紅外線計(jì)數(shù)器畢業(yè)設(shè)計(jì)

基于單片機(jī)構(gòu)成的產(chǎn)品自動(dòng)計(jì)數(shù)器有直觀和計(jì)數(shù)精確的優(yōu)點(diǎn)，目前已在各種行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。數(shù)字計(jì)數(shù)器有多種形式，總體來(lái)說(shuō)有接觸式和非接觸式兩種，在科技發(fā)展的今天，非接觸式紅外計(jì)數(shù)器得到了廣泛的應(yīng)用。本設(shè)計(jì)采用一對(duì)紅外發(fā)射接收管作為紅外計(jì)數(shù)器的信號(hào)檢測(cè)頭，具有價(jià)格低廉，抗干擾性好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便等特點(diǎn)。指導(dǎo)思想是利用紅外發(fā)光管發(fā)射紅外線，紅外接收管接收此紅外線，并將其放大、整流形成低電平信號(hào)。當(dāng)有人或物擋住紅外光時(shí)，接收管沒(méi)有接收到紅外信號(hào)，放大器將輸出高電平，同時(shí)將這個(gè)電平信號(hào)送入單片機(jī)進(jìn)行控制計(jì)數(shù)，并且使數(shù)碼管顯示數(shù)值。這樣就得到要統(tǒng)計(jì)的人或物的數(shù)量。

1.緒論

1.1前言

在當(dāng)今社會(huì)飛速發(fā)展的今天，廠家基本采用流水線技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)作業(yè)，而怎樣對(duì)其線上的產(chǎn)品進(jìn)行實(shí)時(shí)的、有效的、精確的自動(dòng)計(jì)數(shù)成為廣大生產(chǎn)廠家十分關(guān)注的問(wèn)題。傳統(tǒng)的機(jī)械式或電子式計(jì)數(shù)器（主要是用數(shù)字電路集成組件組成）電路比較復(fù)雜，元器件數(shù)量較多，故障率較高，維修比較困難，而設(shè)置預(yù)定數(shù)值不太方便，功能不易更改且功能過(guò)于單一，適用范圍較窄。而基于單片機(jī)為核心控制的計(jì)數(shù)器有著能夠?qū)崟r(shí)、精確、可靠、穩(wěn)定等計(jì)數(shù)優(yōu)點(diǎn)已成為廣大廠家的首先自動(dòng)計(jì)數(shù)裝置。

1.2選題背景

計(jì)算機(jī)技術(shù)迅速發(fā)展，基于單片機(jī)技術(shù)開(kāi)發(fā)的計(jì)數(shù)設(shè)備和產(chǎn)品廣泛應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，單片機(jī)技術(shù)產(chǎn)品和設(shè)備促進(jìn)了生產(chǎn)技術(shù)水平的提高，企業(yè)迫切需要大量熟練掌握單片機(jī)技術(shù)并能開(kāi)發(fā)、應(yīng)用和維護(hù)管理這些智能化產(chǎn)品的高級(jí)工程技術(shù)人才，單片機(jī)以體積小、功能強(qiáng)、可靠性高、性能價(jià)格比高等特點(diǎn)，已成為實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)步和開(kāi)發(fā)機(jī)電一體化和智能化測(cè)控產(chǎn)品的重要手段，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)或部分實(shí)現(xiàn)，但要真正完美地實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，對(duì)于設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)，還有許多工作要做，而不是表面看來(lái)似乎發(fā)展到頭了，電子計(jì)數(shù)器是一種多功能的電子測(cè)量?jī)x器，它利用電子學(xué)的方法測(cè)出一定時(shí)間內(nèi)輸入的脈沖數(shù)目，并將結(jié)果以數(shù)字形式顯示出來(lái)。

1.3設(shè)計(jì)要求

（1）整個(gè)系統(tǒng)有較強(qiáng)的抗干擾能力 （2）計(jì)數(shù)范圍：00～99 （3）將計(jì)數(shù)值準(zhǔn)確顯示出來(lái) （4）具有自動(dòng)清0能力

