基于單片機(jī)的人數(shù)統(tǒng)計系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計

本科畢業(yè)論文（設(shè)計）題 目：基于單片機(jī)的人數(shù)統(tǒng)計系統(tǒng)摘要本文設(shè)計了一個基于單片機(jī)的人數(shù)統(tǒng)計系統(tǒng)，他可以通過光電開關(guān)統(tǒng)計教室的人數(shù)，并把實時的人數(shù)在 LCD1602 液晶屏上顯示，另該系統(tǒng)還配備了一個時間顯示的功能，可顯示當(dāng)前的年、月、日、小時、分種、秒等時間信息，時鐘芯片采用的是 DS1302.DS1302能存儲時間信息，并且時間可以掉電保存。關(guān)鍵詞 單片機(jī)； LCD1602；人數(shù)統(tǒng)計；DS1302AbstractThis paper designed a system based on single-chip microcomputer, the number of statistics, he can through the photoelectric switch statistic the number of the classroom, and the number of real-time in the LCD1602 display on the LCD panel, the system also equipped with another time display function, can display the current year, month, day,hours, minutes, seconds time information, such as clock chip USES is DS1302. DS1302time information can be stored, and time can be saved when power supply drop.Key words single chip microcomputer LCD1602 The number of statistics DS1302目 錄摘要 1Abstract2第 1 章 緒論 51.1 目的和意義 51.2 研究概況和發(fā)展趨勢 51.3 本系統(tǒng)主要功能 5第 2 章 總體方案論證與設(shè)計 72.1 主控模塊的選型和論證 72.2 顯示模塊的選型和論證 72.3 時鐘芯片的選型和論證 82.4 人數(shù)統(tǒng)計模塊的選型和論證 82.5 系統(tǒng)整體設(shè)計概述 9第 3 章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 103.1 主控模塊 103.1.1 STC89C52 單片機(jī)主要特性 103.1.2 STC89C52 單片機(jī)的中斷系統(tǒng) 113.1.3 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計 123.2 LCD 液晶顯示器簡介 123.2.1 液晶原理介紹 123.2.2 液晶模塊簡介 133.2.3 液晶顯示部分與 STC89C52 的接口 133.3 鍵盤模塊設(shè)計 133.4 時鐘模塊的設(shè)計 143.4.1 DS1302 概述 143.4.2 DS1302 內(nèi)部 RTC 和 RAM 地址分配 143.4.3 DS1302 時鐘和日歷 153.4.4 DS1302 時鐘電路設(shè)計 163.5 人數(shù)檢測模塊設(shè)計 163.5.1 光電開關(guān)工作原理 163.5.2 光電開關(guān)電路設(shè)計 163.6 硬件總體連接圖 17第 4 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 184.1 系統(tǒng)軟件總體設(shè)計 184.2 程序設(shè)計原理 19第 5 章 