基于光电开关的竞速小车计时系统设计

1 系统硬件设计

1.1 系统结构和功能

系统结构主要由两对光电传感器、单片机控制模块、5个74HC595、5个ULN2803、5个5寸数码管及复位开关构成，系统整体结构如图1所示。

系统采用对射型光电开关作为传感器，发射器与接收器配对使用，发射器发出的光指向并直接进入接收器，形成一个闭合的光路。当被检测物体经过光路之间有阻断光线时，光电开关就会产生开关信号，触发信号输送至控制器，控制器启动计时器开始计时，并控制数码管显示当前计时时间。光电传感器起点端是判断智能小车经过赛道开始端的触发信号，终点端是判断智能小车经过赛道末端的触发信号。

图1 系统结构

1.2 硬件电路设计

1.2.1 光电开关电路设计

个人所得税可以统筹财政收入，而且可以调整社会经济，由于属于直接税，通过和财政收入的比较能够看出，调节居民收入分配以及保障社会公平是比较重要的。这次个税修正草案把各种劳动所得综合成综合所得，确保个税征收模式在综合和分类相联系的时候能够更加顺利。

本系统所采用的单片机STC公司生产的STC89C51单片机，它是一款集成在一个芯片上的微型计算机，包括处理器CPU、存储器、I/O接口，定时器中断等，STC89C51单片机具有结构简单、控制功能强、可靠性高、体积小、价格低、功耗低的优点。内部的12时钟周期，采用11.0592 MHZ外部晶振，工作电压为3.8 V到5.5 V，支持ISP下载程序[2]。STC89C51共有40个引脚，其中P3.2和P3.3是外部中断口，光电开关作为传感器元件，该传感器发射器和接收器共有5个接线口，两条红色电源线，两条蓝色地线，发射器上还有一条黑色信号线，将光电传感器开始端的信号线接入单片机外部中断触发口INT0（P3.2），结束端接入单片机INT1（P3.3），小车经过光路被截断就会触发信号，中断触发执行子程序，实现快速执行计时和计时的准确性。光电传感器接线电路图如图2所示。

1.产品标准：GB/T 19472.1—2004埋地用聚乙烯（PE）结构壁管道系统 第一部分 聚乙烯双壁波纹管材。

图2 对射型光电传感器外部电路设计

1.2.2 5寸数码管及74HC595与ULN2803驱动电路设计

由于单片机输出的电流很小，5寸数码管所需的驱动电流大于单片机IO口的驱动电流，因此采用74HC595锁存器和达林顿ULN2803三极管驱动器，并采用74HC595的级联技术实现对多个5寸数码管驱动显示。显示屏幕共采用5个单独5寸数码管，每个数码管单独由74HC595及ULN2803驱动显示，以达到数码管静态显示效果，减少单片机开销，提高测量精度。驱动显示电路如图3所示。图3中数码管驱动的CLK接单片机的P2.0口，STR接单片机P2.1口，DATA数据端口接单片机P2.2口。

图3 74HC595与ULN2803驱动电路

74HC595是串行输入输出或并行输出8位移位寄存器，硅结构的CMOS器件，兼容低电压TTL电路，具有8位移位寄存器和一个存储器，三态输出功能。Q0-Q7是接到达林顿ULN2803三极管的基极的。Q7’是串行输出端口，可级联至下一个74HC595，同时实现多个数码管的显示[3]。

ULN2803是八重达林顿管，输出电流和电压可达500 mA和50 V，可用于驱动大电流负载,符合驱动5寸数码管条件[4][5]。1至8号引脚分别接74HC595的Q0至Q7，相当于三极管的基极，11至18号引脚接到数码管的A至F及DP端口上，相当于三极管的集电极。

1.2.1 试验设计 试验采用随机区组排列设计，共8个处理，分别为1%甲基二磺隆·双氟磺草胺可分散油悬浮剂9(A)、12(B)、15(C)、24(D)g a.i./hm2，对照药剂处理为30 g/L甲基二磺隆可分散油悬浮剂13.5 g a.i./hm2(E)、50 g/L双氟磺草胺悬浮剂4.125g a.i./hm2(F)，另加人工除草(G)和空白对照(H)；小区面积为20 m2，每个处理重复4次。试验于2017年3月29日施药，施药时小麦为3～6叶期，禾本科杂草为3～5叶期，茎叶喷雾处理；2017年3月29日、4月13日人工除草2次。