1.4市場(chǎng)發(fā)展概況

如今的產(chǎn)品自動(dòng)計(jì)數(shù)器大多采用非接觸方式，早已開(kāi)發(fā)出了多種型號(hào)的專用檢測(cè)芯片。而利用AT89C51為控制單元、輔以多種外圍硬件搭配而成的計(jì)數(shù)裝置已成為現(xiàn)在自動(dòng)計(jì)數(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的潮流。而如何提高自動(dòng)計(jì)數(shù)器的實(shí)時(shí)性、抗干擾能力、穩(wěn)定性是現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外自動(dòng)計(jì)數(shù)生產(chǎn)研究的主要課題，產(chǎn)品自動(dòng)計(jì)數(shù)主要用于工廠的流水線，往往是處于高溫，高噪聲等極度惡劣的環(huán)境中，而AT89C系列單片機(jī)構(gòu)成的產(chǎn)品自動(dòng)計(jì)數(shù)器在這種環(huán)境中工作時(shí)往往會(huì)出現(xiàn)誤操作（單片機(jī)程序跑飛）或死機(jī)（程序進(jìn)入死循環(huán)），這也是基于單片機(jī)構(gòu)成的產(chǎn)品自動(dòng)計(jì)數(shù)器存在的致命。

1.5此次設(shè)計(jì)研究的主要內(nèi)容應(yīng)解決問(wèn)題

基于單片機(jī)構(gòu)成的產(chǎn)品自動(dòng)計(jì)數(shù)研究的主要內(nèi)容包括：如果構(gòu)成檢測(cè)電路、AT89C51單片機(jī)用何種方式對(duì)外部計(jì)數(shù)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)顯示控制、LED顯示驅(qū)動(dòng)模塊的選擇、AT89C51單片機(jī)的擴(kuò)展。在這個(gè)設(shè)計(jì)中主要需要解決的問(wèn)題是如何提高AT89C51單片機(jī)的抗干擾能力以及穩(wěn)定性。

2.基于單片機(jī)構(gòu)成的產(chǎn)品自動(dòng)計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)

2.1方案論證與選擇

方案一、如圖2-1

方案一原理闡述：專業(yè)檢測(cè)芯片形成計(jì)數(shù)后送入控制單元AT89C51單片機(jī)，通過(guò)對(duì)它片內(nèi)計(jì)數(shù)、顯示編程。74LS245是LED驅(qū)動(dòng)芯片，可以同時(shí)驅(qū)動(dòng)4個(gè)7段數(shù)碼管，AT24C02是EEPROM模塊，可以保存單片機(jī)運(yùn)算時(shí)的中間有用結(jié)果的芯片，是突然掉電，關(guān)斷電源或瞬間電源電壓不穩(wěn)定時(shí)，不會(huì)造成數(shù)據(jù)丟失或數(shù)據(jù)誤寫(xiě)，也可以在上電后從中讀出其保存的數(shù)據(jù)內(nèi)容，大大增強(qiáng)了抗干擾的能力。

方案二、如圖2-2

方案二原理闡述：紅外發(fā)射電路（以NE555為核心）和紅外接收電路（由LM567為核心）構(gòu)成紅外檢測(cè)單元及形成計(jì)數(shù)脈沖，計(jì)數(shù)顯示部分使用了四合一芯片CL102它是集譯碼、驅(qū)動(dòng)、鎖存、顯示為一體。

方案三、如圖2-3

方案三原理闡述：利用紅外接收發(fā)射管的特性（即紅外接收頭在有紅外光電阻原理分壓可取基準(zhǔn)電壓，然后通過(guò)電壓比較器可輸出高低電平，當(dāng)有紅外光照射的時(shí)候，紅外接收管串聯(lián)的電阻分得的電壓很大，可使電壓比較器LM324輸出為低電平；當(dāng)無(wú)紅外光照射的時(shí)候，紅外接收頭串聯(lián)電阻分得的電壓很小，可使電壓比較器LM324輸出為高電平，然后通過(guò)單片機(jī)處理，可使輸出精準(zhǔn)的計(jì)數(shù)值。

以上三個(gè)方案各有自己的優(yōu)點(diǎn)：

方案一既可完美的實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品自動(dòng)計(jì)數(shù)功能且能讓系統(tǒng)處于異常狀態(tài)和抗干擾時(shí)通過(guò)外圍專用芯片到非常好的解決，外圍電路架設(shè)相對(duì)簡(jiǎn)單、在市場(chǎng)上屬于高端自動(dòng)計(jì)數(shù)產(chǎn)品。同時(shí)它也暴露出一個(gè)重大問(wèn)題；由于成本太貴的原因此類產(chǎn)品并沒(méi)有得到普及。如果用此方案進(jìn)行設(shè)計(jì)只需要了解各專用芯片的引腳功能以及外圍連接方法就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)計(jì)數(shù)，并沒(méi)有很好的達(dá)到我人做畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的，故雖然這個(gè)方案最完美的一個(gè)方案也只有舍棄。

