教室人数自动计数装置.doc

目录 第1章 绪论 1 1.1 设计背景 1 1.2 设计内容及解决问题 1 第2章 系统方案设计 2 2.1设计任务及要求 2 2.2系统设计思路 2 2.3 光电传感器简介 2 2.4 方案1设计 3 2.5 方案2设计 3 2.6 方案论证 4 2.7 系统总体框图及原理 4 第3章 硬件电路设计 5 3.1 单片机最小系统设计 5 3.2 键盘显示模块设计 5 3.3 电源电路设计 6 3.4 外部检测设备设计 6 3.5 显示模块设计 7 第4章 系统软件设计 8 第5章 设计总结 13 参考文献 14 附录Ⅰ 基本使用器件 15 附录Ⅱ 芯片型号 16 摘 要 近来在主要的大城市还有一些规模较大的学校中，人口流动量非常大，在一定程度上给生活带来不便。本文主要介绍了教室人数自动计数装置的工作原理，在对各种计数方法进行分析后提出了基于光电传感器和单片机系统的计数测量控制装置，并给出了智能计数器控制的硬件电路设计、软件电路设计和系统程序流程图。本文详细分析了系统的组成及工作原理，给出了系统各个硬件、软件的设计方法。该计数系统安装方便，维护简单，工作稳定，运行可靠，对于学校、商场、会议室等人员流动很大的公共场所有很高的使用价值，方便对于人员流动的管理及配送、具有很高的使用价值和经济价值。 关键词：单片机；光电传感器；智能计数器 第1章 绪论 1.1 设计背景 在学校等人员流动较大的地方，如果对人数的变动没有有效的管理和控制，那么对工作和学习的效率是有害的。如何对于人员流动进行实时的、有效的、精确的计数成为学校等场所十分关注的问题，因此设计一款实用有效的人数计数器是很必要的。 电子计数器是一种多功能的电子测量仪器，至今已有30多年的发展历史。早期设计师们追求的目标主要是扩展计数范围，提高计数精度、稳定度等，这些也是衡量一款计数器的主要指标。目前这些计数日趋完善，现代的应用技术可以让计数器的范围扩展到无限大。当今，单片机技术迅速发展，基于单片机技术开发的计数设备也广泛应用到各个领域。单片机以体积小、功能强、可靠性高、性价比高等特点，已成为实现现代工业生产技术进步和开发机电一体化智能测控产品的重要手段。如今的自动计数器大多采用非接触式的计数触发方式，早已开发出多种型号的专用检测芯片，利用MCS51系列的单片机作为控制核心的计数器成为了计数应用领域的潮流。 1.2 设计内容及解决问题 如何构成检测电路、MCS51系列单片机用何种方式对外部计数脉冲进行计数显示控制、LED显示模块的选择、单片机的扩展、提高单片机抗干扰能力和系统的稳定性。 第2章 系统方案设计 2.1设计任务及要求 设计可实现教室内人数自动计数、显示的装置。通过在教室门上安装的检测装置检测进出教室的人数，计算出教室内的实际人数，当按下显示按键、数据通信按键和数据清除按键时，可分别实现人数的显示、通信和数据清除，其中显示应在教室外显示，以便学生查询。此外，装置还设有上课/自习状态按键和相应的指示装置。 2.2系统设计思路 由于教室前后门应用相同的设备，故只介绍其中一个； 使用器件：光电传感器2个，数码管3个，AT89C51单片机一个，控制按键1组。 设计思路：门上装有两个光电传感器，并排架设，一前一后，若传感器1先有信号而传感器2后有信号，则表示有人进入教室；若传感器2先有信号而传感器1后有信号，则表示有人出了教室。传感器信号经过放大滤波传给单片机，单片机经过数据处理输出信号，传给8位数码管，数码管放在教室外面，方便学生查看。按键电路设置复位及清零，数码管上还可以显示上课、自习的状态。设备利用CAN总线进行远程通信，连接到控制中心。 2.3 光电传感器简介 光电传感器是利用光电元件作为检测元件的传感器。它首先把被测量的变化转换成光信号的变化，然后借助光电元件进一步将光信号转换为电信号。光电传感器一般有光源，光电元件，转换电路三部分组成。光电检测法具有精度高、反应快、非接触等特点，而且可测参数多，传感器结构简单，形式灵活多样。 红外发光二极管是一种把电能转换成光能的半导体器件。它具有体积小、功耗低、寿命长、响应快、机械强度高等优点，并能和集成电路相匹配。因此，广泛的应用于计算机、仪器仪表的自动控制系统中。 光电转换部分与单片机的连接框图如下： 图2.1 观点转换部分与单片机得连接示意图 2.4 方案1设计 原理图： 原理阐述：RT1072红外检测芯片形成计数脉冲以后送给控制单元AT89C51单片机，通过对它片内计数、显示编程。PS7219是专用的LED显示驱动芯片，可以同时驱动8个数码管。X2504P是一块具有电源电压监控、EEPROM和看门狗定时器电路三种功能于一体的芯片，它保证在电源接通、关断、瞬间电源电压不稳的时候不会造成系统死机、数据误写或误操作，大大提高了