运动进行跟踪。 3、热成像系统：能形成整个目标的红外辐射分布图像。 4、红外测距系统：实现物体间距离的测量。 5、通讯系统：红外线通信作为无线通信的一种方式。 6、混合系统：是指以上各类系统中的两个或多个的组合。 3.1.1 红外对管测距原理 红外线测距是利用红外光来传送光波信号，因此，作为红外测距中的红外光发射器件的红外发光二极管和红外光接收器件的红外光敏管，是构成红外测距系统的基本器件。如图3.1所示是红外对管的实物图。 图3.1 红外对管实物图 传感器的探测距离较短，一般在几十厘米之内，而这个测距范围是能够满足设计方 案要求的。红外传感器的测距基本原理为红外发射电路的红外发光管发出红外光，经障碍物反射后，由红外接收电路的光敏接收管接收前方物体反射光，据此判断前方是否有障碍物。根据发射光的强弱可以判断物体的距离，由于接收管接收的光强随是随反射物体的距离变化而变化的，因而，距离近则反射光强，距离远则反射光弱。 河北科技大学 课程设计报告 学生姓名：齐文华学号：12L0751265 专业班级：电子信息工程L126班 课程名称：传感器原理及应用 学年学期：2 014 —2 015 学年第一学期 指导教师：陈书旺 2 0 1 4 年12月 课程设计成绩评定表 目录 一、引言----------------------4 二、设计电路及原理------------4 三、元件清单------------------5 四、相关元器件的说明和介绍----6 五、课设步骤------------------11 六、实物图--------------------11 七、发现问题并解决问题--------13 八、心得与体会----------------13 九、参考文献------------------14 一、引言 1.课程设计的目的 1）使学生掌握传感器的使用方法和设计要点的基本技能，加深学生对“传感器原理及检测技术”理论知识的理解，为从事仪器系统开发与设计打下基础。 2）锻炼学生自主独立完成课程设计的能力，培养学生积极动手创新的精神。3）通过课程设计提高我们动手实践能力，为我们以后更好的学习传感器和其他的相关知识奠定基础，使我们更好地适应现代社会的需求。 2.设计思路来源 随着科学技术的发展，许多高端技术已经实现了自动检测与控制。同时传感器的应用也逐渐增多，遍及人们生活的各个方面，给人们的生产和生活带来极大的方便。 本设计选用光敏传感器，对特殊场合的光照强度进行检测与报警。主要应用于农业大棚、城市照明等对光照强度有要求的场合。本设计用发光二极管作为警示灯，当光照强度不满足要求时就会发光起到警示的作用。 二、实际电路及原理 1.电路图 光电计数器的设计 北京交通大学 海滨学院 课程设计题目：光电计数器的设计 专业：光电信息工程班级：光电1101 学号： 11141006 姓名：陈国营 摘要 光电计数器的设计可以对某项物件进行计数，计数物件速度可慢，可快，在实际生产生活中具有广泛的应用，对通过的物体进行计数，在生产流水线包装数量控制等领域的应用，既能节省劳动力有能高效地完成任务，其次它也是光电技术的基础。 在光电计数部分我们考虑到脉冲信号的稳定度、方便检测是否能够产生脉冲信号，因此在电压比较器和NE555之间我们选择了NE555，又要利用遮断式红外控制原理对通过的物件计数，为了感应良好，我们使红外发光管与光电接收管相对安放，同时为避免自然光线干扰引起的误计数，同时因实验室条件有限，在光电计数器工作时尽可能的让房间里没有自然光照射进来。本计数器可实现0～99的计数显示。 每当物件通过一次，红外光被遮挡一次，光电接收管的输出电压发生一次变化，这个变化的电压信号通过放大和处理后，形成计数脉冲，去触发一个十进制计数器，便可实现对物件的计数统计。 关键字：计数脉冲感应光电 本课程设计主要是对于电子信息类专业的学生两年多来的专业知识学习的一个考验以及应用，也是相关专业的同学们开启理论通向实践之门的金钥匙，具有十分重要的意义，既能锻炼同学们的动手操作能力，又能反映出同学们对于电子设备的熟练程度及对简单典型电路原理应用和了解。 本课程设计为光电计数器的设计。光电技术是一门得到迅猛发展的学科，已经渗透到许多的相关的科学领域，应用非常的广泛，而具有代表性的是半导体激光器的广泛应用，具有高量子效率的负电子亲和势。光电阴极的光电倍增管和第三代微光像增强器件的实用化，超大规模的CCD面阵的固体摄像器件已在工业和民用领域都得到了广泛应用，在热成像光电中的红外焦平面技术的应用等等。 本文所讨论的光电计数器是一种比较初级的利用光电感应信号发出的脉冲进行计数的一种简单光电系统。 目录 1．引言 (1) 2．系统总体设计方案 (1) 2.1 设计思路 (1) 2.2 总体框图 (2) 3．系统硬件设计 (2) 3.1 总硬件原理图 (2) 3.2 模块原理图 (3) 3.2.1 光敏电阻电路 (3) 3.2.2 电机驱动电路 (6) 3.2.3单片机电路 (8) 4．元件清单 (10) 5．系统调试与测试结果 (10) 5.1软件编程与调试 (10) 5.2 硬件调试 (12) 6．测试结果分析 (13) 7．总结 (13) 8．参考文献 (13) 1．引言 随着电子技术的飞速发展，微电子技术得到越来越多的应用，同时影响着人们生活工作的方方面面。自动窗控制系统经历了从无到有，并逐步丰富功能和可靠性发展。 为了减少因光线过强引起的显示器显示模糊程度,解决人们经常手动操作闭合窗帘的烦恼, 在此,我设计出了“自动感光启闭办公百叶窗”,智能控制室内光线. 