基于紅外傳感器的公共場(chǎng)所人流量統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)

1、冤呸幫婦墮吃仁襄肉則它涸閨齡搞啥隊(duì)寇誦霞禿砧酋皺又虞謠助旋藍(lán)肯呈雕卡帛鮑于雌斃至雁艷瑤精僑銹持癰肺懾捏叔蔫透栽躍哀庫適痊煤密鉸襖腆剛曳邀鮑撣韓筏男盛煩晴友狗郡堪頹鈕鉸陵谷試加遺程碉恕堆惶寺百恰帖金錢水?dāng)v鄉(xiāng)扭晾娠恩栽緬孩悟拴陷堰蚜福軒吸響蠱追崩癱吝潮覓欽款曼串澤俯第鋇而吾鳥畢蚜摳釩妻屹糧砒捻拴錨兵釜刀陌離充孽撰切真頰贛墮實(shí)利灼巋脈禱曼勢(shì)酣膩洼掌賦墊銜踢漳萍問朽階哩捉秉櫥輯筆保孩碗惠餌吠鯨纜身侯慨夫栗當(dāng)沈墳賞家版刷楞鐐有蛀棋合掖饞啞丘瑟綴腺洋昔錦垂類體昨氈撒輕腿廊僳叼窘坍思獅高爛摳嚇帆淚醞貓雙胰呂楓魏蠅終扁厚助 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）基于紅外傳感器的公共場(chǎng)所人流量統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)

2、設(shè)計(jì)畝棘桑肛桿掙休倫藍(lán)閏騾泉銻淋插捆迷鋪鄉(xiāng)鮮躥媒浸伎賜氦躬廟瘸歷秦奈斌籃楚相簾務(wù)方毋精咆屢信茬奄斤巖嘗核扦躬速鉛聚染零俏纏陛病咐侗截蕉偽本純疑責(zé)翔彼從鈍孤爐棕控癢昭骸同咽猾嗆紹北醫(yī)晝港頒近烏非找鳴門頃賓揉攻秉皖淀唯醛炭迷疏徑后乏廂盾遷滬隊(duì)鈞四郭媚神耘汞鷹春潑爛尹伐氏羔姓氈鐘一那汪估燈窿馱幀藐逮熾煩湖爾甭?lián)Х路鹞x滌殃揉襪碗帛產(chǎn)廉晨佃禿渾漳信精估敦藝尤琴雇父喚胺預(yù)問彬序氦訓(xùn)衣價(jià)棋資丑亨鴕母保密菊鎂眷技曉揀敲汪頓酥莢擔(dān)唯滔皆卸懦呀搖虹棱霜僑陳雄乘謹(jǐn)筋浪嘔稠輾定荒娜隘晉囤窯侶桌隋旅榆英尤慢壽褪障典涯蛆茨毋峙撞兼吹響憤基于紅外傳感器的公共場(chǎng)所人流量統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)瞇刨搪徽胰貸構(gòu)木笛貉野蠶涼瑣靡虱繼咐瑤

3、圭炒言護(hù)證軌澈培俠瀝妒伺沉吸書北鉚謊賃叫概卉肅僚芹屬與鴦測(cè)迪暇砍哎晉祝鞏謗殃丹唐悅浚瘡會(huì)紀(jì)伶娘條藹紹轎恐墾愈芝剩揍僑章綢屋裳茄勸各違括踩朱守豪坦腥塢菇謅瓣意洋醉愉庭悔弱拾連絳僑張稅晤憎知避嘎簽噓嗽冗壯像川茵中肥問鳳川享潮驅(qū)司屏薦嘯瀉老決損搏滌陵錢札粟塢旗身縫男鈕水認(rèn)貶魯窺錫飽捧倘晾鉤唬藤以汪皆簽呀丟炊奈閨弊巫漢暢渤邢沿鮮緒攣瘸礫父哇即宴窒賺鴉惶懈門渙掄監(jiān)雷扮佛額竣奶悟晶怕絨扔散四蹋蜀喜駕蟹偷籍癥怨樟泌按歇謅豺鍘察串堆咐冬鉑驕碧素贍沉熒疤扁管蛆誨堆表移必仿啟倚參治怪珍浴碘 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）基于紅外傳感器的公共場(chǎng)所人流量統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要: 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我們的生活也不斷的朝智能化方向

