关注的问题。传统的机械式或电子式计数器主要是用数字电路集成 组件组成电路比较复杂,元器件数量较多,故障率较高,维修比较困难,而且设置 预定数值不太方便,功能不易更改且功能过于单,适用范围较窄。而基于单片机 为核心控制的计数器有着能够实时，精确，可靠，稳定等计数优点已成为广大厂 家的首选自动计数的装置。 选题背景 电子计数器到目前为止已有多年的发展史。早期，设计师们追求的目标 主要是扩展计数范围，再加上提高计数精度稳定度等，这些也是人们衡量电子 计数器的技术水平，决定电子计数器价格高低的主要依据目前这些基本技术日 臻完善，成熟应用现代技术可以轻松地将电子计数器的计数上限扩展到无限大。 当今，单片微型计算机技术迅速发展，基于单片机技术开发的计数设备和产品广 泛应用到各个领域，单片机技术产品和设备促进了生产技术水平的提高企业迫 切需要大量熟练掌握单片机技术并能开发应用和维护管理这些智能化产品的高 级工程技术人才单片机以体积小功能强可靠性高性能价格比高等特点， 已成为实现工业生产技术进步和开发机电体化和智能化测控产品的重要手段。 已经实现或者部分实现，但要真正完美的实现这些目标，对于设计者来说，还有 许多工作要做，而不是表面看来似乎发展到头了电子计数器是种多功能的电 子测量仪器。它利用电子学的方法测出定时间内输入的脉冲数目，并将结果以 数字形式显示出来。 设计要求 整个系统有较强的抗干扰能力 计数范围 将计数值准确显示出来 精品文档世界上，成功的有两种人，种人是傻子，种人是疯子。傻子是会吃亏的人，疯子是会行 动的人, 国内外的研究概况 如今的产品自动计数器大多采用非接触式的计数触发方式。早已开发出了多 种型号的专用检测芯片而利用为控制单元辅以多种外围硬件搭配 而成的计数装置已成为现在自动计数应用领域的潮流。而如何提高自动计数器的 实时性，抗干扰能力稳定性是现在国内外自动计数生产厂家研究的主要课题 产品自动计数器主要用于工厂的流水线上，往往是处于高温，高噪声等极度恶劣 的环境当中而系列单片机构成的产品自动计数器在这种环境中工作时 往往会出现误动作单片机程序跑飞或死机程序进入死循环这也是基于 单片机构成的产品自动计数器存在的致命问题。 此次设计研究的主要内容应解决的问题 基于单片机构成的产品自动计数器研究的主要内容包括如果构成检测电 路单片机用何种方式对外部计数脉冲进行计数显示控制显示驱动 模块的选择单片机的扩展。在这个设计中主要需要解决的问题便是如 何提高单片机的抗干扰能力以及稳定性。 精品文档世界上，成功的有两种人，种人是傻子，种人是疯子。傻子是会吃亏的人，疯子是会行 动的人, 第二章基于单片机构成的产品自动计数器的设计 方案论证与选择 方案如图 图方案 原理阐述专业检测芯片形成计数脉冲后送给控制单元单片机 通过对它片内计数显示编程。是专用显示驱动芯片可以同时驱动 个段数码管是块有电源电压监控和看门狗定时器电路三 种功能于体的芯片,它保证了在电源接通关断瞬间电源电压不稳时,不会造 成系统死机数据误写或误动作,大大提高了系统的可靠性和抗干扰能 力能够保证系统突然掉电后保护数据。 方案二如图二 红外发射电路 红外接收电路 控制计数显示 显示驱动显示 电源供电电路 电源监测单片机保护专用芯 片 专用检测芯片 控制单元 显示驱动 芯片 显示 掉电数据保护芯片电源供电电 路精品文档世界上，成功的有两种人，种人是傻子，种人是疯子。傻子是会吃亏的人，疯子是会行 动的人, 图二方案二 原理阐述红外发射电路以为核心和红外接收电路由 为核心构成红外检测单元以及形成计数脉冲经过外部中断对其 片内计数显示编程最后通过显示驱动芯片连接上显示器就完成了最 后的计数显示 方案三如图三 图三方案三 原理阐述检测单元同方案二样不同的便是计数显示部分方案三使用 了四合芯片它是集译码驱动锁存显示体 以上三个方案各有着自己的优缺点 方案既可完美的实现产品自动计数功能且能让系统处于异常状态和抗 干扰时通过外围专用芯片得到非常好的解决外围电路架设相对简单在市 场上属于高端自动计数产品同时它也暴露出了个重大问题由于成本太贵 的原因此类产品并电路。如图所示，红外线接收二极管将感应到的脉冲信号通过电容耦合 到三极管的基极，由组成的放大电路把感应信号放大约倍后，送给 的脚，由完成鉴频。如果接收信号在的捕捉带宽内，脚 输出低电平否则脚维持高电平。脚，脚上的电容电阻决定了内部压控 晶体振荡器的中心频率当时开始工作即构成红 外接收电路。 脚上的电容和二脚上的电容接地构成输出滤波网络和低通滤波网 络，在具体值的设置上通常设定为的两倍。 利用锁相环解码芯片的好处是可以提高整个检测电路的检测灵敏度 和消除太阳光等背景光的干扰，从而提高了整个检测电路的干扰能力。如果在对 射管接收管和发射管外加滤光片便可以更好的提高抗干扰能力。 