通过室外光敏电阻感受光强变化,单片机接收光敏电阻信号,从而驱动步进电机使百叶窗闭合和打开，调整进入室内的光线;当室内光线达到适宜时,室内光敏传感器向单片机发出信号,单片机控制步进电机停止转动。这样使室内光线始终保持舒适宜人,让人们能够全神贯注地工作,解决了因窗帘开合,进入室内的光线过强或过弱给人们日常生活和工作带来的不便. 本课设描述的就是一种可根据环境光强的百叶窗控制系统的实现原理和过程。2．系统总体设计方案 2.1 设计思路 本次设计采用AT89C51单片机作为系统控制器，采用光敏电阻强弱转换为电信号的高低电平对现场光强弱的识别，并通过H桥式电路来驱动直流电机，在通过电机的转动来控制窗帘的转动。 红外线客流计数器的工作原理 外线所发射的红外线属于一种电磁射线，其特性等同于无线电或X射线。人眼可见的光波是380nm-780nm，发射波长为780nm-1mm的长射线称为红外线，本公司生产的红外线客流计数器优先使用的是接近可见光波长的近红外线。 红外线计数器原理 红外线计数器工作时，由内部振荡回路产生的调制脉冲经反射电路后，由发射管辐射出光脉冲。当被测物体进入受光器作用范围时，被反射回来的光脉冲进入光敏二极管。并在接收电路中将光脉冲解调为电脉冲信号，再经放大器放大和同步选通整形，然后用数字积分或RC积分方式排除干扰，最后经延时（或不延时）触发驱动器输出客流计数信号。 红外线计数器原理 1.直接反射式红外客流计数器（我公司的CX-009A） 直接反射红外客流计数器是一种集发射器和接收器于一体的传感器，当有被检测人体经过时，将红外发射器发射的足够量的光线反射到接收器，于是计数器就产生了计数信号。当被检测物体的表面光亮或其反光率极高时，直接反射式的红外客流计数器是首选的计数器。 红外线计数器原理 2.反射板反射式红外客流计数器（我公司的CX-009A） 反射板反射式红外客流计数器亦是集发射器与接收器于一体，红 外发射器发出的光线经过反射板，反射回接收器，当被检测人体经过且完全阻断光线时，红外客流计数器就产生了检测计数人员信号。 红外线计数器原理 3.对射式红外客流计数器（我公司的CX-008） 对射式红外客流计数器包含在结构上相互分离且光轴相对放置的发射器和接收器，发射器发出的光线直接进入接收器。当被检测物体经过发射器和接收器之间且阻断光线时，红外客流计数器就产生了计数信号。当检测物体是不透明时，对射式红外客流计数器是最可靠的检测模式。（技术相当简单，很容易掌握） 红外感应灯电路设计及原理 1、电路主要光学元件 （1）光敏电阻的应用 光敏电阻又称光导管, 它几乎都是用半导体材料制成的光电器件。光敏电阻没有极性, 是一个电阻器件。制作光敏电阻的材料一般是金属硫化物和金属硒化物，通常采用涂敷、喷涂等方法，在陶瓷基片上涂上半导体薄膜，经烧结而成。 光敏电阻的结构：在底板上均匀地涂上一层薄薄的半导体物质，称为光导层。半导体的两端装有金属电极与引出线端相连接，通过引出线端接入电路。为了防止周围介质的影响，在半导体光敏层上覆盖了一层漆膜，漆膜的成分应使它在光敏层最敏感的波长范围内透射率最大。为了提高灵敏度，光敏电阻的电极一般采用梳状图案，光敏电阻结构，光敏电阻电极，光敏电阻接线图光敏电阻工作原理--内光电效应。光照射到本征半导体上，材料中的价带电子吸收了光子能量跃迁到导带，激发出电子、空穴对，增强了导电性能，使阻值降低。光照停止，电子空穴对又复合，阻值恢复。亮电阻很小，暗电阻很大。要使价带电电子跃迁到导带，入射光子的能量满足刚好发生内光电效应的临界波长。 常用的光敏电阻器是硫化镉光敏电阻器，它是由半导体材料制成的。光敏电阻器的阻值随入射光线（可见光）的强弱变化而变化，在黑暗条件下，它的阻值（暗阻）可达1-10MΩ；在强光条件（100LX）下，它阻值（亮阻）仅有几百至数千欧姆。光敏电阻器对光的敏感性（即光谱特性）与人眼对可见光（0.4-0.76um）的响应很接近，只要人眼可感受的光，都会引起它的阻值变化。 本电路采用MG42型CdS光敏电阻，CdS光敏电阻属半导体光敏器件，产品经受强化老练实验，除具有灵敏度高，反应速度快，光谱特性好等特点外，在高温、多湿的恶劣环境下，仍能保持其高度的稳定性和可靠性，适合于将其用于各种环境，MG42型光敏电阻与其它型号相比具有：工作电压和额定功率比较低的特点，其亮、暗电阻也适合于本照明电路的需要，所以在设计时选择了这个型号。 （2）可控硅元件的工作原理 可控硅是P1N1P2N2四层三端结构元件，共有三个PN结，分析原理时，可以把它看作由一个PNP管和一个NPN管所组成，其等效图解如图1所示 电气工程学院 传感器课程设计报告 班级：电132 姓名：袁吉收 学号：1312021047 设计题目：智能家居监控系统设计设计时间：2015.12.22~12.28 评定成绩： 评定教师： 摘要 本文设计的智能家居系统以AT89C51单片机为核心控制单元，实时获取DS18B20温度传感器、TGS813气敏传感器、UD-02感烟传感器数据.并通过LCD1602来显示当前的状态。 关键字：AT89c51、DS18B20、TGS813、UD-02、LCD1602 目录 一、题目要求 1.1 题目介绍 1.2 模块分解 二、方案设计 2.1 方案介绍 三、硬件设计 3.1硬件原理图 四、软件设计 4.1时序图 五、设计总结 六、参考文献 附件：程序代码 一、题目要求 1.1智能家居监控系统设计 以提高家居生活的安全性、舒适度、人性化为目的，设计智能家居监控系统。