方案二是一個(gè)簡(jiǎn)易的產(chǎn)品自動(dòng)計(jì)數(shù)器，價(jià)格低廉、計(jì)數(shù)精確，但在系統(tǒng)處于異常狀態(tài)時(shí)，工作十分不穩(wěn)定，也是屬于現(xiàn)在產(chǎn)品自動(dòng)計(jì)數(shù)市場(chǎng)上的淘汰產(chǎn)品，僅用于在計(jì)數(shù)要求不高的場(chǎng)合中，這個(gè)方案太過(guò)于簡(jiǎn)單故不選用。

方案三是這次畢業(yè)設(shè)計(jì)用的方案，之所以選用主要是這個(gè)方案涉及的知識(shí)面廣且能達(dá)到精確、穩(wěn)定的自動(dòng)計(jì)數(shù)，但也有一個(gè)致使的缺點(diǎn)，整個(gè)系統(tǒng)的抗干擾力相對(duì)欠佳，系統(tǒng)掉電后不能保存數(shù)據(jù)，在系統(tǒng)出現(xiàn)異常狀態(tài)時(shí)容易出現(xiàn)誤操作或死機(jī)，這也是此設(shè)計(jì)難點(diǎn)的問(wèn)題。

2.2 系統(tǒng)總體框圖和原理

原理：電路的指導(dǎo)思想是紅外發(fā)射管發(fā)射紅外線，紅外接收管接收紅外線，并且接收管當(dāng)有紅外線照射的時(shí)候，電阻比較小，當(dāng)無(wú)線外線照射的時(shí)候電阻比較大，這樣就可以通過(guò)一個(gè)電壓比較器和一個(gè)基準(zhǔn)電壓進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)有光照的時(shí)候，紅外接收管電阻比較小，那么和其串聯(lián)的電壓分壓就會(huì)增大，所以電壓比較器將會(huì)輸出一高電平；當(dāng)無(wú)光照射的時(shí)候，紅外接收管的電阻比較大，這樣電壓比較器就會(huì)輸出一個(gè)低電平。這個(gè)便是外部計(jì)數(shù)電平信號(hào)，這個(gè)電平信號(hào)送入AT89C51單片機(jī)進(jìn)行計(jì)數(shù)控制，在經(jīng)過(guò)擴(kuò)展、顯示驅(qū)動(dòng)完成最后的顯示過(guò)程。2.3系統(tǒng)單元電路設(shè)計(jì)

2.3.1電源供電電路

如圖2-5所示電源供電部分采用變壓器降壓、橋式整流、電容器濾波、三端穩(wěn)壓器7805如圖2-6穩(wěn)壓后供電，電源用220V的家庭用電經(jīng)變壓器降至6V交流電，然后經(jīng)四個(gè)整流二極管（D1～D4）如圖2-7組成的橋式整流成直流電壓，經(jīng)C1濾波后輸入7805芯片穩(wěn)壓成5V直流電源供紅外發(fā)射、接收電路、AT89C51等供電。

橋式整流器是利用二極管的單向?qū)ㄐ赃M(jìn)行整流的最常用電路，常用來(lái)將交流轉(zhuǎn)變成為直流電。 工作原理：

橋式整流是對(duì)二極管半波整流的一種改進(jìn)。

半波整流利用二極管單向?qū)ㄌ匦裕谳斎霕?biāo)準(zhǔn)正弦波的情況下，輸了獲得正弦波正半部分，負(fù)半部分則損失掉。

橋式整流器利用四個(gè)二極管，兩兩對(duì)接，輸入正弦波的正半部分是兩只管導(dǎo)通，得到正的輸出，輸入正弦波的負(fù)半部分時(shí)，另兩只管導(dǎo)通，由于這兩只管是反接的，所以輸出還是得到正弦波的正半部分。橋式整流器對(duì)輸入正弦波的利用率比半波整流高一倍。

