光電傳感器 單片機(jī)：51單片機(jī)+ST188光電傳感器心率脈搏檢測程序+電路圖
使用時把右手食指指肚放在st188反射式紅外傳感器上，放置合適時會看到指示燈隨心跳同時閃動，如果沒有閃爍請適當(dāng)調(diào)節(jié)手指壓力，調(diào)節(jié)完后在測試過程中手指壓力不要變，保持穩(wěn)定，當(dāng)指示燈有規(guī)律閃爍時表示信號正確。當(dāng)單片機(jī)檢測到大約第五次信號時開始顯示這五次信號算出的平均心率。當(dāng)超過大約1.5秒沒有檢測到信號，清除心率。
如果手指抖動或者不穩(wěn)定會看到指示燈亂閃，這樣測得的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)，在測試過程中保持穩(wěn)定！
1：初始化液晶和定時器
2：檢測外部中斷，并記錄中斷時間間隔
3：當(dāng)有超過5個符合要求的時間記錄，算出5個時間的平均值和對應(yīng)的60s的心率并顯示
4：當(dāng)超過1.5s沒有檢測到中斷發(fā)生停止顯示
2-3-4循環(huán)
電路原理圖如下：
單片機(jī)源程序如下:
#include
if(displayOK==1)
{
rate=/(time[1]/5+time[2]/5+time[3]/5+time[4]/5+time[5]/5);
LCD_write_char(5,1,rate/100+48);
LCD_write_char(6,1,(rate%100)/10+48);
LCD_write_char(7,1,rate%10+48);
}
DelayMs(300);
}
}
void ex0() interrupt 0
{
EX0=0;//暫時關(guān)外部中斷
if(timecount
光電傳感器 單片機(jī)：基于51單片機(jī)的紅外反射式光電傳感器測速機(jī)的簡易設(shè)計
光電傳感器——基于紅外反射式的測速機(jī)
引言
在工程實(shí)踐中,經(jīng)常會遇到各種需要測量轉(zhuǎn)速的場合。轉(zhuǎn)速是電動機(jī)極為重要的一個狀態(tài)參數(shù),在很多運(yùn)動系統(tǒng)的測控中,都需要對電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行測量,不論是直流調(diào)速系統(tǒng)還是交流調(diào)速系統(tǒng),只有轉(zhuǎn)速的高精度檢測才能得到高精度的控制系統(tǒng)。迄今為止,測速可分為兩類:模擬電路測速和數(shù)字電路測速。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展,計算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用,出現(xiàn)了以計算機(jī)為核心的數(shù)字測速裝置。這樣的速度測量裝置測量范圍寬、工作方式靈活多變、適應(yīng)面廣,具有普通數(shù)字測速裝置不可比擬的快速性、精確性和優(yōu)越性。
一：設(shè)計思路
用一個紅外發(fā)光二極管和一個接受紅外光的二極管組成一套光電管。當(dāng)檢測到物表面為黑色時，反射光很弱，接收端檢測到的光線可以忽略，使接收端呈現(xiàn)一種狀態(tài)，例如開關(guān)管截止；當(dāng)被檢測物表面為白色時，反射光強(qiáng)烈，發(fā)射端發(fā)射的紅外線被接收端全部接收，使接收端呈現(xiàn)另一種相反的狀態(tài)，例如開關(guān)管開通。這兩種相反的狀態(tài)表現(xiàn)在電路中，就是高低電平組成的脈沖信號。由此，我想到用一個比較器來比較兩種接受到的信號，從而輸出“0”“1”兩種高低電平，并把兩種信號傳給單片機(jī)進(jìn)行統(tǒng)計，然后利用設(shè)定算法進(jìn)行計算，最后通過數(shù)碼顯示管顯示計算結(jié)果。
二：所需模塊
本測速系統(tǒng)共有兩個模塊構(gòu)成，一個為光電傳感器部分，用于接收光信號并轉(zhuǎn)換為電信號，即高低電平信號；另一個為單片機(jī)部分，用于接收高低電平信號并通過內(nèi)部計算，然后再通過數(shù)碼顯示管顯示測出的結(jié)果。
光電傳感器部分
（1）LM339工作原理及管腳圖：
LM339類似于增益不可調(diào)的運(yùn)算放大器。每個比較器有兩個輸入端和一個輸出端。
