基于AT89C51生产线产品产量统计显示系统设计

基于AT89C51生产线产品产量统计显示系统设计

（一）主要内容：

此次主要是将AT89C51单片机芯片作为主要控制元件，配合外围元器件构成生产线产品产量统计显示系统。根据确定的功能需求来进行整个系统的总体设计，再根据软、硬件设计去拓展系统所要求的计数精确、稳定等相关功能。

（二）拟解决的主要问题：

1. 生产线产品产量统计显示系统总体设计；

2. 生产线产品产量统计显示系统硬件选型及控制电路设计；

3. 生产线产品产量统计显示系统软件设计及调试；

4. 生产线产品产量统计显示系统Proteus仿真；

（三）预期目标：

根据项目需求，完成生产线产品产量统计显示系统总体设计与系统硬件电路图、系统软件设计，必须实现00～99计数并显示、每满100都会自动发出报警声并亮起指示灯、计数值和时间日期可以在显示屏上切换，具有断电记忆功能等。

（四）研究步骤

本课题的工作步骤分为四个阶段：

第一阶段：查阅文献，收集资料、确定课题方案，完成开题报告；

第二阶段：完成系统构架，进行系统总体设计；

第三阶段：进行生产线产品产量统计显示系统硬件设计；

第四阶段：进行生产线产品产量统计显示系统软件设计，并完成程序调试；

第五阶段：利用Proteus软件进行生产线产品产量统计显示系统软、硬件联合仿真；

第六阶段：整理技术资料，完成毕业设计论文及答辩。

（五）工作方法及措施：

1.参考各种设计手册及查阅文献资料；

2.充分利用网络，查阅各种相关资料；

3.在设计过程中遇到问题及时向指导老师请教，在教室指导下，完成生产线产品产量统计显示系统的设计与仿真。

摘要：随着社会的不断发展，生产流水线设备已经广泛的运用在各种产品生产中，为了方便对产品产量进行精确的计数并且显示的更直观便设计了这个控制系统。本设计的核心控制部分采用的是单片机，单片机的选型是AT89C51，利用红外检测电路对通过的货物进行检测，每当经过一个货物就会在单片机内部的程序中实现加一的功能，用时钟模块来计时，用LCD显示器电路和蜂鸣器电路将准确的计数值和时间日期在LCD显示器上显示出来，在满百时报警并且提示灯闪烁，为防止意外断电造成数据丢失还加入了断电记忆功能，这些功能的实现都为工厂的生产提供了很多的便利。