橋式整流是交流轉(zhuǎn)換成直流電的第一步。 橋式整流也叫整流橋堆。

橋式整流器是多只整流二極管作橋式連接，外用絕緣塑料封裝而成，大功率整流器在絕緣層外添加金屬殼包封，增強(qiáng)散熱。橋式整流器品種多，性能優(yōu)良，整效率高，穩(wěn)定性好，最大整流電流從0.5A到50A，最高反射峰值電壓從50V到1000V。

整流電路是將交流電變成直流電的一種電路，但其輸出的直流電的脈動(dòng)成分較大，而一般電子設(shè)備所需直流電源的脈動(dòng)系數(shù)（電壓或電流的幅值與平均值之比，稱為脈動(dòng)系數(shù)S）要求小于0.01，故整流輸出的電壓必須采取一定的措施，

盡量降低輸出電壓中的脈動(dòng)成分，同時(shí)要盡量保存輸出電壓中的直流成分，使輸出電壓接近于較理想的直流電，這樣的電路就是直流電源中的濾波電路。

常用的濾波電路有無(wú)源濾波和有源濾波兩大類。無(wú)源濾波的主要形式有電容濾、電感濾波和復(fù)式濾波（包括倒L型、LC濾波、LCrr型濾波，也被稱為電子濾波器。

直流電中的脈動(dòng)成分的大小用脈動(dòng)系數(shù)來(lái)表示，此值越大，則濾波器的濾波效果越差。

脈動(dòng)系數(shù)（S）=輸出電壓交流分量的最大值/輸出電壓的直流分量 在交流電的角頻率一定的情況下R越大，C1越大，則脈動(dòng)系數(shù)越小，也就是濾波效果就越好。而R值增大時(shí)，電阻上的直流壓降會(huì)增大，這樣就增大了直流電源的內(nèi)部損耗； 若增大C2的電容量，又會(huì)電容器的體積和重量，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)起來(lái)也不現(xiàn)實(shí)。

為了解決這個(gè)問(wèn)題，我們?cè)诜€(wěn)壓前后各有濾波吸收電路，利用電容器的充放電，補(bǔ)償交流分量的電壓波動(dòng)如圖2-8

2.3.2紅外線檢測(cè)部分

如圖2-9所示，紅外線檢測(cè)部分采用一對(duì)紅外發(fā)送接收管完成，當(dāng)電路正常工作時(shí)，無(wú)障礙物遮擋，紅外接收頭有紅外線照射，這時(shí)，紅外接收頭的電阻很小，大部分電壓都加在R3上，這正是電壓比較器LM324的正向輸入電壓，而負(fù)向輸入電壓由R4和R5分壓得

到，而R3分得的電壓要大于此基準(zhǔn)電壓值，故這時(shí)電壓比較器LM324輸出高電平；當(dāng)在紅外發(fā)射接收管間有一不透光的障礙物時(shí)，，紅外接收頭無(wú)紅外線照射，這時(shí)紅外接收頭的電阻很大，大部分電壓都加在紅外接收頭上，這也是電壓比較器LM324的正向輸入電壓，而負(fù)向輸入電壓也是由R4和R5分壓得到，和原來(lái)電壓一樣，這時(shí)，R3分得的電壓要小于此基準(zhǔn)電壓值，故這時(shí)電壓比較器LM324輸出低電平。

2.3.3數(shù)碼管顯示部分

圖2-10數(shù)碼管顯示部分

顯示部分如圖2-10是通過(guò)9013PNP三極管來(lái)完成位選操作。然后再通過(guò)軟件譯碼來(lái)完成，為了考慮到數(shù)碼管在動(dòng)態(tài)掃描時(shí)，每點(diǎn)亮一個(gè)數(shù)碼管的時(shí)間很短暫，這樣就會(huì)影響到數(shù)碼管的亮度，故在此用9013三極管作為數(shù)碼管的一個(gè)段選驅(qū)動(dòng)級(jí)。

而該設(shè)計(jì)中段碼輸出口是利用P0口作為輸出口，而P0口是漏極開(kāi)路，雖然有很強(qiáng)的灌電流能力，但拉電流能力很差，故在P0口上加一10的排阻作為上接電阻。上拉電阻的作用是，當(dāng)單片機(jī)的P0口上輸入為0時(shí)，上拉電阻上的電流直接流入單片機(jī)中，使數(shù)碼管的段碼上傷保持低電平，故在這時(shí)數(shù)碼管不發(fā)光；而當(dāng)單片機(jī)的P0口輸出為0時(shí)，這時(shí)上拉電阻的有能使電流灌入單片機(jī)中，故排阻上的電流流入數(shù)碼管中，因此這時(shí)數(shù)碼管發(fā)光（這里用的是共陰數(shù)碼管）。

