图十：8155引脚以及内部引脚图十一：8155外部引脚图
8155芯片外部引脚图如图十五。
8155共有40个引脚，采用双列直插式封装。各引脚功能如下：
AD7～AD0：地址数据总路线。单片机和8155之间的地址、数据、命令、状态信息都是通过它传送的。
/CE：片选信号线，低电平有效。/RD：存储器读信号线，低电平有效。/WR：存储器写信号线，低电平有效、
之所以选用主要是这个方案涉及的知识面广且能达到精确、稳定的自动计数.。
2.2、系统各单元电路设计
2.2.1、电源供电电路
图二：电源供电电路
如图二所示电源供电部分采用变压器降压、桥式整流、电容器滤波、三端稳压器LM7805稳压后供电。电源用220V市电经变T1压器降压成9V交流电，然后经四个整流二极管（D1—D4）组成的桥式整流变成直流电压，经C1滤波后送入LM7805芯片稳压成5V直流电源供红外线发射、接收电路、AT89C51等供电.
2.3.2、外线检测部分
这个部分主要由NE555组成的红外发射电路和LM567构成的红外接收电路构成.工作原理为当红外发射二级管发出红外光,检测是否受物体遮挡,然后由红外线接收二极管将调制信号通过锁相环鉴频后输出CP计数脉冲以便单片机进行计数控制.
图三:红外线发射电路
如图三所示，红外线发射电路以时钟定时集成芯片NE555为核心。内部含有两个电压比较器，一个分压器，一个RS触发器，一个放电晶体管和一个功率输出级构成一个多谐振荡器。产生一个频率在91kHz至130kHz的脉冲波(这是理论值。由于元件偏差,以实际测量为准)，通过3脚输出脉冲波，由红外线发光二极管(D1)发射出去。频率计算方法：
1.2设计功能与要求……………………………………………1
1.3国内外的研究概况……………………………………………………1
1.4此次设计研究的主要内容应解决的问题……………1
第二章 基于单片机构成的产品自动计数器的设计…………………………...2
2.1设计方案选择（总体框图）和原理……………………2
2.2系统各单元电路设计……………………………2
单片机课题设计
题目：基于单片机的产品自动计数器
姓名：黎富强
学号：3080444905
学院：机械与控制工程学院
班级：机械08-3
指导老师：蒋存波
摘 要
在当今社会飞速发展的格局下，越来越多的流水线上的产品需要进行自动计数.基于单片机构成的产品自动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。有采用机械方式的接触式触发的，有采用电子传感器这类非接触式触发的。本文设计的计数器是采用红外对射式方式，抗干扰性好，可靠性高.本设计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、整流形成高电平信号.当物挡住红外光时，接收管没有接收到红外信号，放大器将输出低电平，同时将这个电平信号送入单片机进行控制计数，并经译码驱动电路使数码管显示数值。这样就得到要统计流水线上的产品的数量。
当IO//M＝1（高电平）时，表示AD7～AD0输入的是I/O接口地址，其编码如下表所示。其中A7～A3可经译码器进行译码，产生片选信号/CE，内部寄存器和口地址由A2～A0给出。
8段数码显示管的型号选DS-2181Bx：
图十二：LDS-2181Bx图十三：暂停电路
图十四时钟电路（晶振）图十五带手动看门狗的复位电路
1.2、设计功能与要求
1.整个系统有较强的抗干扰能力，随时可以进行统计，计数范围：00000000~99999999；
3.能够实现实时、稳定、精确地将计数值准确显示出来.