兩個輸入端中的一個稱為同相輸入端，用“+”表示，另一個稱為反相輸入端，用“-”表示。當(dāng)用作比較兩個電壓時，任意一個輸入端加一個固定電壓做參考電壓（也稱為門限電平，它可選擇LM339輸入共模范圍的任何一點(diǎn)），另一端加一個待比較的信號電壓，當(dāng)“+”端電壓高于“-”端時，輸出管截止，相當(dāng)于輸出端開路。當(dāng)“-”端電壓高于“+”端時，輸出管飽和，相當(dāng)于輸出端接高電位。兩個輸入端電壓差別大于10mV就能確保輸出能從一種狀態(tài)可靠地轉(zhuǎn)換到另一種狀態(tài)，因此，把LM339用在弱信號檢測等場合是比較理想的。
LM339的輸出端相當(dāng)于一只不接集電極電阻的晶體三極管，在使用時輸出端到正電源一般須接一只電阻（稱為上拉電阻，選3-15K）。選不同阻值的上拉電阻會影響輸出端高電位的值。因為當(dāng)輸出晶體三極管截止時，它的集電極電壓基本上取決于上拉電阻與負(fù)載的值。
下圖（1a）給出了一個LM399的基本單限比較器。輸入信號Uin為待比較電壓，把它加到同相輸入端，在反相輸入端接一個參考電壓（門限電平）Ur。當(dāng)輸入電壓Uin>Ur時，輸出為高電平UOH。圖（1b）為其傳輸特性。圖（1c）為LM339的管腳圖。
（c）
圖（1）LM339工作原理圖及管腳圖
（2）整體連線圖：如下圖（2）所示：
圖（2） 比較型光電傳感器整體電路圖
在上圖中， LED燈相當(dāng)于一個紅外線發(fā)射管，JP1是紅外線接收管，接收光強(qiáng)在上面轉(zhuǎn)換成電流，在R上成為電壓信號。當(dāng)光線照射到白色面上時，光線反射強(qiáng)烈，光線照射到黑色面上時，光線反射較弱。因此當(dāng)光照在不同顏色面上時，阻值會發(fā)生明顯的變化。將阻值的變化值與RA1的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，就可以從LM339輸出邏輯電平給單片機(jī)。
單片機(jī)部分
（1）單片機(jī)外部連線圖：如下圖（3）所示
圖（3）單片機(jī)連線圖
在上接線圖中，可在數(shù)碼管與單片機(jī)之間接上一個分壓電阻，起到保護(hù)作用。單片機(jī)型號選89C51或89C52都行。在試驗板上把圖（1）中的2管腳（邏輯電平輸出管腳）和圖（2）中的12管腳（中斷輸入管腳）連接，即可構(gòu)成整個測速系統(tǒng)。
（2）單片機(jī)內(nèi)部主程序流程圖
主程序是控制單片機(jī)系統(tǒng)按照預(yù)定的操作方式運(yùn)轉(zhuǎn),它完成人機(jī)對話和各種控制功能,是單片機(jī)系統(tǒng)程序的框架。主程序的主要任務(wù)是完成系統(tǒng)自檢、初始化、處理鍵盤命令等功能。在本實(shí)驗中，未涉及到鍵盤命令。
本系統(tǒng)的主程序流程如下圖（4）所示。
圖（4）主程序流程圖 圖（5）外部中斷0 中斷程序流程圖
在該測速系統(tǒng)的程序中,主程序執(zhí)行的過程中共執(zhí)行了3 個中斷程序,即外部中斷0 中斷、外部脈沖計數(shù)0 中斷和定時器1 中斷。圖（5）所示為外部中斷0 中斷程序流程圖。外部中斷0 中斷程序主要用于測速起始。當(dāng)測速開始時,執(zhí)行外部中斷0 中斷,外部脈沖計數(shù)加1，并判斷T0、T1 是否開啟，若沒有開啟則開啟，再判斷1S 定時到了沒有，若1S 定時到計算轉(zhuǎn)速，并關(guān)INT0、T0、T1 軟件清零。
圖（6）為T0 中斷程序流程圖。T0 對內(nèi)部時鐘脈沖計數(shù)， T0 為8 位定時器，1S 定時的內(nèi)部時鐘脈沖超過了T0 上限，故采用軟件延時計數(shù)。圖（7）為T1 中斷程序流程圖，T1 定時1S, 當(dāng)一秒定時到，則置位標(biāo)志位。
圖（6）T0 中斷程序流程圖 圖（7）T1 中斷程序流程圖
三：測速原理
首先，選一小型直流電機(jī)，在其軸上固定一張圓形硬紙片，以此來代替被測物。其次把此圓形紙片平均分成6等分，并把其中的三塊涂黑（具體見實(shí)物）。再次，用光電管正對圓形紙片。最后，啟動整個系統(tǒng)就可以進(jìn)行測速了。
因為當(dāng)紅外線照到面黑色時，反射光很弱，接收端檢測到的光線可以忽略，當(dāng)照到白色面時，反射光強(qiáng)烈，發(fā)射端發(fā)射的紅外線幾乎被接收端全部接收，因此，檢測到的信號經(jīng)過比較電路輸出后，會給單片機(jī)輸入高低兩種電平。所以，在編程中，假定在1S時間內(nèi)共檢測到n個低電平信號，那么此電機(jī)的轉(zhuǎn)速為