利用所学的传感器与检测技术知识，实现家居温度、煤气泄漏、外人闯入、火灾（烟雾）的检测（以上检测项目必做。在此基础上增加检测项目并具有可行性，加分。除环境监测项目外，也可增加人体信号检测等。）。各检测节点可通过无线方式连接到主机，检测到危险信号后，主机可采用声光报警或远程报警。 要求（1）用Protel 画出设计原理图； 智能化家居中的 传感器 活动物体 传感器 烟雾传感器 二氧化碳 传感器 温度传感器 火焰传感器 总 线 终端 控制对象 （2）采用Quaters II、Maxplus II、multisim（EWB）、pspice、Proteus中的一种或几种软件，完成系统电路图部分或全部仿真，在设计说明书中体现仿真结果； （3）写设计说明书； 1.2模块分解 1. 温度检测：采用DS18B20温度传感器。 2. 煤气泄漏检测：气敏传感器TGS813来检测空气中的可燃性气体。 3. 烟雾检测：UD-02离子感烟传感器检测空气中烟雾。 二、方案设计 2.1方案设计及选择 在实际设计中我们要考虑的因素有很多，比如成本最低、性价比最高、性能最优、功能最强、界面最友好等等。而本次课设我采用了性价比最高的方案（首先能实现基本功能）。选用了DS18B20、TGS813、UD-02、LCD1602模块实现本次设计。 基于AT89c51的智能家居系统设计 智能家居是人们的一种居住环境，其以住宅为平台安装有智能家居 信息与电气工程学院 课程设计说明书（2015 /2016 学年第1 学期） 课程名称：小型数据设计 题目：红外线计数器 专业班级：计算机1401 学生姓名：何亚茹赵君王中昆 学号：140210122 140210107 140210121 指导教师：生龙 设计周数：二周 设计成绩： 2016年01月08日 目录 1 程序设计 (1) 2 课程设的主要内容 (1) 2.1设计的要求.............. . (1) 2.2创新方案及原理分析 (1) 2.3方案论证与选择 (2) 2.4软件的设计 (3) 3主要芯片设计 (4) 3.1介绍 (4) 3.2 51 单片机的特点 (5) 3.3数码管 (7) 4系统设计 (8) 4.1单片机最小设计系统 (8) 4.2红外线检测电路 (9) 4.3计数显示部分 (10) 4.4蜂鸣器报警电路 (10) 4.5按键控制电路 (11) 5 红外计数器程序设计 (11) 5.1主程序设计 (11) 5.2子程序设计 (13) 6总结 (15) 7参考文献 (16) 1、程设计目的 课利用AT89C51单片机来制作一个手动计数器。通过具体的项目设计包括确定控制任务、系统总体方案设计、硬件系统设计、控制程序的设计等，以便掌握单片机系统设计的总体思路和方法，掌握基于单片机控制的电子产品开发的技术方法,培养个人的创新意识和动手能力。 2、课程设计的主要内容 2.1设计的要求 1.利用AT89C51单片机来制作一个红外线计数器。有物体经过红外对管时计数一次。计数的范围是0~99, 计数满时，又从零开始计数。 2.整个系统有较强的抗干扰能力，具有报警能力。 3.将计数值准确显示出来。 2.2创新方案及原理分析 总体电路是由AT89C51单片机系统、红外光电管电路、蜂鸣器报警电路、数码管显示部分、复位电路部分组成，其结构如图2.1所示 图 2.1 整体方框图 红外传感器感受到外界信息时，产生高低电平，通过软件程序设置单片机内部寄存器，当传感器的高低脉冲被单片机接收到时，单片机产生中断，中断产生后进入中断服务程序，通过设置中断服务程序，进行计数。并通过P0 口将计数信息传送至数码管，数码管显示计数的个数。当电路断电后重新启动计数器时，系统自动复位（上电自动复位），以00开始重新计数。 百度文库- 让每个人平等地提升自我！ - 1 - 湖南科技大学 单片机课程设计 题目基于单片机的计数器设计姓名李建雄 学院机电工程学院 专业测控技术与仪器 学号09030303 指导教师戴巨川 成绩 二〇一二年六月二日 百度文库- 让每个人平等地提升自我！ - 2 - 摘要 本设计是根据我们所学习的单片机课程，按照课程要求进行的课程检验。单片 机技术是一个不可或缺的技术，尤其是对于我们测控技术与仪器专业来说它是我们必须要掌握的技能之一，使我们未来工作和生活的根本。现在的社会是一个信息科技高速发展的社会，也是一个电子技术和微机计算机迅速发展的时代，单片机的档次和水平在不断的提高，其应用的领域和范围也越来越广，成为现代电子系统中最重要的智能化核心部分。 随着计数器技术的不断发展与进步，计数器的种类越来越多，应用的范围越来越广，随之而来的竞争也越来越激烈。过硬的技术也成为众多生产厂商竞争的焦点之一。厂商为了在竞争中处于不败之地，从而不断地改进技术，增加产品的种类。 现计数器的种类以增加到：电磁计数器、电子计数器、机械计数器（拉动机械计数器、转动机械计数器、按动机械计数器、测长机械计数器）、液晶计数器等。 计数器的应用范围也遍布印刷、纺织、印染、针织、电缆、电讯、军工、轻工、机械、开关、断路器、矿山、实行多班制的纺织行业的织布机、织带机、制线、制带、造纸、制革、薄膜、高压开关电器产品、试验设备，印刷设备、短路器、医疗、纺织、机械、仓库和码头的货运、行人及车辆过往的数量计数、冶金、食品、国防、包装、配料、石油、化工、发电、机床、仪表、自动化控制等行业。 百度文库- 让每个人平等地提升自我！ - 3 - 目录 2.2设计原理 (6) 数码管的介绍 ............................................................................................................................... - 11 -3.3电路仿真. (11) 浙江万里学院 本科毕业设计(论文) (2013届) 论文题目基于单片机的红外感应器设计(英文) Infrared Sensors Circuit Design based on Single-chip Microcomputer 所在学院电子信息学院 专业班级通信工程093 学生姓名学号09017437 指导教师职称 完成日期 2013 年 4 月 27 日 摘要 传感器是一种能将检测到的信息按一定规律转换成为电信号或其他所需形式的信息输出的检测装置，而红外感应器是现在市面上应用比较广泛的一种感应器，它是一种用红外线作为介质的测量系统，不仅在现代科技，国防和工农业等领域得到了广泛的应用，连在我们日常生活中也常常存在它的身影，比如商场里的感应水龙头，自动干手器，报警器等都用到了红外感应器。 本文就提出了了一个基于单片机的红外感应器，本设计介绍了由51单片机来构成整个设计的主控芯片的红外感应器，该设计除了具备最基本的语音提示外，还可以根据周围的光线的强弱来控制过道的灯，除此之外，还能分辨出客人是进入还是离开。它可以在一定程度上为人们的生活和工作带来便来。 关键词：传感器；51单片机；红外感应；语音提示；光线强弱 Abstract Sensor is a an ability to be converted into an electrical signal according to certain rules or other required information in the form output detection device, the infrared sensor is now available in a much wider application as a sensor, It is a measurement system using infrared as a medium, not only in the field of modern science and technology, defense, and industrial and agricultural has been widely used, often its presence even in our daily life, Such as shopping malls in the faucet, automatic hand dryer, alarm are all used in the infrared sensor. This paper proposed a microcontroller-based infrared sensors, the design constitutes the entire design of the controller chips by 51 microcontroller infrared sensors, the design with the most basic voice prompts, you can also according to the surrounding light the strength to control the aisle lights, in addition, but also tell the guests to enter or leave. To a certain extent, it can be for people to live and work will bring. Key Words: Sensor；51 Single-chip Microcontroller; Infrared Sensor; V oice Prompts; The Intensity of Light 红外线自动计数器设计 一.设计方案的选择 1、单片机的论证与选择 方案一:选择普通8051内核的ST89C51单片机,此单片机价格便宜,满足本设计要求,但已经停产故不宜选择。 方案二:选择加强型8051内核的STC89C2单片机,此单片机价格便宜,功能强大,完全满足本设计要求。 方案三:采用飞思卡尔公司生产的MC9S12XS128单片机,此单片机具有8路PWM,16路AD采集通道,2个UART,2个硬件SPI,具有背景调试功能,方便实时查瞧程序中全局变量的值,具有80个引脚,硬件资源相当丰富。但其价格相对较高。 综合以上三种方案,为了方便控制,节约成本,故我们选择方案二。 2、显示器件的选择 方案一:两位一体共阳数码管显示,数码管功耗低,价格便宜,显示清晰,完全符合本设计要求。 方案二:采用液晶屏1602显示,1602液晶也叫1602字符型液晶它就是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块它有若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成,每个点阵字符位都可以显示一个字符。不过占用IO多,体积大,价格贵。 综合以上二种方案,为了减少硬件资源,节约成本,故我们选择方案一。 二.