數(shù)碼管實(shí)際上就是八個(gè)發(fā)光二極管，它們以兩種方式連接，如果將其陰極連接在一起，這種方式構(gòu)成的數(shù)碼管成為共陰數(shù)碼管如圖2-11；如果將其陽(yáng)極連接在一起，這種方式構(gòu)成的數(shù)碼管為共陽(yáng)數(shù)碼管如圖2-12。

（1）LED數(shù)碼管的特點(diǎn)

能在低電壓、小電流條件下驅(qū)動(dòng)發(fā)光，能與CMOS、TTL電路兼容； 發(fā)光響應(yīng)時(shí)間極短（《0.1s），高頻特性好，單色性好，亮度高； 體積小，重量輕，抗沖擊性能好；

壽命長(zhǎng)，使用天10萬(wàn)小時(shí)以上，甚至可達(dá)100萬(wàn)小時(shí)，且成本低。 顯示部分采用軟件譯碼方式，所謂軟件譯碼就是把各字符的段選碼組織到一個(gè)表中，要顯示某字符先查表得到其段選碼，然后送往顯示器的段碼線。

單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中多采用軟件譯碼的動(dòng)態(tài)顯示。 （2）數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描

由于多位LED數(shù)碼管所有段選線皆由一個(gè)8位I/O口控制，因此，在每一瞬間，我位LED會(huì)顯示相同的字符，要想每位顯示不同的字符，就必須采用掃描方法輪流點(diǎn)亮各位LED，即在每一瞬間只使某一位顯示字符。在此瞬間，段選控制I/O輸出相應(yīng)字符段選碼（字型碼），而位選則控制I/O口在該顯示位送入選通電平（因?yàn)長(zhǎng)ED為共陰時(shí)，則送入低電平，LED為共陽(yáng)時(shí)，則送入高電平），以保證該位顯示相應(yīng)字符，輪流，使每位分時(shí)顯示該位應(yīng)顯示的字符。段選碼、位選碼每送入一次后延時(shí)1ms，因人眼的視覺(jué)暫留時(shí)間為0.1s：（100ms），所以每位顯示的間隔不必超過(guò)20ms，并保持延時(shí)一段時(shí)間，以造成視覺(jué)暫留效果，給人看上去每個(gè)數(shù)碼管總在亮。

2.3.4單片機(jī)計(jì)數(shù)及控制部分

（1）計(jì)數(shù)部分

計(jì)數(shù)部分如圖2-13所示。由單片機(jī)AT89C51控制完成?；驹頌楫?dāng)紅外檢測(cè)部分檢測(cè)到有物體經(jīng)過(guò)時(shí)，紅外接收電路的串聯(lián)電阻會(huì)分壓減小，從而使電壓比較器的正向輸入端小于負(fù)向輸入端的電壓，從而使電壓比較器輸出一個(gè)低電平信號(hào)，這個(gè)信號(hào)將供給單片機(jī)進(jìn)行計(jì)數(shù)控制。

計(jì)數(shù)部分有三種方案：外部中斷、T0或T1計(jì)數(shù)器脈沖統(tǒng)計(jì)、查詢法。 T0或T1計(jì)數(shù)器主要作用是在一定時(shí)間內(nèi)計(jì)數(shù)脈沖的個(gè)數(shù)，我們?cè)谶@里并非

研究對(duì)象為在一定時(shí)間內(nèi)通過(guò)物品的數(shù)量，而是實(shí)時(shí)地在顯示器上顯示數(shù)當(dāng)前的計(jì)數(shù)值，故我們這里不能采用T0或T1計(jì)數(shù)器的方式；

查詢法是CPU在一定時(shí)間內(nèi)或是時(shí)刻地在查詢是否有計(jì)數(shù)脈沖產(chǎn)生。我們知道，CPU每查詢一個(gè)脈沖大約用到的時(shí)間是一個(gè)機(jī)器周期，也就是12個(gè)振蕩周期，即1?s的時(shí)間，相對(duì)于單片機(jī)的運(yùn)行速度而言，外部流水線的傳輸速度實(shí)在太慢，如果執(zhí)意要用查詢法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)物體的傳輸速度，這樣對(duì)于單片機(jī)的時(shí)間資源太浪費(fèi)，我們?cè)谠O(shè)計(jì)單片機(jī)產(chǎn)品中，時(shí)間資源和空間資料特別珍貴，不能輕易浪費(fèi)，故查詢方案舍棄。