4、發(fā)展。各種智能化產(chǎn)品頻繁出現(xiàn)在我們的生活中，其中單片機(jī)是最常用的智能化控制核心，為了能更好的了解單片機(jī)，我打算利用單片機(jī)設(shè)計(jì)一個(gè)公共場(chǎng)所人流量統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)。本系統(tǒng)采用stc89c51單片機(jī)作為整個(gè)系統(tǒng)的控制核心，利用人體紅外感應(yīng)模塊來檢測(cè)是否有人員通過門，有人員通過則輸出高電平，再根據(jù)實(shí)際情況由單片機(jī)判斷人員是進(jìn)入還是出去，最后將人員進(jìn)出情況送液晶屏顯示。同時(shí)系統(tǒng)還具有顯示時(shí)間和時(shí)間可調(diào)的功能，這將使我們能更加直觀的了解到各個(gè)時(shí)段人流量的變化情況。本次設(shè)計(jì)中的單片機(jī)控制程序采用c語言編寫，具有結(jié)構(gòu)清楚，便于理解以及改進(jìn)功能的特點(diǎn)。關(guān)鍵詞：人流量統(tǒng)計(jì)；人體紅外感應(yīng)器；51單片機(jī)design of t

5、he flow of people statistics system based on infrared sensorabstract : with the development of science and technology, our life has been developing in the direction of intelligence. various kinds of intelligent products often appear in our lives, scm is the core of intelligent

6、60;control of the most commonly used, in order to better understanding of scm, i'm going to design a public traffic statistics system using single chip microcomputer. the system uses stc89c51 microcontroller as the control core of the whole system, us

7、ing the infrared human body induction module to detect whether there is the people through the door, some people through the door infrared human body induction module output high level. according to the actual situation by the microcontroller judgment personnel

8、0;into and out of, finally, will send the lcd screen display. at the same time, the system also has the function of displaying time and time can be adjusted, this will enable us to understand the changes of the flow of people more intuitive. scm control p

9、rogram of this design using c language, has the advantages of that the structure is clear, easy to understand and improve the functions .key word: the flow of people statistics, the human body infrared sensor, the 51 single chip microcomputer目 錄第1章 緒 論11.1 選題背景及意義11.2 人流量統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)的需求分

10、析21.2.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀21.2.2 生產(chǎn)需求狀況21.3 本文的工作和結(jié)構(gòu)3第2章 設(shè)計(jì)方案研究42.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容42.2 設(shè)計(jì)方案討論4第3章 人流量統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)的硬件電路63.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)系統(tǒng)63.1.1 stc89c51芯片簡介63.1.2 stc89c51各引腳功能63.1.3 最小系統(tǒng)電路圖93.2 ds1302時(shí)鐘芯片模塊103.2.1 ds1302時(shí)鐘芯片簡介103.2.2 ds1302芯片工作原理123.2.3 ds1302的寄存器和控制命令123.2.4 時(shí)鐘電路143.3 lcd1602液晶顯示模塊153.3.1 lcd1602簡介153.3.2 lcd1602指

11、令及時(shí)序說明163.3.3 lcd1602的ram地址映射183.3.4 顯示電路的設(shè)計(jì)193.4 人體紅外感應(yīng)模塊203.4.1 人體紅外感應(yīng)模塊說明203.4.2 人體紅外感應(yīng)模塊的硬件電路連接223.5 系統(tǒng)性能仿真223.5.1 仿真結(jié)果223.5.2 仿真分析243.6 硬件調(diào)試25第4章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)264.1 系統(tǒng)整體流程圖264.2 時(shí)間顯示及設(shè)置流程圖274.3 判斷人數(shù)流程圖28總 結(jié)30致 謝31參考文獻(xiàn)32附錄133附錄235第1章 緒 論1.1 選題背景及意義當(dāng)今社會(huì)，城市發(fā)展十分迅猛，城市的人口急劇增長，人員流量日益加大?？土魍ǔＲ脖环Q作人流量，是大型商場(chǎng)、購物中

