1、本科毕业论文（20 届）基于单片机的流水线产品计数系统设计所在学院 专业班级 应用物理 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 天津理工大学 2015 届本科毕业设计说明书基于单片机的流水线产品计数系统设计摘要随着社会的不断发展，生产流水线产品产量统计显示系统广泛应用于各种工业流水线生产系统，实现流水线产品产量的实时计数统计，是现代工业生产流水线控制系统中不可或缺的组成部分。单片机已逐渐成为电子产品研制和开发中首选的控制器，它的应用越来越被人们所看重，用单片机来实现流水线产品计数系统设计这一课题不仅能与生活实际相结合，又能很好的锻炼我们的基础知识和动手能力，也是对所学知识的一个总结和
2、回顾。生产流水线产品产量统计显示系统广泛应用于各种工业流水线生产系统，实现流水线产品产量的实时计数统计，是现代工业生产流水线控制系统中不可或缺的组成部分。本设计以 Atmel 半导体公司的 AT89S52 单片机为核心器件，设计一个生产流水线产品产量统计显示系统。该系统采用红外光电开关实现对流水线产品的通过检测，单片机完成检测值计数，并通过四位 7 段数码管动态显示产品件数（设班产量不超过 10000 件）。系统通过计数开关实现计数控制，当某班开始生产时，将该开关置于高电平，系统开始统计并且动态显示班产量；将开关置于低电平，则停止计数，显示值清零，班产量存入指定存储单元备用。关键词: AT89
3、S52 流水线计数 模拟设计 调试天津理工大学 2015 届本科毕业设计说明书Based microcontroller product line counting system designABSTRACTWith the continuous development of society, production line product yield statistics system is widely used in various industrial assembly line production system for real-time product counting stat
4、istics production lines, it is a modern industrial production line control systems integral part. SCM has become electronic product research and development in the preferred controller, which is more and more becoming the focus of attention, with the microcontroller to streamline product design this
5、 topic counting system can not only be combined with real life, but it good verify our basic knowledge and ability, but also for the entire university study and review a summary of knowledge.Production line product yield statistics system is widely used in various industrial assembly line production
6、 system for real-time product counting statistics production lines, it is a modern industrial production line control systems integral part. The design of the semiconductor company Atmel AT89S52 microcontroller as the core device, the design of a production line product yield statistics system. The
7、system uses infrared photoelectric switch to achieve the pipeline products through testing, the MCU to complete the detection value count, and by four 天津理工大学 2015 届本科毕业设计说明书7-segment LED displays the number of product items dynamically (based shift production is not more than 10,000). System control
8、 is achieved by counting the switch count, when a shift to begin production, the switch to high, the system began keeping statistics and dynamic display shift output; will switch to low, then stops counting, the display is cleared, shift production into a designated storage unit backup.Key words: AT
9、89S52 Line count Analog design Debugging天津理工大学 2015 届本科毕业设计说明书目录第 1 章 绪论. 11.1 选题的背景. 11.2 设计的意义 .11.3 技术现状分析. 1 1.4 选题研究内容. 1 第 2 章 设计方案及原理.22.1 设计方案 .22.2 设计控制要求及原理. 22.2.1 控制要求.22.2.2 开关状态检测. 32.2.3 红外线传感器. 32.2.4 中断系统.4第 3 章 硬件设计. 53.1 单片机. 53.1.1 单片机的选择. 53.1.2 AT89S52 引脚图及其功能.53.2 单片机控制系统电路图.