外部中斷法是利用P3.2口的第二功能，INT0中斷，這時(shí)，當(dāng)有一低電平產(chǎn)生時(shí)，單片機(jī)將自動(dòng)進(jìn)入中斷服務(wù)程序，進(jìn)行處理外部中斷問(wèn)題，但在這時(shí)，由于外界干擾或者物體的特性，可能會(huì)進(jìn)行反復(fù)地中斷觸發(fā)，這樣可能會(huì)造成誤計(jì)，重計(jì)等錯(cuò)誤后果，在這里我們處理的辦法是我們不再利用電平觸發(fā)，而采用負(fù)邊沿觸發(fā)方式，這樣只有產(chǎn)生一個(gè)完整的脈沖，才會(huì)有負(fù)邊沿產(chǎn)生，這樣就可以在很大程序上解決了誤差的問(wèn)題。

綜上所述，在本設(shè)計(jì)在最合理的是采用外部中斷方式計(jì)數(shù)。

（2）單片機(jī)控制部分

單片機(jī)控制數(shù)碼管顯示有兩種方案，一種是查詢法，另一種是中斷法，這里的中斷不再是外部中斷，而是利用單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器產(chǎn)生定時(shí)中斷，從而控制數(shù)碼管的顯示。

查詢法類似于上面所說(shuō)的脈沖的查詢方法，主程序在不停地查詢并顯示數(shù)碼管的點(diǎn)亮，并且在每位數(shù)碼管之間還要插入延時(shí)程序，而這些延時(shí)程序一般都是利用空操作的方法進(jìn)行延時(shí)，這樣浪費(fèi)了大量的時(shí)間和空間資料。在工程設(shè)計(jì)和產(chǎn)品制作中，一般不采用此方案。

中斷法是利用單片機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生的溢出進(jìn)行計(jì)數(shù)和定時(shí)，這樣可以準(zhǔn)確在某時(shí)刻或是是規(guī)定的時(shí)刻做相應(yīng)的工作。在本設(shè)計(jì)中，是用數(shù)碼管每1ms輪循地掃描，點(diǎn)亮數(shù)碼管。

但是，在以上的顯示和計(jì)數(shù)的相應(yīng)程序段中，可能會(huì)遇到兩者同時(shí)進(jìn)入中斷問(wèn)題，如果遇到這樣的問(wèn)題，可能會(huì)導(dǎo)致單片機(jī)死機(jī)或者程序跑飛的情況，我們?yōu)榱吮苊膺@樣的情況產(chǎn)生，我們?cè)谶@里必須設(shè)定優(yōu)先級(jí)，在工業(yè)生產(chǎn)中，要計(jì)算出正確的數(shù)值才是最重要的，所以，我們這里就要設(shè)為檢測(cè)外部脈沖為優(yōu)先級(jí)。

AT89C51有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：

4K字節(jié)FLASH閃爍存儲(chǔ)器、128字節(jié)內(nèi)部RAM、32個(gè)I/O口線、兩個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器、一個(gè)5向量?jī)杉?jí)中斷、一個(gè)全雙工串行通信口、片內(nèi)振蕩電路、同時(shí)AT89C51可降至0HZ的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩個(gè)軟件的節(jié)電工作模式。空閑方式停止CPU的工作，但是允許RAM、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電后保存ROM的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其他所有部件工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。

AT89C51共有四十個(gè)引腳如圖2-14，采用雙列直插式封閉，各引腳功能如下：

P0～P3：數(shù)據(jù)輸入輸出端口。

P0口：一個(gè)漏極開(kāi)路的8位準(zhǔn)雙向I/O端口，作為漏極開(kāi)路的輸出端口，每位能驅(qū)動(dòng)8個(gè)LS型TTL負(fù)載。當(dāng)P0口作為輸入口使用時(shí)，應(yīng)先向口鎖存器（地址80H）定入全1，此時(shí)P0口的全部引腳浮空，可作為高阻抗輸入。作輸入口作用時(shí)要先寫(xiě)我，這就是準(zhǔn)雙向的含義。

