红外对管的输出脉冲信号加到一个迟滞比较器(或者称作施密特触发器)。它有两个门限电压,分别称作上门限电压V1和下门限电压V2,两者的差值称为门限宽度获迟滞宽度,即:
ΔV=V1-V2
假设比较器输出高电平V3,则V3和Vcc共同加到同向输入端的合成电压:
R3R5V=V3+Vcc R3?R5R3?R5当比较器输出为低电平V4时,按同样的分析求得加到同向输入端的合成电压为:
R3R5V5=V4+Vcc
R3?R5R3?R5若Vi有大减小的通过V5时,则Vo由Vo1上跃到Vo2。可见,上式所示的V5就是比较器的下门限电压,即V2=V5.相应的迟滞宽度为:
R5ΔV=V1-V2=(Vo1-Vo2)
R3?R5调节R1和R2,可以改变ΔV.
2R5同时Tw=2ln(1+)
R3在实际应用中,利用迟滞比较器可以有效的克服噪声和干扰的影响,利用迟滞比较器,只要噪声和干扰的大小处在迟滞宽度内,就不会引起错误的阶跃。
因此,当被测物每遮挡一次红外对管时,施密特触发器输出一个宽度为Tw的脉冲,该脉冲送到计数器去计数和显示。C4是滤波电容,可提高单稳态触发器的工作稳定性。 2、单片机系统模块以及计数显示模块
C31nFR154k7C11nFX1CRYSTALU119XTAL1P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WRP3.7/RD393837363534333221222324252627281011121314151617C2181nF9RSTXTAL2R1R2R3560RR4470RR5470RR6470RR7470RR8470R470R470RQ1PNP293031PSENALEEAR9R10R114k74k74k7Q2PNP12345678P1.0/T2P1.1/T2EXP1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7Q3PNPAT89C52SRCFILE=C:\\Documents and Settings\\Administrator\\桌面\\光电计数\\我.hexR141kD2LED-BLUE
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当向P3.2口输入低电平时,经内部程序运算后进行加法处理,其结果通过三个数码管显示出来。
2.1.2主要芯片元器件引脚图及功能介绍
光电技术系统采用的芯片是AT89C2052,其主要特性:兼容MCS51指令系统 · 8k可反复擦写(>1000次)Flash ROM
· 32个双向I/O口 · 256x8bit内部RAM · 3个16位可编程定时/计数器中断 · 时钟频率0-24MHz · 2个串行中断 · 可编程UART串行通道 · 2个外部中断源 · 共8个中断源 · 2个读写中断口线 · 3级加密位
· 低功耗空闲和掉电模式 · 软件设置睡眠和唤醒功能
AT89C52是一个低电压,高性能CMOS 8位单片机,片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器(RAM),器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产,兼容标准MCS-51指令系统,片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元,功能强大的AT89C52单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合。
AT89C52有40个引脚,32个外部双向输入/输出(I/O)端口,同时内含2个外中断口,3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口,2个读写口线,AT89C52可以按照常规方法进行编程,但不可以在线编程(S系列的才支持在线编程)。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起,特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。
AT89C52有PDIP、PQFP/TQFP及PLCC等三种封装形式,以适应不同产品的需求。
AT89C52P为40 脚双列直插封装的8 位通用微处理器,采用工业标准的C51内核,在内部功能及管脚排布上与通用的8xc52 相同,其主要用于会聚调整时的功能控制。功能包括对会聚主IC 内部寄存器、数据RAM及外部接口等功能部件的初始化,会聚调整控制,会聚测试图控制,红外遥控信号IR的接收解码及与主板CPU通信等。主要管脚有:XTAL1(19 脚)和XTAL2(18 脚)为振荡器输入输出端口,外接12MHz 晶振。RST/Vpd(9 脚)为复位输入端口,外接电阻电容组成的复位电路。VCC(40 脚)和VSS(20 脚)为供电端口,分别接+5V电源的正负端。P0~P3 为可编程通用I/O 脚,其功能用途由软件定义,在本设计中,P0 端口(32~39 脚)被定义为N1 功能控制端口,分别与N1的相应功能管脚相连接,13 脚定义为IR输入端,10 脚和11脚定义为I2C总线控制端口,分别连接N1的SDAS(18脚)和SCLS(19脚)端口,12 脚、27 脚及28 脚定义为握手信号功能端口,连接主板CPU 的相应功能端,用于当前制式的检测及会聚调整状态进入的控制功能。
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图5 AT89C2052单片机引脚图
电压比较器:电压比较器的作用是对两个输入电压进行比较,并根据比较结果输出高、低两个电平的电压,以满足后面连接的数字电路对1和0两个逻辑电平的要求。如图所示
VI为待比较的输入信号电压,VREF为输入参考电压。在这个电路中,VREF就是比较的门限
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电压。当VI通过VREF时,输出电压VO发生突变,即:VI由大减小通过VREF时,输出电压VO由低电平值VOL上跃到高电平值VOH;而VI由小增大通过VREF时,VO则由VOH下跃VOL。
2.2 系统软件设计
为了充分实现实时在线工业检测,在处理过程中采用中断方式进行计数 发射电路始终发射红外信号,当传送带将物体送进入口时,将信号挡住,即将红外信号‘变为脉冲信号,此时中断响宜.计数器记录进料数量并设定时中断为lms,如果在进口中有其它异物通过时,它在设定的时间内不能长期保持有效.因此,中断不响应,计数器不记录异物通过,这样可防止外界的干扰 主程序流程图如6示
开始 系统初始化 调显示子程序 等待中断
图 6 主程序流程图
在光电计数系统中,设计软件可实现技术初始值为999,在生产流水线中有产品通过时,红外线被阻断,红外接收器没有收到发射器的红外信号,输出高电平 。将此信号送人到AT89C2051单片机的P3.2口.使单片机系统开始工作。由软件实现计数值加一,并且每计数100,用灯闪烁2S指示一下。根据光电技术系统的功能要求,设计出系统的工作流程图7,
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开始 初始化 N=0 N 红外信号阻断 Y n=n+1 N N为100的倍数时 Y 灯闪烁2s
图7 系统工作流程图
最后是软测量效果评价 .由于工业生产过程中要求具有很高的精确性.因此对软测量效果的评价是重要的。根据软测量的效果.确定模型是否需要进行修正,哪些参数需要调整等。一旦发现软测量的效果不能满足于实际应用的需要,就
必须考虑重新构造软测量模型,即重新构造软件的设计思路,设计出满足实践需要的软测量系统
第三章 设计原理
3.1 计数测量
计数的过程其实是获取脉冲源的过程,当有物体穿越光路时,接收头输出为高电平,反
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