仰卧起坐计数器说明书
摘要
本队设计的仰卧起坐计数器，使用STC公司生产的
89C52单片机作为主控制器;使用沪龙传感器公司生产的型号为E3F-DS10C4的NPN漫反射常开式的红外传感器，来检测测试者的坐姿和卧姿，并记录1min内仰卧起坐次数；利用定时器进行60s倒计时并通过LCD1602显示；设置了计数器清0键和开始键；1min结束时声光提示；由于电路中的红外传感器和单片机的电源不一致，所以本系统还采用常见的7805三端稳压集成电路供电；经过几天的努力，我们制作的系统在符合规定的前提下完成了题目的基本要求和发挥部分，经过测试完全达到了题目所有要求。
关键字：单片机、红外传感器、光电耦合器、计数、7805
三端稳压器
一、设计目的
为了方便体育考试和生活中人们做仰卧起坐时计数，提高效率，
我们设计了这套设备，节省了大量的人力、物力等。
二、系统总体方案与论证 2.1 总体方案
红外传感器 光耦合器 报警提示 单片机 显示模块 开始键 清零键 声光提示
图1 系统总体方案
整体方案如图1-1所示，包括单片机、显示模块、红外传感器、光
电耦合器、报警模块和按键模块
2.2 主系统电路及其功能
1.2.1 单片机系统
主控芯片采用公司生产的STC51单片机作为主控制器 1.2.2 红外感应系统
本作品采用红外传感器作为光电开关，检测受试者的坐姿和卧姿型号选取E3F-DS10C4,工作电压DC 6~36 V，漫反射型，检测距离为10厘米，NPN常开式的光电开关。
图2 光电开关内部原理
开始工作时光电开关发射红外线，当没有物体对光束产生呢个漫反射时，信号线输出高电平；当有物体对光束产生漫反射，从而有足够的组合光返回接收器时，信号线输出低电平，以此作为开关判断物体的位置。
本题的光耦合器选择的是常用的TLP521,由输入信号控制内部发光二极管与否，需要接限流电阻保护，输出信号为集电极开路输出，所以必须接上拉电阻才能正常工作。采用两个光电开关，共六条线。开关信号由单片机的P2.0和P2.1两个I/O口检测，当红外传感器没有检测到物体时，单片机引脚的电平为高，一旦检测到了物体，则信号变为低电平。
1.2.3 蜂鸣器的应用
通过9012晶体管来驱动蜂鸣器，当单片机P1.4脚输出高电平时，晶体管截止，蜂鸣器不发声；当输出低电平时，晶体管导通蜂鸣器发声。开始测试时蜂鸣器有声音提示
图3 声光提示模块 1.2.4显示和按键模块
采用LCD1602液晶显示，开始键按下后，显示6秒倒计时时间，倒计时结束时，进入60计时时间，当检测到信号时并显示仰卧起坐的个数，秒两个控制按键分别为开始键和清0键
1.2.5稳压模块
因为电路中的红外传感器用的电源和单片机的电源不一致，所以要进行电压转换，本电路采用常见的7805三端稳压集成电路，简单实用，二极管的作用是防止电源反接，烧毁电路中的元器件
图4 7805稳压器
2.3 总体电路设计
C7+510uC80.1uFC1U130pf19XTAL1P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WRP3.7/RD39383736353433322122232425262728101112131415161712345678RN1161514131211109RX8LCD1LCD1602X112MHZ183U6C230pfXTAL2VOGND1234675891213141516172VI10k78051nF293031RV11kPSENALEEA1C90.1uF12345678P1.0/T2P1.1/T2EXP1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7AT89C52C610u+5D21N4007BUZ1BUZZER+12R410kU27R11kR341kQ1901263R392kC51uOPTOCOUPLER-NANDR3810kR3D1R35+5LED1k+510kU372R21k63OPTOCOUPLER-NANDR3610kC41uR372k1920R33C3+5D0D1D2D3D4D5D6D7E1E2A02VSSVDDVEEVORSTVLEDVLSS9+5 图5 总体电路设计 三 、结论
程序开始后先进行单片机初始化，然后扫描开始键，按下后，进入6秒倒计时准备时间，倒计时结束后，进入测量阶段，60s倒计时开始。在测量过程中，信号sig1用来检测测试者卧姿，当测试者躺下时挡住光电开关，信号由高电平变为低电平；sig2用来检测测试者的坐姿，当测试者坐到标准位置时，会挡住光电开关信号由高电平变为低电平。当sig1为高电平且sig2为低电平时说明测试者由仰卧做到了标准位置完成一次仰卧起坐过程，计数值加1；为了保证计数正确要检测要检测测试者是否回到仰卧状态，这时就要判断sig1是否为低电平且sig2是否为高电平满足条件才可以记录下一次数值，当60s计时结束时测量完毕。
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