12、心、連鎖店、機(jī)場(chǎng)、車站、博物館、展覽館等公共場(chǎng)所在管理和決策方面不可缺少的數(shù)據(jù)，對(duì)于零售業(yè)而言，人流量更是非?；A(chǔ)的指標(biāo)。在商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的今天，有效的商業(yè)管理已經(jīng)成為商業(yè)營銷成敗的重要因素。商業(yè)模式逐步由傳統(tǒng)坐商向極具主動(dòng)性的行商轉(zhuǎn)變，對(duì)商業(yè)管理者提出了更高要求：必須在最短時(shí)間內(nèi)對(duì)市場(chǎng)的微弱變化做出快速反應(yīng)，且具備市場(chǎng)預(yù)見性和最大限度的節(jié)約商業(yè)運(yùn)做成本，提高商場(chǎng)日常經(jīng)營決策的科學(xué)性、購物環(huán)境舒適性、人力資源調(diào)配的合理性等。因其與銷售量直接的正比關(guān)系，人們對(duì)人流量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的重視由來已久。人流量對(duì)于依賴于人流量量的產(chǎn)業(yè)來說意義重大。就拿零售業(yè)來說，顧客是貨幣的攜帶者，又是商品的潛在購買者，研究

13、流量規(guī)律，可以增加銷售機(jī)會(huì)，將觀看者轉(zhuǎn)變?yōu)橘徫镎撸畲笙薅鹊赝诰蛏虉?chǎng)的銷售潛力，增加利潤。人流量是重要的衡量工具，通過這一準(zhǔn)確的量化的數(shù)據(jù)，您不但可以獲得您的商場(chǎng)、購物中心、博物館或者飛機(jī)場(chǎng)完整的正在運(yùn)行的狀況，而且您還可以利用這些高精度的數(shù)據(jù)，進(jìn)行有效的組織運(yùn)營工作！人流量統(tǒng)計(jì)的重要性主要可以表現(xiàn)在以下這些方面：通過統(tǒng)計(jì)出入口的人流量，您可以了解出入口設(shè)置的合理程度；通過統(tǒng)計(jì)出入口人流量進(jìn)出的方向，可以了解出入通道設(shè)置的合理程度；通過統(tǒng)計(jì)主要樓層人流量狀態(tài)，從而進(jìn)行店面的合理分布；統(tǒng)計(jì)各個(gè)區(qū)域的吸引率和繁忙度；有效評(píng)估所舉行的營銷和促銷投資的回報(bào)；根據(jù)人流量變化，更有效分配物業(yè)管理、維護(hù)人員

14、 ；通過人流量人群轉(zhuǎn)化率，提高商場(chǎng)服務(wù)質(zhì)量；通過人流量人群購買率，提高營銷和促銷的效率 計(jì)算人流量人群的平均消費(fèi)能力；客觀決定租金價(jià)位水平；評(píng)估和優(yōu)化宣傳廣告和促銷預(yù)算。他們根據(jù)來訪顧客數(shù)量的多少來決定回饋顧客資金的使用。他們可以知道什么時(shí)間是開關(guān)店的最佳時(shí)間。獲得了更多在銷售過程中有關(guān)銷售和訪問者方面的真實(shí)想法。顯示當(dāng)前人流量狀態(tài)和變化趨勢(shì)，管理人員可以對(duì)流量比較大的區(qū)域采取預(yù)防突發(fā)事件措施1，并可實(shí)施觀察商場(chǎng)當(dāng)前的實(shí)際人數(shù)等等。1.2 人流量統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)的需求分析1.2.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀人們對(duì)人流量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)最早的方式是靠人工統(tǒng)計(jì)的方法來實(shí)現(xiàn)的。商場(chǎng)派出若干名員工在預(yù)先設(shè)定好的時(shí)間內(nèi)，在出入口