P1口：一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O端口，P1的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流方式）4個(gè)TTL輸入。對(duì)端口寫(xiě)1時(shí)，能過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，這時(shí)可用作輸入口。P1作輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號(hào)拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流（ILI）。

P2口：一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O端口。P2的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流方式）4個(gè)TTL輸入。對(duì)端口寫(xiě)1時(shí)，通過(guò)內(nèi)部的上接電阻把端口拉到高電位，這時(shí)可用作輸入口。P2作輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被部信號(hào)拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流（ILI）。

P3口：一個(gè)還內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O端口。P3的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流方式）4個(gè)TTL輸入。對(duì)商品寫(xiě)1時(shí)，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把商品拉到高電位，這時(shí)可用作輸入口。P3作輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號(hào)拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流：（ILI）。

在AT89C51中，P3口還用于一些復(fù)用的功能，即第二功能，其復(fù)用功能如表2-1所示。

此外，RST引腳是復(fù)位信號(hào)的輸入端，復(fù)位信號(hào)是高電平有效，其有效時(shí)間應(yīng)持續(xù)24個(gè)振蕩周期（即二個(gè)機(jī)器周期）以上，若使用頻率為6MHZ晶振，則復(fù)位信號(hào)持續(xù)時(shí)間應(yīng)超過(guò)4?s，才能完成復(fù)位操作。

3、復(fù)位電路

整個(gè)復(fù)位電路包括芯片內(nèi)、外兩部分。外部電路（如圖2-15）產(chǎn)生的復(fù)位信號(hào)送至施密特觸發(fā)器，再由片內(nèi)復(fù)位電路在每個(gè)機(jī)器周期的S5P2時(shí)施密特觸發(fā)器的輸出進(jìn)行采樣，然后才得到內(nèi)部復(fù)位操作所需要的信號(hào)。

復(fù)位電路又分為手動(dòng)復(fù)位，上電復(fù)位。

上電復(fù)位：在加電瞬間電容通過(guò)充電來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其電路如圖2-16所示。 在通電瞬間，電容C通過(guò)電阻R充電，RST端出現(xiàn)正脈沖，用以復(fù)位。

手動(dòng)復(fù)位：所謂手動(dòng)復(fù)位就是通過(guò)一按鍵開(kāi)關(guān)，使單片機(jī)進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)。系統(tǒng)在上電運(yùn)行后，需要復(fù)位，通過(guò)手動(dòng)得利位來(lái)實(shí)現(xiàn)，一般是阻容復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位相結(jié)合。如圖2-17所示

2.4系統(tǒng)流程圖設(shè)計(jì)

2.5總體電路圖

3實(shí)物的制作

1.焊前準(zhǔn)備

首先要熟悉所焊印制電路板的裝配圖，并按圖紙配料，檢查元器件型號(hào)、規(guī)格及數(shù)量是否符合圖紙要求，并做好裝配前元器件引線成型等準(zhǔn)備工作，由于制作的是便攜式的搖搖棒，所以在這里我選用了移動(dòng)電源來(lái)做電源。

2.焊接順序

元器件裝焊順序依次為：電阻器、電容器、二極管、集成電路、大功率管，其它元器件為先小后大。

3.對(duì)元器件焊接要求 （1）電阻器焊接

按圖將電阻器準(zhǔn)確裝人規(guī)定位置。要求標(biāo)記向上，子向一致。裝完同一種規(guī)格后再裝另一種規(guī)格，盡量使電阻器的高低一致。焊完后將露在印制電路板表面多余引腳齊根剪去。

（2）電容器焊接

將電容器按圖裝人規(guī)定位置，并注意有極性電容器其“+”與“一”極不能接錯(cuò)，電容器上的標(biāo)記方向要易看可見(jiàn)。先裝玻璃釉電容器、有機(jī)介質(zhì)電容器、瓷介電容器，最后裝電解電容器。

（3）二極管的焊接

二極管焊接要注意以下幾點(diǎn)：第一，注意陽(yáng)極陰極的極性，不能裝錯(cuò)；第二，型號(hào)標(biāo)記要易看可見(jiàn)；第三，焊接立式二極管時(shí)，對(duì)最短引線焊接時(shí)間不能超過(guò)2S。

（4）集成電路焊接

首先按圖紙要求，檢查型號(hào)、引腳位置是否符合要求。焊接時(shí)先焊邊沿的二只引腳，以使其定位，然后再?gòu)淖蟮接易陨隙轮饌€(gè)焊接。