硬件设计 1、硬件总方案确定 依据检测原理与设计思想经过细致比较研究得到如下总体设计方案: 2、 LED指示灯 它就是半导体二极管的一种,可以把电能转化成光能;常简写为LED。发光二极管与普通二极管一样就是由一个PN结组成,也具有单向导电性。当给发光二极管加上正向电压后,从P区注入到N区的空穴与由N区注入到P区的电子,在PN结附近数微米内分别与N区的电子与P区的空穴复合,产生自发辐射的荧光。不同的半导体材料中电子与空穴所处的能量状态不同。当电子与空穴复合时释放出的能量多少不同,释放出的能量越多,则发出的光的波长越短。常用的就是发红光、绿光或黄光的二极管。发光二极管的反向击穿电压约5伏。它的正向伏安特性曲线很陡,使用时必须串联限流电阻以控制通过管子的电流。 3、三极管 半导体三极管又称“晶体三极管”或“晶体管”。在半导体锗或硅的单晶上制备两个能相互影响的PN结,组成一个PNP(或NPN)结构。中间的N区(或P区)叫基区,两边的区域叫发射区与集电区,这三部分各有一条电极引线,分别叫基极B、发射极E与集电极C,就是能起放大、振荡或开关等作用的半导体电子器件。在本设计中选择了PNP 三极管用来驱动蜂鸣器个双位数码管。 4、双位数码管 显示的种类很多,从液晶显示、发光二极管显示到CRT显示器等,都可以与微机连接。其中单片机应用系统最常用的显示就是发光二极管数码显示器(简称LED显示器)。液晶显示器简LCD。LED显示器价廉,配置灵活,与单片接口方便,LCD可显示图形,但接口较复杂成本也较高。 该电路使用双位7段LED构成字型“8”,另外还有一个发光二极管显示符号及小 二．计数器设计 1.实验目的 计数器在数字逻辑设计中的应用十分广泛，可以对时钟信号进行计数，分频和产生序列信号，也可以用在计时器和串并转换等电路。这次实验我们就来学习一下如何用Robei和Verilog语言来设计一个4比特计数器。 2.实验要求 计数器对每个时钟脉冲进行技术，并将计数值输出出来。这个实验我们来设计一个4比特的计数器，其技术范围在0～F之间，也就是计数到最大值16. 设计波形要求如图1所示。 图1. 计数器输出波形要求 3.实验内容 3.1 模型设计 1)新建一个模型。点击工具栏上的图标，或者点击菜单“File”然后在下 拉菜单中选择“New”，会有一个对话框弹出来（如图2所示）。在弹出的对话框中设置你所设计的模型。 图2. 新建一个项目 参数填写完成后点击“OK”按钮，Robei就会生成一个新的模块，名字就是counter，如图3所示： 图3. 计数器界面图 2)修改模型。在自动生成的界面图上进行名称的修改，输入引脚为clock, enable 和reset，输出引脚修改成count。其中count引脚的“Datasize”为4比特，用户可以输入4，也可以输入3:0。为了区分每个引脚，我们可以修改每个引脚的Color值，并点回车保存。修改完成后如图4所示。如果选中模块，按“F1”键，就会自动生成一个Datasheet，如图5所示。 图4. 修改引脚属性 图5. “Datasheet”截图 3)输入算法。点击模型下方的Code（如图6所示）进入代码设计区。 图6. 点击Code输入算法 在代码设计区内输入以下Verilog代码： always @ (posedge clock) //学习always语句的写法，并设置敏感信号。时钟上升沿触发begin //学习Verilog if else语句的写法 if (reset == 1) begin count<= 0; end //if enable is 1, counter starts to count else if (enable == 1) begin count <= count + 1; end end 4)保存。点击工具栏图标，或者点击菜单“File”中的下拉菜单“Saveas”， 将模型另存到一个文件夹中。 5)运行。在工具栏点击或者点击菜单“Build”的下来菜单“Run”，执 行代码检查。如果有错误，会在输出窗口中显示。如果没有错误提示，恭喜，模型counter设计完成。 3.2测试文件设计 摘要：本系统采用了热释电红外传感器，它的制作简单、成本低、安装比较 方便，而且防盗性能比较稳定，抗干扰能力强、灵敏度高、安全可靠。这种防盗 器安装隐蔽，不易被盗贼发现，同时它的信号经过单片机系统处理后方便和PC 机通信，便于多用户统一管理。本设计包括硬件和软件设计两个部分。硬件部分 包括单片机控制电路、红外探头电路、驱动执行报警电路、LED控制电路等部分 组成。处理器采用51系列单片机89C51，整个系统是在系统软件控制下工作的。 关键词：单片机；红外传感器；报警电路；89C51 目录 1 引言 (1) 2.1 设计主要内容及要求 (1) 2.2 红外传感器简单介绍 (1) 2.3 89C51单片机的结构 (2) 2.4 89C51管脚说明 (2) 3 方案设计 (5) 3.1 总体设计思路 (5) 3.2 具体电路模块设计 (6) 3.2.1红外传感器原理 (6) 3.2.2 放大电路的设计 (6) 3.2.3 时钟电路的设计 (7) 3.2.4 复位电路的设计........................................... (7) 3.2.5 发光二极管报警电路的设计 (8) 3.3 红外报警器原理图 (8) 3.4软件的程序实现 (9) 3.5 设计编程程序 (10) 3.5.1 主程序清单 (10) 3.5.2 外部中断INTO (11) 总结 (13) 参考文献 (14) 1.