2 系统软件设计

整体软件流程如图4所示。软件流程主要由主程序、外部中断0子程序、外部中断1子程序和定时器0中断子程序构成。主程序主要负责变量的初始化和数码管的数据显示，外部中断0负责开启定时器，外部中断1负责关闭定时器。定时器0中断子程序处于计时状态时每1 ms中断一次，并将时间数据统计分类。

图4 软件流程

2.1 主函数设计

本设计主程序主要显示函数显示计时器所记录的秒和毫秒以及对中断进行初始化，并检测复位按键是否按下，若按下复位开关，则将时间标志位清零、秒清零、毫秒清零。主程序代码如下。

void main()

{

zhongduan(); //初始化

guangdian1=1; //初始化光电传感器开始端置1

guangdian2=1; //初始化光电传感器结束端置1

reset=1; //初始化复位按键置1

while(1)//主循环

{

display();//显示函数

if(reset==0){time1=0;haomiao=0;miao=0;}

}

}

2.2 单片机计时的软件设计

主函数按照代码的先后顺序依次执行，计时器0子程序根据设置的初始值1 ms执行一次，当外部中断0端口P22检测到一个低电平时外部中断0子程序执行一次，当外部中断1端口P23检测到一个低电平外部中断1子程序执行一次。

惟实干方可书写青年担当。青年人身上所富含的拼搏精神、挑战意识、创新因子等特质，必将对国之重器施与生生不息的动力，也必将深刻地影响新时代的进程与走向。

开始端光电传感器连接外部中断0，外部中断0子程序命令开启计时器0，结束端光电传感器连接外部中断1，外部中断1子程序命令计时器0停止工作。详细程序如下所示。

void waibuzd0()interrupt 0

{TR0=1;｝ //启动计时器0

void waibuzd1()interrupt 2

{TR0=0;｝ //关闭计时器0}

void miaobiao()interrupt 1

{

TH0=(65536-1000)/256;

TL0=(65536-1000)%256;

time1++; //时间标志进来一次自加1

if(time1==10)

栾川县处于中国中央造山系秦岭造山带后陆逆冲褶皱带复合部位，伏牛山腹地。这里矿产资源丰富，早在几年前就已探明各种矿产达50余种，其中，钼储量达206万t，居亚洲第一，世界第三，2006年被中国矿业学会加冕为“中国钼都”。

{

跟骨骨折是常见的跗骨骨折，占全身骨折的1%～2%，致残率达20%以上[1]。当需要手术治疗时，骨科医师一般选择应用足跟外侧“L”形切口进行手术治疗，但术后切口皮缘愈合不良是跟骨骨折术后最常见的并发症之一[2]。传统切口清创换药方法存在切口恢复慢，操作繁杂，并发感染可能性大等问题。而新型创面敷料(皮肤创面诱导凝胶)是一种处理浅表创面的新方法。本研究旨在探讨应用新型创面敷料治疗跟骨骨折术后切口愈合不良的临床效果。现报道如下。

time1=0;//时间标志清零

haomiao++; //毫秒自加1

深亚微米CMOS工艺下 SPAD的暗计数有热产生-复合(SRH)、陷阱辅助隧穿(TAT)和带-带隧穿(BTBT)三种主要产生机制[10-11]。在无光子入射的情况下器件内总的非平衡载流子的产生率GTOT可以由SRH、TAT、BTBT三个分量相加得到：

if(haomiao==99)

{

haomiao=0; //毫秒清零

miao++; //秒自加加1

if(miao==999){TR0=0;}// 当秒=999时，计时器0停止

}

}

}

2.3 74HC595驱动与显示软件设计

74HC595是具有8位移位寄存器和一个存储器，三态输出功能。移位寄存器和存储器是分别的时钟。数据在SHCP的上升沿输入，并在STCP的上升沿进入到存储寄存器中去。将计时器的变量miao和haomiao每一位分拆给a、b、c、d、e，然后按照顺序依次串行输入5个级联输出端7相连的4hc595驱动，然后驱动数码管显示。

void display()

