前言
随着大规模、自动化的生产不断发展，很多企业在生产的过程中，大量使用各种智能化的产品，提高生产管理水平。采用红外线遮光方式的光电计数器，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、展览馆、车站、码头、银行等场所的人员数量及人员流通数量，同时丝毫不会侵犯到被测人员的个人隐私。该产品应用广泛，也可以测量流水线上的产品的数量，以及可检查产品有无缺损。适用于各种环境对产品的成品或者是半成品进行计数，以满足现代生产的适时管理和需要，实现了智能控制。
本人根据了光电计数器的工作原理，再结合了刚学过的模拟电子技术、数字电子技术、光电传感技术等电子类专业知识，制作了一个简易的红外光电计数器，本课题设计是对自己所学知识的一个综合运用和检验。同时也是自己走向社会前对产品的制作工艺以及产品生产流程的了解。
该电路的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、整流转换成高低电平信号，驱动计数器计数，并经译码驱动电路使数码管显示数值。该电路还设计了一个报警电路，当计数器计数到上限时（即99）时，产生一个进位脉冲来驱动555产生延时信号使蜂鸣器报警。由于本人经验不足，且实验器材精确度不高，故设计还有很多不足和缺陷，需做进一步的改进和完善。
第一章 设计内容及要求
1. 设计主要内容
该设计以红外发射及接收管为主要元器件产生光电脉冲，该脉冲通过双十进制加法计数器计数，4-8译码器译码，7段数码显示管显示来实现系统0-99光电计数及显示。当计数到99时计数暂停并报警。启动清零开关可重新计数。
2. 设计要求
设计主要包含基本和提高要求两层次
基本要求：利用红外发射接收管作为光电计数器的传感器进行计数，用数码管显示计数值，当数码管显示值与设定值相同时报警，此外计数器停止计数，手动清除报警后可重新工作。
提高要求：
l)发光器件和光接收器之间的距离大于lM(提示：生于距离较远；需要增大发光二极管的电流，这种情况下只能采用脉冲供电方法，此时有物体和无物体其输出频率会产生变化。
商丘职业技术学院机电工程系毕业论文
第1页 共27页 光电计数器的设计
摘 要
本系统采用的是以单片机STC89c52为核心的自动计数器。采用反射式光电传感器，将红外发光管与光电接收管相邻安放，每当物体通过一次，红外光就被物体反射，光电接收管接收一次，光电接收管的输出电压就发生一次变化，这个变化的电压信号通过放大和处理后，形成计数脉冲，通过光电隔离耦合并行输入至STC89c52单片机的P1口，通过软件控制和键盘设定计数值并用LED加以显示，便可实现对物体的计数统计。本计数器可将机械或人工计数方式变为电子计数，并且采用LED数码管显示，可适用于诸多行业，以满足现代生产、生活方式的需求。
所谓的光电式传感器是将光信号转化为电信号的一种传感器。它的理论基础是光电效应。这类效应大致可分为三类。第一类是外光电效应，即在光照射下，能使电子逸出物体表面。利用这种效应所做成的器件有真空光电管、光电倍增管等。第二类是内光电效应，即在光线照射下，能使物质的电阻率改变。这类器件包括各类半导体光敏电阻。第三类是光生伏特效应，即在光线作用下，物体内产生电动势的现象，此电动势称为光生电动势。这类器件包括光电池、光电晶体管等。光电效应都是利用光电元件受光照后，电特性发生变化。敏感的光波长是在可见光附近，包括红外波长和紫外波长。市场上的光电计数器采用的光电传感器有摄像头、光电管等，采用的光的种类有普通光和激光，可见光和不可见光等。光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成。光电式传感器是以光电器件作为转换元件的传感器，光电检测方法具有精度高、应用快、非接触等优点，而可测参数多，光电传感器的结构简单，形式灵活多变因此，光电式传感器在检测和控制中应用非常广泛。
【关键词】计数器 光电传感器 单片机 数码管
商丘职业技术学院机电工程系毕业论文
第2页 共27页 The design of photoelectric counter
微处理器应用—林克明、郭从良、陈羽