关键词：AT89C51单片机；满百报警；LCD显示；自动计数

第一章绪论…………………………………………………………………………1

1.1课题来源及研究意义………………………………………………………1

1.2国内外研究现状…………….……………………………………………3

1.2.1国外研究现状……………….………………………………………4

1.2.2国内研究现状……………….………………………………………4

1.3本文的主要研究内容………………………………………………………4

第二章生产线产品产量统计显示系统总体设计………………………………6

2.1生产线产品产量统计显示系统设计思路……………………………6

2.2系统的基本功能介绍………………………………………………………6

2.3系统原理框图的方案选取……………………………………………7

第三章生产线产品产量统计显示系统硬件设计………………………………11

3.1元器件选型…….…………………………………………………………11

3.1.1单片机选型...………………………………………………………11

3.1.2时钟模块选型………………………………………………………14

3.1.3红外传感器选型…………………………………………………14

3.1.4LCD显示器选型……………………………………………………12

3.1.5蜂鸣器选型…………………………………………………………13

3.2单片机最小系统电路设计...………………………………………………13

3.2.1晶振电路……………………………………………………………14

3.2.2复位电路……………………………………………………………14

3.3电源供电电路设计………………………………………………………15

3.3.1桥式整流电路……………………………………………………15

3.3.2滤波电路…………………………………………………………16

3.3.3稳压电路…………………………………………………………16

3.4各单元电路设计……………..……………………………………………16

3.4.1掉电记忆电路………………………………………………………16

3.4.2红外检测电路………………………………………………………17

3.4.3时间显示电路设计…………………………………………………18

3.4.4显示接口电路设计…………………………………………………18

3.4.5蜂鸣器电路…………………………………………………………19

3.5生产线产品产量统计显示系统硬件总电路设计…...……………………19

第四章生产线产品产量统计显示系统软件设计………………………………22

4.1系统生产线产品产量统计显示系统主程序设计………………………22

4.2系统生产线产品产量统计显示系统子程序设计………………………22

4.3 程序调试………………………………………………………………22

4.3.1 Keil软件简介….…………..………………………………………27

4.3.2编译过程及完成图………..………………………………………27

第五章生产线产品产量统计显示系统设计仿真……………………………27

5.1 系统仿真过程….…………………………………………………………27

5.1.1 Proteus软件简介………..………………………………………27

5.1.2时间日期及计数显示仿真..………………………………………27

5.1.3手动模式仿真….…………..………………………………………27

5.1.4提示灯提示仿真.…………..………………………………………27

5.2数据分析……………………………………………………………30

第六章总结.……………………………………………………………………32

致谢….………………………………………………………………………33

参考文献…………………………………………………………………….………34

第一章绪论

1.1课题来源及研究意义

在现在这个科学技术快速发展的社会中，用单片机来计算数量的设备和用它来开发的产品的控制技术真的是发展迅速，而且效率也非常高，因此很多地方普遍使用单片机。我们都知道，单片机的功能如此的强大，因此，基于单片机为核心的产品和设备都有着极高的效率，带来的效益当然非常可观，它使工厂的生产水平得到了很大的提升，这样生产业的发展也得到了进步，国家对发展生产业是十分重视的，因为国家重视因而很多公司都发展和培养单片机技术的人才，以后

他们可以搞单片机的技术开发，也可以将单片机技术应用在很多场合，在单片机的产品或者设备发生故障时可以进行及时的维修，或在一定的时间进行维护，这样的高级技术人员是国家和企业迫切需要的。这个控制系统最主要的就是去计数，计数的功能也需要通过单片机去实现，我们都知道，脉冲是一种信号，而单片机做成的类似于计数器的相关产品就是通过电子来发现这些非常短暂的脉冲的，通过对这些脉冲的捕捉从而得知单位时间内的脉冲数，最后显示的结果是以数字的形式显示出来的。学过单片机的人都知道，单片机十分的小巧，而且十分方便灵活，它的成本因此也很低，它不像很多大器件一样组装起来十分麻烦，做成产品很困难，相反的是，单片机做成产品十分容易。它可以很轻松的做成很多控制设备，其实也说明了它是一个更偏向于控制的产品，很多复杂的功能它都可以轻松胜任，并且解决的很好，所以单片机产品对很多企业和商家来说是性价比很高的产品，它在高温这种恶劣的环境下也可以运行良好，它的抗干扰能力我们也不可小觑啊！这些优点就算那些高端的器械也不一定可以比拟，因此单片机对人们的生产生活带来很大的便利和效益。

现阶段我国正在大力提倡发展工业，培养技能型人才，但很多都是在发展或者研究中，例如生产线在国内很多地方都已经得到推广并开始广泛使用，虽然生产线比较方便，每一个工序都会有专门的人去负责，他们很熟悉自己负责的工序，因此会很熟练，提高了工作效率，这看上去好像是节约了时间，提高了整个工厂的运营效率，增加了工厂的营业额，但结果却并不是如人所愿，因为每个工序都有特定的人去做，很熟悉这个工序的工作，原以为熟悉会提高效率，殊不知重复劳动会让人疲倦，觉得无聊，无精打采，或许根本提高不了效率，说不定还会因为这些因素导致出错，要知道，流水线一个环节出错，整个流水线的进程都会受到影响，尤其是对生产线的产品产量的统计，每天那么多的产品生产出来，如果统计出错会是很麻烦的一件事，那么大的数据量，那么久的统计时间，如果让人来统计那么多肯定会出错，因为人都是会开小差的，一旦出错，对于负责统计的员工和工厂都会带来或多或少甚至不堪设想的结果，因此对于生产线产品产量的统计就显得尤为重要。这是对生产线产品产量统计显示系统进行的设计，其计数范围从00到99，计数每满一百蜂鸣器都会发出报警声并且指示灯也会同时亮起，计数的值就会准确的显示出来，显示器还可以显示时间日期并且可以和计数值相互切换，这样可以让工作人员看得到时间日期，为了防止意外断电还具有断电记忆的功能。