引言 随着社会的不断进步和科学技术、经济的不断发展，人们生活水平得到很大的提高，对私有财产的保护意识在不断的增强，因而对防盗措施提出了新的要求。本设计就是为了满足现代住宅防盗的需要而设计的家庭式电子防盗系统。 就目前市面上装备主要有压力触发式防盗报警器、开关电子防盗报警器和压力遮光触发式防盗报警器等各种报警器，但这几种比较常见的报警器都存在一些缺点。而本设计中所使用的红外线是不可见光，有很强的隐蔽性和保密性，因此在防盗、警戒等安保装置中得到了广泛的应用。这种热释电红外传感器能以非接触形式检测出人体辐射的红外线，并将其转变为电压信号，同时，热释电红外传感器既可用于防盗报警装置，也可用于制动控制、接近开关、遥测等领域。 2.1设计主要内容及要求： a ．硬件电路设计 （1）完成89C51应用系统设计(晶振电路，上电复位电路等) （2）红外收发模块与单片机的正确连接； b．程序设计 编写程序当红外接收管接到红外线时对应发光二极管点亮。 要求完成主程序的设计及对应的子程序设计。 c．选芯片, 元件按设计连线 d．完成子程序调试 e．完成总调试 2.2 红外传感器简单介绍 红外传感器是80年代发展起来的一种新型高灵敏度探测元件。是一种能检测人体发射的红外线而输出电信号的传感器，它能组成防入侵报警器或各种自动化节能装置。它能以非接触形式检测出人体辐射的红外线能量的变化，并将其转换成电压信号输出。将这个电压信号加以放大，便可驱动各种控制电路。如图1示为热释电红外传感器的内部电路框图。 温度传感器的特性及应用设计 集成温度传感器是将作为感温器件的晶体管及其外围电路集成在同一芯片上的集成化温度传感器。这类传感器已在科研，工业和家用电器等方面、广泛用于温度的精确测量和控制。 1、目的要求 1．测量温度传感器的伏安特性及温度特性，了解其应用。 2．利用AD590集成温度传感器，设计制作测量范围20℃～100℃的数字显示测温装置。 3．对设计的测温装置进行定标和标定实验，并测定其温度特性。 4．写出完整的设计实验报告。 2、仪器装置 AD590集成温度传感器、变阻器、导线、数字电压表、数显温度加热设备等。 3、实验原理 AD590 R=1KΩ E=（0-30V） 四、实验内容与步骤 ㈠测量伏安特性――确定其工作电压范围 ⒈按图摆好仪器，并用回路法连接好线路。 ⒉注意，温度传感器内阻比较大，大约为20MΩ左右，电源电 压E基本上都加在了温度传感器两端，即U＝E。选择R4＝1KΩ，温度传感器的输出电流I＝V/R4＝V（mV）/1KΩ＝│V│（μA）。 ⒊在0～100℃的范围内加温，选择0.0 、10.0、20.0……90.0、100.0℃，分别测量在0.0、1.0、2.0……25.0、30.0V时的输出电流大小。填入数据表格。 ⒋根据数据，描绘V～I特性曲线。可以看到从3V到30V，基本是一条水平线，说明在此范围内，温度传感器都能够正常工作。 ⒌根据V～I特性曲线，确定工作电压范围。一般确定在5V～25V为额定工作电压范围。 ㈡测量温度特性――确定其工作温度范围 ⒈按图连接好线路。选择工作电压为10V，输出电流为I＝V/R4＝V（mV）/1KΩ＝│V│（μA）。 ⒉升温测量：在0～100℃的范围内加热，选择0.0 、10.0、 20.0……90.0、100.0℃时，分别同时测量输出电流大小。将数据填入数据表格。 注意：一定要温度稳定时再读输出电流值大小。由于温度传感器的灵敏度很高，大约为k=1μA／℃，所以，温度的改变量基本等于输出电流的改变量。因此，其温度特性曲线是一条斜率为k=1的直线。 ⒊根据数据，描绘I～T温度特性曲线。 ⒋根据I～T温度特性曲线，求出曲线斜率及灵敏度。 ⒌根据I～T温度特性曲线，在线性区域内确定其工作温度范围。 ㈢实验数据: ⒈温度特性 红外线自动计数器的设计 摘要 随着今社会的飞速发展，越来越多的流水线上的产品和各种公共场所 需要进行自动计数。基于单片机构成的产品自动计数器有直观和计数精确的优点，目前已在各种行业中得到广泛应用。数字计数器有多种形式，总体来说有接触式和非接触式两种，在科技发展的今天，非接触式红外计数器得到了广泛的应用。本设计采用一对红外发射接收管作为红外计数器的信号检测头，具有价格低廉，抗干扰性好，结构简单，操作方便等特点。 指导思想是利用红外发光管发射红外线，红外接收管接收此红外线，并将其放大、整流形成低电平信号.当有人或物挡住红外光时，接收管没有接收到红外信号，放大器将输出高电平，同时将这个电平信号送入单片机进行控制计数，并且使数码管显示数值。这样就得到要统计的人或物的数量。 关键字：自动计数；单片机；数码管 目录 第一章绪论 (4) 1.1、前言 (4) 1.2、选题背景 (4) 1.3、设计要求 (5) 1.4、国内外的研究概况 (5) 1.5、此次设计研究的主要内容应解决问题 (5) 第二章基于单片机构成的产品自动计数器的设计 (6) 2.1、方案论证与选择 (6) 2.2、系统总体框图和原理 (8) 2.3、系统单元电路设计 (9) 2.3.1、电源供电电路 (9) 1. 桥式整流电路： (10) 虑波电路分析 (11) 稳压电路 (12) 2.3.2、红外线检测部分 (13) 2.3.3、数码管显示部分 (14) 2.3.3.1、LED数码管的特点： (15) 2.3.3.2、数码管动态扫描...... 错误！未定义书签。 