1.3、国内外的研究概况
如今的产品自动计数器大多采用非接触式的计数触发方式。早已开发出了多种型号的专用检测芯片.而利用AT89C51为控制单元、辅以多种外围硬件搭配而成的计数装置已成为现在自动计数应用领域的潮流。而如何提高自动计数器的实时性，抗干扰能力、稳定性是现在国内外自动计数生产厂家研究的主要课题.产品自动计数器主要用于工厂的流水线上，往往是处于高温，高噪声等极度恶劣的环境当中.而MCS-51系列单片机构成的产品自动计数器在这种环境中工作时往往会出现误动作（单片机程序跑飞）或死机（程序进入死循环）.这也是基于单片机构成的产品自动计数器存在的致命问题。
F=1.443/(R1+2R2)C1
因此根据公式计算我们知道此设计中红外线发光二极管的发射频率为12.4KHZ—94.5kHZ。发射的是脉冲波。
图四:NE555芯片电路引脚以及芯片外型
NE555芯片引脚功能为：
引脚
功能
引脚
功能
功能
功能
引脚
功能
1脚
芯片GND
3脚
输出
5脚
控制电压
7脚
放电
2脚
触发
4脚
复位
ALE：地址及片选信号锁存线，高电平有效，其后沿将地址及片选信号锁存到器件中。
IO//M：I/O接口与存储器选择依赖线，高电平表示选择I/O接口，低电平选择存储器。
PA7～PA0：A口输入/输出线。
PB7～PB0：B口输入/输出线。
PC5～PC0：C口输入/输出或控制信号线。用作控制信号线时，其功能如下：
RESET：复位信号线。VCC：＋5V电源。VSS：地。
8155内部结构包括两个8位并行输入/输出端口，一个6位并行输入/输出端口，256个字节的静态随机存取存储器RAM，一个地址锁存器，一个14位的定时器/计数器以及控制逻辑电路，各部件和存储器地址的选择由IO//M信号决定。
当IO//M＝0（低电平）时，表示AD7～AD0输入的是存储器地址，寻址范围为00H～FF。
单片机应用系统中多采用软件译码的动态显示。图七中PB口输出的是段选码，PA口输出位选码。
对应于MCS——51单片机的I/O口扩展普遍的选用8155和8255系列。选择使用8155扩展芯片。
Intel 8155芯片内包含有256个字节RAM，2个8位、1个6位的可编程并行I/O口和1个14位定时器/计数器。8155可直接与MCS－51单片机连接不需要增加任何硬件逻辑。由于8155既有RAM又具有I/O口，因而是MCS－51单片机系统中最常用的外围接口芯片之一，8155的引脚及内部结构如图十：
2.3.1 电源供电设计.............................2
2.3.2 红外线检测设计........................3
2.3.3 计数、显示设计........................6
2.3系统程序设计....................................10
2.3.1程序流程图.............................10
2.3.2程序设计.............................12
2.4电路总图...............................16
第三章总结.....................................17
关键词：自动计数、红外检测、单片机、8位数码管.
摘要…………………………………………………............................................ Ⅰ
第一章 绪论………………………………………………….............................. 1
1.1前言………………………………………………………........ 1
图六:LM567的引脚图与内部功能图
2．2.3计数、显示部分设计
图七：计数、显示原理图
计数显示部分如图七所示。由单片机AT89C51控制完成。基本原理为当红外检测部分检测到有产品经过时，红外接收电路LM567芯片的8脚输出口将产生一个低电平信号，这个信号将供给单片机进行计数控制；显示部分是通过扩展8155I/0口实现，通过集成驱动芯片BIC8718完成最终的显示.
第二章：基于单片机构成的产品自动计数器的设计
2.1、设计方案选择（总体框图）和原理
设计方案（系统总体框图）如图一
图一：系统总体框图
电路的指导思路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、整流形成高电平信号。当产品挡住红外光时，接收管没有接收到红外信号，放大器将输出低电平。这个便是外部计数脉冲信号。这个计数脉冲信号送入AT89C51单片机中进行计数控制，在经过扩展、显示驱动完成最后的显示过程。
1脚上的电容C4和二脚上的电容C3接地构成输出滤波网络和低通滤波网络，在具体值的设置上C4通常设定为C3的两倍。
利用LM567锁相环解码芯片的好处是可以提高整个检测电路的检测灵敏度和消除太阳光等背景光的干扰，从而提高了整个检测电路的干扰能力。如果在对射管（接收管和发射管）外加滤光片便可以更好的提高抗干扰能力。
1.4、此次设计研究的主要内容应解决的问题
基于单片机构成的产品自动计数器研究的主要内容包括：如果构成检测电路、MCS-51单片机用何种方式对外部计数脉冲进行计数显示控制、LED显示驱动模块的选择、MCS-51单片机的扩展。在这个设计中主要需要解决的问题便是如何提高MCS-51单片机的抗干扰能力以及稳定性。
参考文献...................................18
致谢.......................................19
附录....................................20
第一章：绪论
1.1、前言
在当今社会飞速发展的格局下，厂家基本采用流水线技术进行产品生产作业，而怎样对其线上的产品进行实时的、有效率的、精确的自动计数成为广大生产厂家十分关注的问题。传统的机械式或电子式计数器(主要是用数字电路集成组件组成)电路比较复杂,元器件数量较多,故障率较高,维修比较困难,而且设置预定数值不太方便,功能不易更改且功能过于单一,适用范围较窄。而基于单片机为核心控制的计数器有着能够实时，精确，可靠，稳定等计数优点已成为广大厂家的首选自动计数的装置。