。
四：整體電路圖及實(shí)物圖
見附一圖所示。
五：所需器件
名稱
型號
個數(shù)
價格
51單片機(jī)
STC89C51RC
1件
9元
光電管
1套
5元
四電壓比較器
LM339
1件
1.5元
四位數(shù)碼顯示管
12管腳
1件
5元
1/4電阻
0.47K,1K,3.3K,10K,
各10個（備用）
0.8元
電位器
103（10K）
2個
1元
瓷片電容
22PF,104（100nF）
各10個（備用）
2元
萬用版
1塊
3元
電池盒
1個
1元
PIC座
20,40腳
（2+1）個
1元
排針
40PIN
2排
1元
晶振
12M
1個
1元
復(fù)位開關(guān)
1個
0.1元
LED燈
5個
0.5元
共計：
31.9元
六：總結(jié)
本設(shè)計的光電傳感器測速機(jī)能夠快速檢測到電機(jī)橫截面上的黑白相間的面，并通過單片機(jī)編寫測速程序，用數(shù)碼管顯示。但本設(shè)計的測速系統(tǒng)的整體性能只能滿足一般小型電機(jī)和一些要求不高的測速，并且在其測速時，還需要在被測物上安裝一個黑白相間的圓盤，這對某些被測物體來說是不太好實(shí)現(xiàn)的，即其是存在一定的局限性的。除此之外，其精確度也不盡完美。
但整體來說，此測速系統(tǒng)還是具有可行性的。當(dāng)我們需要知道某電機(jī)的轉(zhuǎn)速而又缺少測速裝置時，就可以用此套系統(tǒng)來進(jìn)行測速。它的簡單性，方便性和快捷性也是某些測速裝置不可比擬的。至于其缺點(diǎn)，由于設(shè)計者水平目前有限，暫不能完美解決，只待以后對此方面有較多理解后在解決，同時也希望對此精通的師生給予指點(diǎn)，從而進(jìn)行改進(jìn)測速方法，提高整個系統(tǒng)的測速性能。
附一：整體電路圖
附二：程序源代碼
#include
#define uint unsigned int
uint temp,qian,bai,shi,ge,aa,n;
sbit dula=P0;
sbit wela=P1;
sbit zd=P3^2;
uint code table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};
void display(uint qian,uint bai,uint shi,uint ge);
void delay (uint z);
void init();
void main()
{
EA=1;//開總中斷
EX0=1;//開外部中斷0
init();//初始化子程序
while(1)
{
display(qian,bai,shi,ge);
}
}
void delay(uint z)
{
uint x,y;
for(x=z;x>0;x--)
for(y=110;y>0;y--);
}
void display(uint qian,uint bai,uint shi,uint ge)
{
P0=table[qian];
P1=0xf7;
delay(1);
P0=table[bai];
P1=0xfb;
delay(1);
P0=table[shi];
P1=0xfd;
delay(1);
P0=table[ge];
P1=0xfe;
delay(1);
}
void exter0() interrupt 0
{
n++;
while(zd==0);
}
void init()
{
wela=0;
dula=0;
temp=0;
TMOD=0x01;
TCON|=0x04;
TH0=(-)/256;
TL0=(-)%256;
EA=1;
ET0=1;
TR0=1;
}
timer0() interrupt 1
{
TH0=(-)/256;
TL0=(-)%256;
aa++;
if(aa==20)
{
aa=0;
temp=20*n;
n=0;
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基于51單片機(jī)的紅外反射式光電傳感器測速機(jī)的簡易設(shè)計.doc
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光電傳感器 單片機(jī)：基于單片機(jī)的光電傳感器
?
圖
1
方案一原理圖
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?