而根据单片机原理与应用书中可知，单片机正常工作频率为 为晶振频率，般为即脚输出的计数脉冲频率为 从而在电路设计上满足了单片机控制的基本要求。 图九引脚图图十内部功能图 从上面的分析上不难看出，利用和构成检测单元其实是 种浪费现象。市面上的主流产品计数产品在检测部分般都用到了专用检测 芯片如配合光电传感器构成，检测精度非常高。和 般广泛运用与多路红外遥控系统中遥控距离为米如多路电灯的开精品文档世界上，成功的有两种人，种人是傻子，种人是疯子。傻子是会吃亏的人，疯子是会行 动的人, 关控制多路水龙头的控制中。和构成多路遥控电路时需外加 个双稳态电路控制继电器工作这是完成电子控制到机械控制，由于篇幅 原因这里不做过多阐述。 计数显示部分 精品文档世界上，成功的有两种人，种人是傻子，种人是疯子。傻子是会吃亏的人，疯子是会行 动的人, 计数显示部分如图十所示。由单片机控制完成。基本原理为当红 外检测部分检测到有产品经过时，红外接收电路芯片的脚输出口将产生 个低电平信号，这个信号将供给单片机进行计数控制显示部分是通过扩展 口实现，通过集成驱动芯片完成最终的显示 计数控制部分是将计数脉冲负脉冲有效送入单片机两个中断入 口的入口，经过单片机内部对这个中断信号进行计数编程构成与 指令系统完全兼容。提供以下标准功能字节闪烁存储器 字节内部个口线两个位定时计数器个向量两级中断 个全双工串行通信口片内振荡器及时钟电路。同时可降至的静 态逻辑操作，并支持两个软件的节电工作模式。空闲方式停止的工作，但是 允许定时计数器串行通信口及中断系统继续工作。掉电后保存中 的内容，但振荡器停止工作并禁止其他所有部件工作直到下个硬件复位。 单片机芯片外型如图十二 图十二单片机外型图十三口端口功能 显示部分是通过芯片扩展口和显示驱动芯片以及段数 码管构成采用的是软件译码方式。如图十所示。 软件译码是把各字符的段选码组织到个表中，要显示字符先查表得到其 段选码，然后送往显示器的段码线。 单片机应用系统中多采用软件译码的动态显示。图十中口输出的 是段选码，口输出位选码。而位选码占用的输出口线数取决于显示器位数。精品文档世界上，成功的有两种人，种人是傻子，种人是疯子。傻子是会吃亏的人，疯子是会行 动的人, 对应于单片机的口扩展普遍的选用和系列。 和扩展芯片都是通用可编程并行口扩展芯片，个引脚封装， 在这个设计当中我们选择使用扩展芯片。 芯片内包含有个字节，个位个位的可编程并 行口和个位定时器计数器。可直接与单片机连接不需 要增加任何硬件逻辑。由于既有又具有口，因而是单 片机系统中最常用的外围接口芯片之，的引脚及内部结构如图十四 图十四引脚以及内部引脚图十五外部引脚图 芯片外部引脚图如图十五。 共有个引脚，采用双列直插式封装。各引脚功能如下 地址数据总路线。单片机和之间的地址数据命令状 态信息都是通过它传送的。 片选信号线，低电平有效。存储器读信号线，低电平有效。 存储器写信号线，低电平有效 地址及片选信号锁存线，高电平有效，其后沿将地址及片选信号锁存 到器件中。 接口与存储器选择依赖线，高电平表示选择接口，低电平 选择存储器。 口输入输出线。精品文档世界上，成功的有两种人，种人是傻子，种人是疯子。傻子是会吃亏的人，疯子是会行 动的人, 口输入输出线。 口输入输出或控制信号线。用作控制信号线时，其功能如下 口中断信号线。口缓冲器满信号线。 口选通线。口中断信号线。 口缓冲器满信号线。口选通线。 定时器计时器输入端。定时器计数器输出端。 复位信号线。电源。地。内部结构包括两个 位并行输入输出端口，个位并行输入输出端口，个字节的静态随机存 取存储器，个地址锁存器，个位的定时器计数器以及控制逻辑电路， 各部件和存储器地址的选择由信号决定。 当低电平时，表示输入的是存储器地址，寻址范 围为。 当高电平时，表示输入的是接口地址，其编码 如下表所示。其中可经译码器进行译码，产生片选信号，内部寄存器 和口地址由给出。 目前数码显示驱动芯片的主流产品有系列, ,等。 段数码显示管的型号有等。 图十六图十七精品文档世界上，成功的有两种人，种人是傻子，种人是疯子。傻子是会吃亏的人，疯子是会行 动的人, 系统程序设计 程序流程图 图十八主程序流程图 图十九中断计数程序流程图 开始 初始化 计数 显示 检测外部计 数脉冲 是否处于低 电平计数否中断返回 计数 显示精品文档世界上，成功的有两种人，种人是傻子，种人是疯子。傻子是会吃亏的人，疯子是会行 动的人, 程序设计 外部中断函数 关中断 开中断 初始化 使指向控制寄存器端口 ， 动态显示初始化，使指向缓冲区首地址 首选位字节送 ，精品文档世界上，成功的有两种人，种人是傻子，种人是疯子。傻子是会吃亏的人，疯子是会行 动的人, 使指向口 选通显示器低位最右端位 指向口 读要显示数 调整距段码表首的偏移量 查表取得段选码 段选码从口输出 调用延时子程序 指向缓冲区下单元