大學生創新創業訓練計劃項目

喬新東　張文　任博文　齊倩文　王慶

摘要：智能計數系統可應用于生產制造業、廠礦、學校等場所的產品計數及人員統計與管理。本系統基于STC89C52處理器，主要由電源、信號采集調理、鍵盤、液晶顯示、時鐘、通信、報警等模塊組成，可實現實時計數、實時顯示、計算機終端實時監測等功能。實踐證明該系統設計簡單，成本低廉、計數精度高、誤差小、方便可靠，可廣泛應用。

關鍵詞：STC89C52；光電傳感器；實時監測

本項目來源于國家級大學生創新創業訓練計劃項目，由學生自主組隊、自行選題，在教師的指導下，完成課題申報、研究、并撰寫結題報告。

隨著時代的發展和現代生產規模的不斷擴大，為保證人員和產品數量等統計數據的實時性和準確性，需要安裝必要的自動檢測與計數裝置，實時監測人員進出、生產線產品數量等情況，同時向計算機管理系統提供實時數據，為安全管理、過程控制等提供依據。

智能計數系統基于STC89C52處理器，采用光電傳感器，可實時對通過傳感器物品的數量進行計數，可實時顯示時間、計數數據、各種管理數據等信息，同時具有語音提示、異常報警及與上位機通信上傳檢測數據等功能。智能計數系統可廣泛應用于實時記錄流水線上產品數量以及礦井、倉庫、宿舍等場所人員進出情況的判別。

一、 系統硬件的組成

整個系統的設計是以STC89C52為主控芯片的，外圍電路主要由可調電源模塊、信號采集及調理模塊、時鐘與鍵盤模塊、液晶顯示電路、串口通信模塊、提示報警模塊等模塊組成。系統框圖見圖1。

電源模塊是利用LM317，CD4069等芯片設計的可調電源，其調節范圍從1V-15V連續可調。時鐘電路是基于DS1302設計的可調時鐘，通過設定鍵設定調時，調分，調秒，利用加一鍵，減一鍵對時間調整。顯示電路是利用液晶顯示器LCD1602顯示當前時間、計數數量和相關管理數據。提示報警電路是利用蜂鳴器實現異常報警及狀況提示（如無人時提醒鎖門，關閉窗戶等）。

信號采集及調理模塊主要由光電傳感器、光電耦合器、運算放大器等組成，通過光電傳感器感應到外界信號的變化，對采集來的信號利用光電耦合器隔離，利用濾波與延時電路，濾除干擾因素，以提高抗干擾性能。此設計采用兩個光電傳感器配合兩路信號調理電路來辨別方向，進而達到正方向加一，反向減一的目的。信號采集及調理電路見圖2。

二、 軟件的組成

系統軟件是在keil環境下編寫的，軟件程序主要有主程序、按鍵子程序、串口通信子程序、時鐘子程序、顯示子程序、提示報警子程序、信號處理子程序、中斷請求子程序等。主程序主要實現各個模塊的初始化，標記并判斷外部中斷0和外部中斷1到來的先后順序，如果外部中斷0先發生，接著發生了外部中斷1，這樣就可以判定有人員進入工作區或者有產品正向通過，顯示數值加一，反之，如果外部中斷1先發生，接著發生了外部中斷0，這樣就可以判定有人員離開工作區或者有產品反向通過，顯示數值減一。

三、 測試結果

通過實驗，不斷修改調理電路的各項參數，使得智能計數系統更加精準。項目完成后在某生產流水線上對通過流水線產品數量進行了實測（傳感器與被測物之間距離小于1.5米），誤計數率為零。圖3為部分調試實物圖。

四、 結束語

智能計數系統以傳統的低功耗，低價格的STC89C52單片機、光電傳感器為核心，設計費用小，可靠性高，抗干擾能力強，計數精度高，應用范圍廣，拓展性好，很大程度上方便了生產管理。通過對本項目的研究，參加項目學生的創新意識、自主學習能力、團隊合作精神、語言表達能力和科研能力都有較大幅提高。

參考文獻：

[1]胡海勝，李齊悅，劉載純，古青松，張校東.新型智能計數器設計及應用[J].應用科技，2011第38卷第五期：14-17.

[2]楊漢祥，張琦.紅外計數器的設計[J].科技廣場，2009年7月：187-189.

[3]萬柯，張海燕.基于單片機和光電開關的通用計數器設計[J].計算機測量與控制，2015.第23（2）卷：608-610.

作者簡介：

喬新東，張文，任博文，齊倩文，王慶，陜西省西安市，西安石油大學電子工程學院。