10、83.2.1 单片机控制流水线计数系统框图.83.2.2 复位电路.93.2.3 单片机控制流水线计数电路图. 9第 4 章 软件设计.11天津理工大学 2015 届本科毕业设计说明书4.1 PROTEUS 软件.114.1.1 PROTEUS 软件简介.114.1.2 PROTEUS 软件使用.114.2 KELL 软件介绍.124.3 流水线计数系统流程图.124.3.1 控制系统程序流程图.124.3.2 中断服务程序流程图.134.4 主程序流程图.14第 5 章 总结.15参考文献.16天津理工大学 2015 届本科毕业设计说明书1第一章 绪论1.1 选题的背景在如今的科学技术领域中
11、，单片机普及了各个方面，它从早期的计算机系统里分化出来，有着体积小、功能强、性能稳定和价格便宜的特点。利用数字电路和模拟电路来实现控制模块功能，使用单片机和通过软件编程的方法来实现操控功能，来使各个独立的单位有效完美地结合成一个整体，从而研发出智能型的产品。单片机的应用必将会在未来更多的领域中带来促进和方便。单片机的优势就在于它使我们的产品向着多功能小型化的方向发展，同时在提高生产效率，减轻劳动力强度等许多方面起了很大作用。现如今的流水线控制之中也多处用到了单片机的应用。1.2 设计的意义随着社会的不断发展，生产流水线产品产量统计显示系统广泛应用于各种工业流水线生产系统，实现流水线产品产量的实
12、时计数统计，是现代工业生产流水线控制系统中不可或缺的组成部分。单片机已逐渐成为电子产品研制和开发中首选的控制器，它的应用越来越成被人们所看重，用单片机来实现流水线产品计数系统设计这一课题能与生活实际相结合。1.3 技术现状分析电子计数器是一种基础测量仪器，到目前为止已有几十年的发展史。它利用电子学的方法测出一定时间内输入的脉冲数目，并将结果以数字形式显示出来。电子计数器在科学技术领域、工农业生产以及日常生活中发挥着越来越重要的作用。电子计数器技术的发展和电子技术的高速发展密不可分，人类社会对电子计数器提出越来越高的要求。本电路的制作是根据生活中的需要而设计出来的一种计数器，它适用于工厂生产流水
13、线的计数和产品的包装等方面，具有成本低、灵敏度高和制作简单等优点。该电子计数器可用于工厂流水线计数，利用红外线检测传送带传送的物体，以单片机芯片作为控制单元，在数码管上显示计数。1.3 选题研究内容本设计以 Atmel 半导体公司的 AT89S52 单片机为核心器件，设计一个生产流水线产品产量统计显示系统。该系统采用红外光电开关实现对流水线产品的通过检测，单片机完成检测值计数，并通过四位 7 段数码管动态显示产品件数（设班产量不超过 10000 件）。系统通过计数开关实现计数控制，当某班开始生产时，将该开关置于高电平，系统开始统计并且动态显示班产量；将开关置于低电平，则停止计数，显示值清零，班
14、产量存入指定存储单元备用。天津理工大学 2015 届本科毕业设计说明书2第二章 设计方案及原理2.1 设计方案流水线产品计数系统的硬件主要有单片机、复位、时钟、按键、故障检测电路、显示电路、电源。由他们组成了组基本的单片机系统。单片机 AT89S52自身的功能十分强大，计数系统的驱动用它的驱动来驱动，这样单片机的功能便得到充分的运用。图 2.1 计数器系统硬件构成Fig. 2.1 Control system hardware 2.2 设计控制要求及原理2.2.1 控制要求由红外光线传感器与中断系统的共同作用组成控制系统的工作原理。该系统采用红外光电开关实现对流水线产品的通过检测，单片机完成检
15、测值计数，并通过四位 7 段数码管动态显示产品件数（设班产量不超过 10000 件）。系统通过计数开关实现计数控制，当某班开始生产时，将该开关置于高电平，系统开始统计并且动态显示班产量；将开关置于低电平，则停止计数，显示值清零，班产量存入指定存储单元备用。天津理工大学 2015 届本科毕业设计说明书3图 2.2 产品统计模块电路Fig. 2.2 Product Statistics module circuit2.2.2 开关状态检测开关状态的检测，对单片机 AT89S52 来说是输入关系，可以分别检测各个开关的状态，采用 JNB REL P1.X 指令来完成；另外也可以一次性检测 5 路开关
16、的状态。2.2.3 红外线传感器红外线又称红外光，它具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性质。任何物质，只要它本身具有一定的温度（高于绝对零度），都能辐射红外线。红外线传感器测量时不与被测物体直接接触，因而不存在摩擦，并且有灵敏度高，响应快等优点。使用红外对管作为此模块的核心器件。红外对管通电时，红外发射管发出红外线，当红外接收管接收到红外线时，红外接收管导通；当红外接收管接没有收到红外线时，红外接收管不导通。当红外接收管接收到红外线时，接收管导通，LM324 与其相连的阴极电压被拉低（0V），即比较器的同相端为 0V，反相端电压为正（05V,可以通过电位器调节），此时比较器输出低电平（0）；当
17、红外接收管没有接收到红外线时，接收管不导通，LM324 与其相连的阴极电压被拉高（5V），即比较器的同相端为 5V，反相端电压为正（05V,可以通过电位器调节），此时比较器输出高电平（1）；将比较器的输出端连接到单片机的外部中断 0 引脚。设置单片机的外部中断处罚方式来检测电平变化，实现产品的检测、统计。2.2.4 中断系统天津理工大学 2015 届本科毕业设计说明书4单片机的中断指的是 CPU 暂停它正在执行的程序转而为中断源服务，实际就是执行中断服务的程序，在执行完成中断服务的程序后再返回到源程序继续。中断系统是指能够处理上述中断过程所需要的部分电路。单片机的中断技术主要应用在实时的控制，在单片机上可以看见有两个引脚，即 INTO、INT1。这两个引脚接收外部的中断信号然后输入到单片机，跟单片机的定时器一样，需要用到 C51 的软件编程来实现中断系统的处理。