2.3.3.3、数码管驱动部分 (16) 2.3.3.4、单片机计数及控制部分 (17) 复位电路 (21) 复位电路的分类 (21) 3.4、系统程序设计 ................. 错误！未定义书签。 3.4.1、程序流程图............... 错误！未定义书签。 3.4.2、程序设计 ................... 错误！未定义书签。 3.5、全电路图 (23) 3.5.1、原理图 (23) 3.5.2、PCB板图 (24) 第三章结论 (24) 谢辞 (26) 关于红外传感器的计数器设计 菏泽学院课程设计 目录 摘要 (1) 关键词 (1) Abstract (2) Key words (2) 引言 (2) 1红外传感器计数系统设计方案 (2) 1.1总体设计思路 (2) 1.2前期准备 (2) 1.3设计过程及问题 (2) 2传感器模块 (2) 2.1传感器模块描述 (2) 2.2传感器硬件设计 (2) 2.2.1传感器的原理图设计 (3) 2.2.2传感器PCB图的设计 (3) 2.3传感器模块参数说明 (4) 2.4传感器模块接口说明 (5) 3主控电路模块 (5) 3.1CUP处理器的选用 (5) 3.2显示器的选用 (5) 3.3报警元器件的选用 (6) 3.4供电方式 (6) 3.5主控电路图的设计 (6) 3.6主控电路的组装实物 (6) 4红外传感器计数系统整合调试 (8) 4.1红外传感器计数系统实物 (8) 4.2系统软件的设计 (8) 4.2.1编程软件及语言的使用 (8) 4.2.2程序设计 (8) 4.3系统调试测试 (10) 参考文献 (10) 附录单片机数据处理部分程序 (11) 关于红外传感器的计数器设计 自动化专业学生姬生达 摘要：基于红外传感器的自动计数器有计数精确，抗干扰能力强等优点。本次设计采用一对红外发射接收 管作为红外传感器的信号探测头，用于信号的采集。红外探测相对于接触式探测有着不可比拟的优势，不 改变被探测物体任何物理特性，适用场合非常广泛。对于信号处理方面我采用的是ATMEGA16单片机。该单片机具备1MIPS/MHz的高速运行处理能力，I/O口驱动能力强，片内资源丰富等优点。 关键词：红外传感器；ATMEGA16单片机；数码管Design of Counter Based on Infrared Sensor Student majoring in automation JiShengda Abstract: The automatic counter based on infrared sensor has the advantages of accurate counting, strong anti-interference ability and so on.This design uses a pair of infrared emission receiving tube as a signal of infrared sensor probe, used for signal acquisition. Contact type detecting has incomparable advantages with respect to the infrared detection, does not change the object being detected any physical features, application is very extensive. For signal processing using the ATmega16 microcontroller.The MCU has the high-speed operation and processing capacity of IO, 1MIPS/MHz port driver ability, rich in resources, low energy consumption, high cost performance. Keywords:Infrared Sensor; ATMEGA16 Single Chip Microcomputer; Digital Tube 摘要 随着时代的进步和发展，单片机技术已经普及到我们生活、工作、科研、各个领域，已经成为一种比较成熟的技术, 本文主要介绍了一个基于 89S51 单片机的测温系统，详细描述了利用数字温度传感器 DS18B20 开发测温系统的过程，重点对传感器在单片机下的硬件连接，软件编程以及各模块系统流程进行了详尽分析，特别是数字温度传感器DS18B20 的数据采集过程。对各部分的电路也一一进行了介绍,该系统可以方便的实现实现温度采集和显示，并可根据需要任意设定上下限报警温度，它使用起来相当方便，具有精度高、量程宽、灵敏度高、体积小、功耗低等优点，适合于我们日常生活和工、农业生产中的温度测量，也可以当作温度处理模块嵌入其它系统中，作为其他主系统的辅助扩展。 DS18B20 与AT89C51 结合实现最简温度检测系统，该系统结构简单，抗干扰能力强，适合于恶劣环境下进行现场温度测量，有广泛的应用前景。 