如上圖所示是方案一，采用純模電硬件電路設(shè)計，所設(shè)計的電路沒有控制模
塊功能，
只能通過光敏電阻檢測當(dāng)前的環(huán)境光強(qiáng)是否符合一個定值之下，
若光強(qiáng)
低于設(shè)定值則蜂鳴器蜂鳴和
LED
閃而報警。此方案雖然輸入光強(qiáng)定制可以調(diào)節(jié)，
但是檢測靈敏度不高且不可以讀出當(dāng)前的光強(qiáng)以及電阻。
因此應(yīng)用不強(qiáng)，
不符合
一般的應(yīng)用，所以本系統(tǒng)設(shè)計不采用。
?
?
?
圖
2
方案二原理圖
?
如上圖是方案二，也是本系統(tǒng)所采用的方案。
?
?
本方案通過光敏電阻檢測周圍的光強(qiáng)變化，
通過
ADC0832
將模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為
光電傳感器 單片機(jī)：系統(tǒng)功能
單片機(jī)：基于STC89C52RC單片機(jī)制作的紅外循跡小車（4個傳感器）
個人感覺紅外循跡小車和那些遙控小車的區(qū)別就是信號發(fā)射不同：遙控小車是通過遙控器發(fā)出信號執(zhí)行相應(yīng)的動作，而紅外循跡是通過紅外傳感器檢測不同顏色來執(zhí)行相應(yīng)的操作，本例是以白底黑線為例。
小車跑道是恩智浦跑道，邊緣是五厘米寬的黑線，用于檢測識別，由于明年要參加第十五屆恩智浦，所以先從51學(xué)起
我們先來看看小車所用的材料（硬件部分）：
1.小車車殼是亞克力板材質(zhì)，（后來發(fā)現(xiàn)很容易裂開，還不如用塊木板）。
2.紅外傳感器:該傳感器對環(huán)境光線適應(yīng)能力強(qiáng)，當(dāng)檢測方向遇到障礙物（反射面）時，紅外線反射回來被接收管接收，綠色指示燈會亮起，可調(diào)節(jié)靈敏度，干擾小，可采用3-5V直流電源供電。兩邊各兩個，根據(jù)檢測的黑白色來執(zhí)行前進(jìn)，后退，停止。
連接方式：VCC-VCC,GND-GND,OUT-IO
3.驅(qū)動：驅(qū)動選用L298N,用L298N驅(qū)動模塊驅(qū)動兩個直流減速電機(jī)。引腳A,B可用于PWM控制。如果直行前進(jìn)，則可將IN1,IN2和IN3,IN4兩對引腳分別接高電平和低電平，僅用單片機(jī)的兩個端口給出PWM信號控制使能端A,B即可實(shí)現(xiàn)直行，轉(zhuǎn)彎，加減速等動作。
接線：ENA,ENB(使能端)——IO
IN1,IN2,IN3,IN4——IO
兩側(cè)端口分別連接電機(jī)引腳。
4.電池：電池采用的是3000mAh，11.1v的鋰電池，
5.使用STC98C52RC芯片，本來自己焊了一個51最小系統(tǒng)，感覺調(diào)試的時候比較麻煩，所以用的現(xiàn)成的，取放芯片也方便。
6.前面加了舵機(jī)和超聲波避障，結(jié)果發(fā)現(xiàn)沒多大用，循跡就可以完成，我就暫且沒用它。后面加了兩個尾燈，通電后常亮。
我們來看一下整體布局（個人感覺不太好，線有點(diǎn)多，只簡單用扎帶扎起來）
我們來看看軟件部分：
通過控制左右電機(jī)運(yùn)動狀態(tài)來控制小車。
1.定義正反轉(zhuǎn)和占空比：
2選擇定時器：
3.中斷：
4.前進(jìn)，左轉(zhuǎn)，右轉(zhuǎn)（因為沒有障礙區(qū)，所以沒有寫后退函數(shù)，當(dāng)然寫的話也挺簡單）
5.四個傳感器判斷前進(jìn)或轉(zhuǎn)向（這個我先注釋了，后面還有兩個傳感器函數(shù)，參見6）
6.兩個傳感器判斷狀態(tài)
7.通過信號短檢測到的三種情況來執(zhí)行不同狀態(tài)函數(shù)
8.主函數(shù)
9.最后給大家看一下全程序（調(diào)速還不是很好，轉(zhuǎn)彎有點(diǎn)卡頓，還請大神多多指教qq:）