系統(tǒng)調(diào)試 205.1 硬件調(diào)試 205.2 軟件調(diào)試 205.3 系統(tǒng)檢測 21結(jié) 論 22參考文獻(xiàn) 23致 謝 24附錄 25附錄一：系統(tǒng)整體原理圖 25附錄二：系統(tǒng)仿真圖 25附錄三：元件清單 26附錄四：系統(tǒng)源程序 27第 1 章 緒論1.1 目的和意義在生活中，學(xué)校、火車站、銀行、商場、公交車等人員流動比較大的地方，如果可以將人數(shù)實時地統(tǒng)計出來，這樣可以給我們的生活與學(xué)習(xí)帶來很多的便捷。例如，在學(xué)校，很大的教室里，考勤對于老師來說是一件很麻煩的事情，但如果設(shè)計一款人數(shù)統(tǒng)計器，實時顯示教室人數(shù)的話，考勤也變得方便；在火車站等人員較多的地方，如果可以實時統(tǒng)計室內(nèi)人數(shù)，那么可以減少不必要的排隊及擁擠。在公交車上，如果可以設(shè)計一個實時人數(shù)統(tǒng)計器，可以將公交車的人數(shù)固定，使我們的坐車環(huán)境得到優(yōu)化。所以設(shè)計一款實時統(tǒng)計人數(shù)的器件對于我們的生活是很有意義的，可以提高我們的生活質(zhì)量。1.2 研究概況和發(fā)展趨勢計數(shù)器從發(fā)明以來，在不斷地發(fā)展，如今，市場上已經(jīng)出現(xiàn)了各種各樣的計數(shù)器，其功能也從計數(shù)擴(kuò)展到更多的功能，之前的計數(shù)器大部分用在工業(yè)方面，如：生產(chǎn)線上計數(shù)器的使用，數(shù)控零件計數(shù)應(yīng)用。人數(shù)統(tǒng)計器及我們看到的道路上的大小車輛計數(shù)器都是在計數(shù)器的基礎(chǔ)上擴(kuò)展而來的，之前的人數(shù)統(tǒng)計使用的是接觸式的方式，即人體必須接觸器件才可以計數(shù)，例如：腳踏板人數(shù)統(tǒng)計器，若有兩個人同時通過的話就不能精確計數(shù)，之后出現(xiàn)了非接觸式的，人體通過就可以計數(shù)，但也不是很精確，必須配備一定的設(shè)備才可以提高精確度。發(fā)展到現(xiàn)在，人數(shù)統(tǒng)計的發(fā)展趨勢是紅外線統(tǒng)計，它的距離可以更遠(yuǎn)，即：通過紅外線掃描，來統(tǒng)計人數(shù)，這樣的方法就比較精確，并且還可以增加人臉識別功能，方便警察辦案。1.3 本系統(tǒng)主要功能本系統(tǒng)設(shè)計可以實現(xiàn)以下幾種功能：（1）可以統(tǒng)計場所來往的人數(shù)并進(jìn)行相應(yīng)的加減，計算出室內(nèi)實時人數(shù)，并顯示在液晶屏幕上。（2）單片機(jī)可以采集 DS1302 的數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)傳輸將當(dāng)時的年、月、日、時、分、秒顯示在液晶屏幕上，用戶可以使用按鍵設(shè)置時間，時間可以自動更新，系統(tǒng)不供電時，時鐘芯片依然可以由后備紐扣供電，使其掉電時保存時間，下次上電時，時間依然準(zhǔn)確。（3）系統(tǒng)帶有液晶顯示可以實時顯示時間和當(dāng)前統(tǒng)計的人數(shù)。（4）系統(tǒng)帶有清零按鍵，按下后清除當(dāng)前統(tǒng)計的人數(shù)，但不會將時間清除。第 2 章 總體方案論證與設(shè)計根據(jù)本設(shè)計所要實現(xiàn)的功能，可以將系統(tǒng)劃分為以下幾個模塊：主控模塊、顯示模塊、時鐘模塊、人數(shù)統(tǒng)計模塊，下面對以上模塊的選型和論證進(jìn)行討論分析。2.1 主控模塊的選型和論證方案一：如果本設(shè)計使用單片機(jī) MSP430，它是 16 位超低功耗的混合信號處理器。功能比較強(qiáng)大，但其缺點是:芯片價格比較昂貴，不太適合本設(shè)計這樣比較一般的設(shè)計。