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光电计数器——白兰
一. 调研
当老师宣布实验题目自定时，我首先想到的是遥控小车，能自己做个遥控小车以弥补童年时未曾拥有过它的遗憾该多好。经过向做机器人的学长和同学打听后，发现这涉及到很多机械设计方面的问题，而且合肥不一定能买到适合的遥控器。考虑到自己第一次做东西，还是从简单的开始好。于是将题目换为光电计数器。其功能是对遮挡住光的信号进行计数并在数码管上显示，它可以模拟流水线上的元件计数器或电机转数计数器。主要元件是单片机，数码管和光电开关。
二. 初步方案
用两个数码管分别显示计数的十位和个位，用动态显示。单片机的八个管脚控制数码管的段选，两个管脚作为位选，一个管脚接收光电开关的输出信号。这样，一般输入输出管脚只需用到11个。经过比较，我选择了ATMEL的AT89C2051单片机，原因如下：
首先，ATMEL89系列单片机与MCS－51指令系统兼容，这与我在嵌入式系统课上学的内容一致，编程就更方便了。
其次，AT89C2051属于ATMEL89系列单片机的低档型，它的CPU内核与AT89C51是相同的，但并行I/O线少，只有2KB Flash程序存储器。这正能满足我这个简单电路的需要而不至于造成资源浪费，同时节约了经费。
最后，AT89C2051的p1口的八条I/O线能直接驱动LED，所以硬件设计上可以省去数码管驱动电路。
三. 硬件设计
该系统的电路主要包括这几部分：单片机复位电路，内部振荡电路，数码管位选、段选电路，光电开关电路，电源转换电路。
为了了解2051的特性，我从上下载了AT89C2051的data sheet。它有20个管脚，15条可编程I/O线，工作电压2.7-6v。p1端口可吸收20mA电流，能直接驱动LED显示器。P3.0-P3.5是多功能口，p3.7可作为通用I/O口使用。基于这些特点，我选择p1作为数码管段选，p3.0和p3.1分别为个位和十位数码管的位选，p3.7为光电开关到单片机的输入。
目 录
1 绪论 .............................................................................. 错误!未定义书签。
设计背景 ................................................................. 错误!未定义书签。
设计任务与要求 错误!未定义书签。
2 相关原理分析 2
单片机原理 2
555定时器原理 2
上拉电阻原理 3
3 系统总体方案的设计 4
4 系统详细设计 4
晶振电路设计 4
电源电路设计 5
复位电路设计 5
光电管电路设计 6
显示电路设计 6
5 系统测试 7
主要元器件 7
焊接元器件 7
系统测试注意事项 8
程序设计 8
6 收获与体会 10
参考文献 10
附录一 总体电路图 11
附录二 元器件清单 12
光电计数器
绪论
设计背景
数字式电子计数器有直观和计数精确的优点，目前已在各种行业中普遍使用。数字式电子计数器有多种计数触发方式，它是由实际使用条件和环境决定的。有采用机械方式的接触式触发的，有采用电子传感器的非接触式触发的，光电式传感器是其中之一，它是一种非接触式电子传感器。这种计数器在工厂的生产流水线上作产品统计，有着其他计数器不可取代的优点。该例光电触发式电子计数器只有两位数，但通过级联可以扩展为四位，甚至多位。
光电计数器是通过红外线发射和接收进行计数，有直射式和反射式两种，通常用于流水线作业工件计数。直射式的发射、接收分体，发生器和接收器分别置于流水线两边，中间没有阻挡时发射器的红外线射到接收器，接收器收到发射来的红外线，经相反处理使之没有信号输出，有工件经过时挡住光路，接收机失去红外线信号的便输出一个脉冲信号到运算累加器进行计数。发射式是发射、接收同体，置流水线一边，前面没有工件往下流时，发射器发出的红外线直接射出没有发射，接收器没有接收到反射来的红外线信号没有输出。有工件经过时挡住光电路使发射器发出的红外线信号发射到接收器上，接收器接收到反射来的红外线信号便输出一个脉冲信号到运算累加器进行计数。