其次，传统教育的内容已经与当下的传播环境存在落差，总体而言，业界已经把新闻传播教育大大甩在后面，新闻传播教育不能跟上业界的变革步伐。传统的新闻传播人才培养体系基本属于从传统媒体的生产流程总结而来，可以分为史论教育、业务教育、产业教育等三大部分，涵盖了传统媒体从新闻信息的采集、选择、制作、编辑（含技术手段）、出版发行全过程，也涉及到了对媒体的道德伦理审视、经营广告等内容。

{

uchar a=0,b=0,c=0,d=0,e=0; //定义变量

a=haomiao%10;//毫秒个位赋予a

b=haomiao/10;//毫秒十位位赋予b

c=miao%10; //秒个位赋予c

对于“什么是信息？”这一问题，虽然人们常常采用哲学式提问方式，但阿姆斯特丹大学本特姆教授不采用这种提问方式，而是引用了马克思的观点“逻辑是思维的货币”。进而采用了德尔文的(研究乔姆斯基)的俏皮话：信息=通讯的网球。这个隐喻似乎暗示，信息不仅与计算有关，而且与网络有关联，信息极有可能发生于某种动态的系统网络。

d=miao%100/10;//秒十位赋予d

e=miao/100; //秒百位赋予e

淮河流域行蓄洪区是淮河防洪体系的重要组成部分，也是行蓄洪区群众赖以生存的生产生活基地。2007年淮河大水共启用10处行蓄洪区，共分蓄洪水15.8亿m3，增加河道泄量200~1300m3/s。2007年，入海水道共运行23天，分泄洪水34亿m3；怀洪新河运行4天，分泄洪水2.3亿m3。汛后，淮委开展了行蓄洪区调整规划工作，规划经过反复论证，对淮河干流17处行洪区分别采取废弃、退建、合并等措施，废弃了部分低标准行洪区还给河道；退建了部分行洪区以扩大河道行洪能力。这些措施的实施，进一步缓解了人水争地矛盾，促进人与自然和谐相处。

temp=DSY_CODE[a];

In_595(); //串行输入a

temp=DSY_CODE[b];

2.2结果 经过治疗后,共有45例患者治愈,1例患者好转,2例患者死亡,死亡的患者均是IV级损伤患者。共出现了1例切口感染患者,4例胸腔积液患者,为患者提供换药和抗感染治疗之后,均顺利治愈。没有出现脾切后凶险性感染事件出现。

In_595(); //串行输入b

temp=DSY_CODE1[c];

In_595();//串行输入c

temp=DSY_CODE[d];

In_595();//串行输入d

temp=DSY_CODE[e];

In_595();//串行输入e

植物与山石搭配造景时，植物将山石衬托得更加巍然屹立。从目前来看，冠云峰是人们经常驻足观赏的对象，植物环绕在冠云峰周围，松树与竹子的围绕，给人们带来一种庄严神圣的感觉。冠云峰的景观设计，应选择高大的乔木作为主要树种，并搭配层次分明的低矮灌木，这些植物与山石相互融合，形成一道亮丽的风景线，从而使冠云峰的景象别有一番滋味，让人们流连忘返。

Out_595();//并行输出

}

3 实验结果

通过对整个光电开关及数码管显示的软硬件进行设计，首先做出测试样品，经过多次调试和对产品的抗老化检测，确保竞赛过程中运行的稳定性。对有电干扰和电磁波干扰具有良好的抵抗能力，竞赛过程中时间的计时具有很好的触发效果，能够确保及时计时，实现显示智能小车在比赛过程中的实时数据。竞速小车计时系统如图5所示。

图5 竞速小车计时系统

4 结语

本文深入论述了大尺寸数码管显示模块制作的整体设计思路和驱动模块的电路原理，阐述竞速小车计时系统工作原理及电路设计，还详细的介绍了74HC595及ULN2803元件的工作特性。本系统程序设计采用用两个外部中断分别检测两对光电开关的触发信号，具有计时精确、稳定的优点，经竞速小车比赛的检验，该程序设计能稳定精确运行。