大学生创新创业训练计划项目

乔新东　张文　任博文　齐倩文　王庆

摘要：智能计数系统可应用于生产制造业、厂矿、学校等场所的产品计数及人员统计与管理。本系统基于STC89C52处理器，主要由电源、信号采集调理、键盘、液晶显示、时钟、通信、报警等模块组成，可实现实时计数、实时显示、计算机终端实时监测等功能。实践证明该系统设计简单，成本低廉、计数精度高、误差小、方便可靠，可广泛应用。

关键词：STC89C52；光电传感器；实时监测

本项目来源于国家级大学生创新创业训练计划项目，由学生自主组队、自行选题，在教师的指导下，完成课题申报、研究、并撰写结题报告。

随着时代的发展和现代生产规模的不断扩大，为保证人员和产品数量等统计数据的实时性和准确性，需要安装必要的自动检测与计数装置，实时监测人员进出、生产线产品数量等情况，同时向计算机管理系统提供实时数据，为安全管理、过程控制等提供依据。

智能计数系统基于STC89C52处理器，采用光电传感器，可实时对通过传感器物品的数量进行计数，可实时显示时间、计数数据、各种管理数据等信息，同时具有语音提示、异常报警及与上位机通信上传检测数据等功能。智能计数系统可广泛应用于实时记录流水线上产品数量以及矿井、仓库、宿舍等场所人员进出情况的判别。

一、 系统硬件的组成

整个系统的设计是以STC89C52为主控芯片的，外圍电路主要由可调电源模块、信号采集及调理模块、时钟与键盘模块、液晶显示电路、串口通信模块、提示报警模块等模块组成。系统框图见图1。

电源模块是利用LM317，CD4069等芯片设计的可调电源，其调节范围从1V-15V连续可调。时钟电路是基于DS1302设计的可调时钟，通过设定键设定调时，调分，调秒，利用加一键，减一键对时间调整。显示电路是利用液晶显示器LCD1602显示当前时间、计数数量和相关管理数据。提示报警电路是利用蜂鸣器实现异常报警及状况提示（如无人时提醒锁门，关闭窗户等）。

信号采集及调理模块主要由光电传感器、光电耦合器、运算放大器等组成，通过光电传感器感应到外界信号的变化，对采集来的信号利用光电耦合器隔离，利用滤波与延时电路，滤除干扰因素，以提高抗干扰性能。此设计采用两个光电传感器配合两路信号调理电路来辨别方向，进而达到正方向加一，反向减一的目的。信号采集及调理电路见图2。

二、 软件的组成

系统软件是在keil环境下编写的，软件程序主要有主程序、按键子程序、串口通信子程序、时钟子程序、显示子程序、提示报警子程序、信号处理子程序、中断请求子程序等。主程序主要实现各个模块的初始化，标记并判断外部中断0和外部中断1到来的先后顺序，如果外部中断0先发生，接着发生了外部中断1，这样就可以判定有人员进入工作区或者有产品正向通过，显示数值加一，反之，如果外部中断1先发生，接着发生了外部中断0，这样就可以判定有人员离开工作区或者有产品反向通过，显示数值减一。

三、 测试结果

通过实验，不断修改调理电路的各项参数，使得智能计数系统更加精准。项目完成后在某生产流水线上对通过流水线产品数量进行了实测（传感器与被测物之间距离小于1.5米），误计数率为零。图3为部分调试实物图。

四、 结束语

智能计数系统以传统的低功耗，低价格的STC89C52单片机、光电传感器为核心，设计费用小，可靠性高，抗干扰能力强，计数精度高，应用范围广，拓展性好，很大程度上方便了生产管理。通过对本项目的研究，参加项目学生的创新意识、自主学习能力、团队合作精神、语言表达能力和科研能力都有较大幅提高。

参考文献：

[1]胡海胜，李齐悦，刘载纯，古青松，张校东.新型智能计数器设计及应用[J].应用科技，2011第38卷第五期：14-17.

[2]杨汉祥，张琦.红外计数器的设计[J].科技广场，2009年7月：187-189.

[3]万柯，张海燕.基于单片机和光电开关的通用计数器设计[J].计算机测量与控制，2015.第23（2）卷：608-610.

作者简介：

乔新东，张文，任博文，齐倩文，王庆，陕西省西安市，西安石油大学电子工程学院。