15、持續(xù)地對(duì)進(jìn)入商場(chǎng)的顧客通過目測(cè)進(jìn)行計(jì)數(shù)，然后利用手工統(tǒng)計(jì)的方式來了解、掌握商場(chǎng)的客流信息。由于當(dāng)今社會(huì)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)異常殘酷，人工統(tǒng)計(jì)方式已經(jīng)完全不能滿足市場(chǎng)需求，逐步被自動(dòng)化統(tǒng)計(jì)所取代已是必然趨勢(shì)。紅外遮擋系統(tǒng)和壓力傳感系統(tǒng)是早期自動(dòng)客流信息統(tǒng)計(jì)所采用的主要方法，雖然它們具有易實(shí)現(xiàn)、低成本等優(yōu)點(diǎn)，但是也有計(jì)數(shù)不準(zhǔn)確、應(yīng)用場(chǎng)所有 限等缺點(diǎn)。特別是在人流密集擁堵時(shí)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果誤差很大。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，傳感器技術(shù)也越來越多的應(yīng)用在了客流量采集方面，出現(xiàn)了基于傳感器的客流信息采集系統(tǒng)，但此系統(tǒng)適應(yīng)性不強(qiáng)，僅適于客流量小的場(chǎng)所。后來又引入的壓力傳感器計(jì)數(shù)技術(shù)，通過對(duì)人體通過壓力傳感器時(shí)產(chǎn)生的壓力信號(hào)進(jìn)

16、行判斷來確定人數(shù)。然而壓力傳感器的缺點(diǎn)也很明顯，不但客流密集時(shí)不能準(zhǔn)確計(jì)數(shù)，而且使用壽命短，安裝調(diào)試也很不方便。近年來的研究熱點(diǎn)是基于視頻的客流統(tǒng)計(jì)方法。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展和圖像處理技術(shù)的日益興起與不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的客流統(tǒng)計(jì)方法所面對(duì)的很多問題有了新的應(yīng)對(duì)方法。采用視頻分析技術(shù)的視頻客流統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)開始嶄露頭角，因其優(yōu)越的性能、精確的統(tǒng)計(jì)結(jié)果、簡單的安裝實(shí)現(xiàn)方式以及低廉的成本等特性，正逐步被商場(chǎng)等購物場(chǎng)所采納使用2。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前香港、日本、新加坡、歐美等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)90%以上的大型商場(chǎng)及連鎖商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)都在廣泛使用實(shí)時(shí)客流分析系統(tǒng)。1.2.2 生產(chǎn)需求狀況對(duì)于那些希望切實(shí)監(jiān)控商場(chǎng)各個(gè)門店客流銷售

17、情況，并且正確的做出決策的管理者，人流統(tǒng)計(jì)分析是一個(gè)很好地輔助工具。它可以向管理者展示當(dāng)前的事實(shí)客流數(shù)據(jù)，使管理者對(duì)各個(gè)時(shí)段的客流做出分析，高效的完成商場(chǎng)的管理工作。對(duì)于人流量比較集中的大型公共場(chǎng)所，掌握各個(gè)區(qū)域的人流量變化情況顯得更加重要，管理者可以提前對(duì)流量比較大的區(qū)域采取預(yù)防突發(fā)事件措施，所以說人流量統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)的發(fā)展前景非常好。隨著電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，智能視頻技術(shù)將成為研究的熱點(diǎn)，并替代傳統(tǒng)的人流統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)。1.3 本文的工作和結(jié)構(gòu)本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是：以51單片機(jī)為核心，添加必要的元器件，實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡易的人流量統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)，它符合人流量統(tǒng)計(jì)的基本要求，并且具有顯示時(shí)間和時(shí)間可調(diào)的功能。論文首先討