随着社会的快速发展，现在大部分工厂都采用流水线进行操作，但是有很多问题都是很多工厂老板十分关心的问题，比如，如何才能准确的统计出每天的产品数量，毕竟日积月累都会影响一个工厂的营业额，还有如何能够实时的统计生产线上产品的件数，以及如何更有效率的进行计数。那些老式的机械式或者电子式的计数器，它们都是以数字集成电路组成的，都有很多的问题要去解决，数字电路集成组件最明显的就是元器件数量很多，电路也非常复杂，很难去修理，还有他的功能一旦确定就不太容易更改，如果想要设置预定的数值也是不太方便的，它的功能也是十分的单一，使用范围也小，对于计数来说，它的缺点很多，而对于要求很高的技术来说，这些老式的计数器都不太适用，都将会被时代所淘汰，但是对于单片机来说恰恰相反，单片机主要就是偏向控制的，非常适用于智能式控制设备，它实时性非常强，计数又十分精确，效率也非常高，在高温等恶劣的环境下也有着不俗的表现，它也不像数字电路集成组件一样有那么多的元器件，十分简单方便，性价比还高，这些种种优点，已经吸引了广大厂家来购买其作为生产线产品产量统计的装置。

单片机的功能越来越强大，已经走入很多国内市场，市场占有率很高，它减少了工作人员的疲劳强度，提高了工厂的生产效率，增加了工厂的营业额，为国家工业的智能化也做出了重大的贡献。

1.2国内外研究现状

1.2.1国内研究现状

近年由于经济的迅速发展，所谓适者生存不适者淘汰，很多厂家都会竞争，因此必须要有效的提高生产效率，这样才能提高生产效益。现在很多厂家都会选择智能控制的计数器来提高生产的效率，因为人工计数会带来一些不必要的麻烦，相比智能控制的计数器来看，很多缺点暴露无疑，例如计数不精确，没有实时性，在一些场合下人工根本没办法去进行操作，但是计数器却可以解决这些问题。国内现在用的计数器都可以做到一些基本的功能，例如计数准确，实时性较强等，但是在一些恶劣的环境下，国内的计数器并不能很好的解决，在高温的环境下和在噪音比较大的环境下，国内的计数器都不够稳定，很容易就会出错，这是国内计数器急需解决的问题。

1.2.2国外研究现状

国外是最先想到并制造生产线的，我们都知道，国外之所以能够在几百年就发展成现在这样先进，就是因为不断发展工业，工业的发展可以迅速增加其国内的经济水平，生产线最先出现在英国，英国一开始就是通过工业革命发展起来的，所以对工业的发展非常的重视，想法也很多，英国的福特公司有着规模很大的工业化的生产线，现在这种生产线模式在很多地方都被普遍的使用，国外对生产线上技术的问题十分的重视，生产线上最重要的就是计数的显示，因此计数器的抗干扰能力和稳定性是外国研究者研究的重要课题，国外在这方面已经取得了不错的成效。

1.3本文的主要研究内容

本设计研究的内容主要是实时的显示生产线产品的件数，每到一百就会提醒计数人员计数，简单方便操作性强，避免重复劳动而导致的疲劳，此控制系统使用了单片机AT89C51，对于元器件的使用可以说是少之又少，节约了购买者的开销，高性价比就此体现出来。此设计是以AT89C51单片机为核心，在硬件电路方面用了桥式整流电路、滤波电路和稳压电路，紧接着为了防止因断电而导致数据丢失采用了掉电记忆模块，在计数时采用了红外检测模块达到准确计数的功能，然后就是运用了单片机控制电路，它包括了单片机的最小系统，在计数达到一百时，报警器会响同时指示灯也会闪烁，这是用了蜂鸣器电路和LCD显示器电路，整个生产线产品产量统计显示系统由这些组成。本设计是基于单片机AT89C51生产线产品产量统计显示系统，它是利用红外发射管去发射红外线和红外接收管接收红外线的，每当流水线上经过一个货品时，红外线就会被阻挡，即发射出的红外线不能被接收，这样信号放大器就会输出一个高电平的信号，这个时候这个高电平信号会被送入单片机的控制单元，AT89C51单片机在早先已经对其输入了编译的程序，因此实现了这个计数的功能，并在LCD显示器上显示出来。这个控制系统里面的程序还采用了光电开关，增强了它的通用性，加入的掉电记忆芯片AT24C02，是防止系统意外断电而导致数据丢失，这样也就增加了它的可靠性和安全性，这一大特点也吸引了不少厂家。在计数时，LCD显示器会实时显示计数数字，每当计数到达一百的时候，系统会发出报警声，这是因为蜂鸣器电路的设置，并且在报警的同时，指示灯也会发光，这样更能提醒计数人员，防止他们因为粗心而导致对产品计数的不准确。

参考文献

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