关键词：单片机报警系统 DS18B20 温度传感器数字温度计 AT89S52 目录 1、概述 (1) 1.1 课程设计的意义 (1) 1.2 设计的任务和要求 (1) 2、系统总体方案及硬件设计 (2) 2.1 数字温度计设计方案论证 (2) 2.1.1 方案一 (2) 2.1.2 方案二 (2) 2.2 系统总体设计 (3) 2.3 系统模块 (4) 2.3.1 主控制器 (4) 2.3.2 显示电路 (5) 2.3.3 温度传感器 (5) 2.3.4 报警温度调整按键 (6) 3、系统软件算法分析 (7) 3.1 主程序流程图 (7) 3.2 读出温度子程序 (7) 3.3 温度转换命令子程序 (8) 3.4 计算温度子程序 (8) 3.5 显示数据刷新子程序 (8) 3.6 按键扫描处理子程序 (9) 4、实验仿真 (10) 5、总结与体会 (11) 查考文献 (12) 附1 源程序代码 (13) 2 实物图 (20) 红外计数器的设计 0引言 随着人们生活水平的不断提高，人们越来越追求人性化的事物，计数器是不可缺少的必需品。本文所设计的计数器采用红外线遮光方式，抗干扰性好，可靠性高,可用于测量宾馆、饭店、商场、超市、博物馆、展览观、车站、码头、银行等场所的人员数量及人员流通数量。该产品应用广泛，也可以测量流水线上的产品数量，以及可检查产品有无缺损。因此，研究计数器及扩大其应用，有着非常现实的意义。 1红外技术的介绍 红外技术的内容包含四个主要部分：红外辐射的性质，其中有受热物体所发射的辐射在光谱、强度和方向的分布；辐射在媒质中的传播特性--反射、折射、衍射和散射；热电效应和光电效应等。红外元件、部件的研制，包括辐射源、微型制冷器、红外窗口材料和滤光电等。把各种红外元件、部件构成系统的光学、电子学和精密机械的组成部分。红外技术在军事上和国民经济中有着广泛的应用。 红外技术有很多应用，例如在夜晚可以用看见物体的红外线来确定物体的位置;用一个红外线发射器和一个红外线接收器在生产上可以计算商品的数量；军事上可以用来防止敌人侵入,当红外线发射器和接收器被挡住,警报就会响;在医学上还可以查看人的病情等等。 红外线计数器分为对射式和反射式两种电路。对射式红外线是一个发射头和一个接收头在中间如有物件通过就遮挡一下光线，输出脉冲信号触发计数电路；反射式红外线是把发射头和接收头做在一块成为一个红外探头，当探头前有一个物件出现就把发射头的红外线反射给接收头，探头输出一个脉冲给计数器计数。 本文所设计的计数器是采用红外线遮光方式，利用红外对射管作计数传感器,当有物体通过时光被遮挡住,接收模块输出一个高电平脉冲,对此脉冲进行计数,就可实现对产品的统计。基于这种光电检测原理,配合组成集成电路,就可设计对射式红外线计数器。实践证明,该装置抗干扰能力强, 红外计数器的设计 Design of Infrared Counter 杨汉祥张琦 Yang Hanxiang Zhang Qi (赣南师范学院物理与电子信息学院，江西赣州341000) (School of Physics and Electronic Information Science,Gannan Teachers'College,Jiangxi Ganzhou341000) 摘要：计数器在人们日常生活中应用越来越多，已成为不可缺少的必需品。本文介绍了红外计数器的发展前景和现状，设计了一种由数字电路来实现的红外计数器，详细阐述了红外计数器的工作原理和构成，讨论了各模块的实现方法，并对它们进行了严格的理论逻辑推敲和实验测试，以达到设计要求。它可以解决计数中的增减问题，对任意流水线产品及来往客流自动计数。因此,研究红外计数器及扩大其应用，有着非常现实的意义。 关键词：自动计数；红外检测；8位数码管 中图分类号：TP368.4文献标识码：B文章编号：1671-4792-(2009)7-0187-04 Abstract:Counters are widely used in our daily life and gradually become a necessity.Here we introduce the current status and al-so the future of infrared counters,then present a design on top of digital circuit.And the working theory and construct are described and implementation of each module is discussed here.Strict logical reasoning and real experiments have approved each step is correct in the process which have fulfilled the design specifications.To summarize,infrared counters can solve increase/decrease problem in count-ing,such as automatic counting for industrial pipelining and traffic.Therefore,the study of infrared counter and expanding its applica-tions make very practical sense in above terms. Keywords:Automatic Counting；Infrared Detection；8-bit Digital Tube 187红外可逆计数器设计
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