方案二若使用 51 系列的單片機(jī)，該 8 位、32 個 IO 口單片機(jī)具有高可靠性，超低價，無法解密，高性能等特點，而且 STC 系列的單片機(jī)可以在線編程、調(diào)試，方便地實現(xiàn)程序的下載與整機(jī)的調(diào)試，比較適合本設(shè)計這樣一般的設(shè)計。由上所述， 51 系列單片機(jī)比較適合本設(shè)計。2.2 顯示模塊的選型和論證方案一：采用點陣式數(shù)碼管顯示，它是八行八列的二極管排列組成的，顯示文字要適合一點，若顯示數(shù)字有點浪費(fèi)其資源，另一方面價格也較高，所以本系統(tǒng)不使用點陣式數(shù)碼管作為顯示模塊。方案二：采用 LED 數(shù)碼管顯示，有以下優(yōu)點：價格一般，適用于顯示數(shù)字，它的顯示是采用動態(tài)掃描法，連接單片機(jī)時，占用單片機(jī)接口線也少。其缺點是：數(shù)碼管動態(tài)掃描時要使用 74LS164 移位寄存器進(jìn)行移位，移位寄存器的使用會給電路的調(diào)試帶來很多的障礙。方案三：采用 LCD1602 液晶顯示屏，其顯示屏可以顯示兩行，對于文字，圖像，數(shù)字都可以顯示，對于本設(shè)計也剛好夠用，價格也適中。與單片機(jī)連接時接口線較多，有利于系統(tǒng)調(diào)試。由上分析， LCD1602 液晶顯示屏比較適合本系統(tǒng)設(shè)計2.3 時鐘芯片的選型和論證方案一：使用單片機(jī)內(nèi)的定時計數(shù)器，通過編程來實現(xiàn)時間計數(shù)。這樣雖然可以不使用時鐘芯片，節(jié)約了成本，但是，對于閏年及每月天數(shù)的不同來說就不太準(zhǔn)確了，對于實時時間的實現(xiàn)誤差較大，不可以較精確的計數(shù)。方案二：這里用 DS1302 時鐘芯片實現(xiàn)時鐘，DS1302 的性能比較高，功耗比較低，并且內(nèi)部有31*8 的 RAM 的實時時鐘電路，DS1302 可以計時年、月、日、時、分、秒等，可以將每個月的 31、29、28 或 30 天進(jìn)行加與減的操作，使時間顯示更加準(zhǔn)確，也可對閏年進(jìn)行補(bǔ)償，其工作在 2.5V5.5V。該芯片有兩個電源引腳，一個是主電源，另一個是后備電源，在關(guān)閉電源的時候可以提供充電，使時鐘繼續(xù)運(yùn)行，當(dāng)下次使用時時鐘依然是準(zhǔn)確時間。芯片是用 32.768KHZ 晶振作為標(biāo)準(zhǔn)時鐘來計時。由上面的分析，DS1302 的優(yōu)勢比較適合本系統(tǒng)。2.4 人數(shù)統(tǒng)計模塊的選型和論證方案一：在場所的前門按一個光電開關(guān)，后門按一個，前門進(jìn)后門出，分別統(tǒng)計顯示人數(shù)，進(jìn)行加減。這種方案不好控制人員是從前門進(jìn)還是從后門進(jìn)。對于人數(shù)的統(tǒng)計的實現(xiàn)比較困難。方案二：根據(jù)本系統(tǒng)功能的要求，這里選用了兩個光電開關(guān)來實現(xiàn)人數(shù)的統(tǒng)計，將兩個光電開關(guān)置于場所的門口，一前一后放置，當(dāng)有人經(jīng)過門口，會擋住光電開關(guān)，光電開關(guān)輸出的電平會由高電平變?yōu)榈碗娖?，可以由電平變化的先后順序知道人是進(jìn)入場所還是出去，從而對所統(tǒng)計的數(shù)據(jù)進(jìn)行加減，統(tǒng)計這時室內(nèi)的總?cè)藬?shù)。由上面的分析，方案二比較適合本系統(tǒng)。2.5 系統(tǒng)整體設(shè)計概述本設(shè)計的核心控制芯片為 89C52 單片機(jī)，其功能是：對鍵盤，顯示模塊，時鐘模塊，光電開關(guān)統(tǒng)計人數(shù)模塊進(jìn)行控制與運(yùn)行。不僅起到了主控作用，而且在各模塊工作時起到了協(xié)調(diào)作用。主控芯片單片機(jī)光電計數(shù)器 2光電計數(shù)器 1液晶模塊L C D 1 6