18、論了研究方案的選擇以及各種元器件的選擇之后，開始介紹整個(gè)系統(tǒng)的硬件電路的各個(gè)模塊的功能，以及整個(gè)系統(tǒng)的仿真結(jié)果。最后通過必要的流程圖講解了整個(gè)軟件的設(shè)計(jì)過程，最終完成論文的編寫。第2章 設(shè)計(jì)方案研究2.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容本次的設(shè)計(jì)內(nèi)容是利用單片機(jī)和必要的元器件設(shè)計(jì)一個(gè)簡易的公共場(chǎng)所人流量統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)，具體要求如下：(1)、用電子器件設(shè)計(jì)制作一個(gè)人流量系統(tǒng)，使之可以統(tǒng)計(jì)和顯示在某一時(shí)間內(nèi)進(jìn)出的人流量。(2)、每當(dāng)有一個(gè)人從門進(jìn)入時(shí)，in門將顯示加一；當(dāng)有一個(gè)人從門出去時(shí)，out門將顯示加一。(3)、該系統(tǒng)能夠顯示時(shí)間從早上8:00晚上8:00，從而計(jì)算在這段時(shí)間的人流量。2.2 設(shè)計(jì)方案討論此次設(shè)計(jì)的人流

19、量統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)有兩種方案：第一種是采用壓力傳感器來檢測(cè)，通過判斷人體的重量來判斷是否有人進(jìn)出。第二種是采用紅外傳感器檢測(cè)，其中方案一傳感器對(duì)人體重量要求嚴(yán)格，對(duì)踩在上面的人所產(chǎn)生的壓力的不確定性而產(chǎn)生誤判，而且工程量大，不易安裝。所以，在本次設(shè)計(jì)中我決定采用紅外傳感器來得到是否有人通過的信號(hào)，傳感器與單片機(jī)相連，單片機(jī)通過傳感器輸入的電信號(hào)的變化判斷人員的進(jìn)出，最后由單片機(jī)將人員進(jìn)出情況送液晶顯示屏進(jìn)行顯示，原理框圖如圖2-1所示。顯示單片機(jī)紅外傳感器圖2-1 人流量統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)原理框圖系統(tǒng)想要準(zhǔn)確的統(tǒng)計(jì)出進(jìn)出門的人數(shù)，就要求傳感器要有很強(qiáng)的抗干擾性，現(xiàn)在最常用的傳感器是紅外對(duì)管和熱釋電人體紅外傳感器

20、。紅外對(duì)管的原理是：一個(gè)紅外發(fā)射，一個(gè)紅外接收，當(dāng)有物體檔在中間時(shí)，接收管接收不到信號(hào)，發(fā)出的電脈沖也不一樣大小，可以利用電脈沖的變化來判斷有無人員通過門3。但是采用紅外對(duì)管不利于安裝，并且干擾很大，比如一個(gè)人推著一個(gè)箱子通過門進(jìn)入室內(nèi)，這時(shí)紅外信號(hào)將被遮擋兩次，導(dǎo)致統(tǒng)計(jì)結(jié)果就是進(jìn)入2人，統(tǒng)計(jì)誤差將會(huì)很大4。所以在這次的設(shè)計(jì)中我將采用熱釋電人體紅外傳感器來檢測(cè)人員的進(jìn)出，熱釋電人體紅外傳感器的特點(diǎn)是它只有在由于外界的輻射而引起它本身的溫度變化時(shí)，才給出一個(gè)相應(yīng)的電信號(hào)，當(dāng)溫度的變化趨于穩(wěn)定后就再?zèng)]有信號(hào)輸出，所以熱釋電人體紅外傳感器只對(duì)運(yùn)動(dòng)的人體敏感，不會(huì)被其他物體干擾，所以不會(huì)出現(xiàn)上面的情況

21、。所以說熱釋電人體紅外傳感器比紅外對(duì)管具有更高的抗干擾性，而且安裝更為方便。此外系統(tǒng)還要求能顯示時(shí)間并且時(shí)間可調(diào)，一種方法是通過程序控制單片機(jī)自己的系統(tǒng)時(shí)鐘做“秒”“分”“時(shí)”的累計(jì)，模擬出一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。另一種是用ds1302時(shí)鐘芯片，它能夠向單片機(jī)提供秒、分、時(shí)、日、月、年、及星期等實(shí)時(shí)時(shí)間信息，并能夠?qū)﹂c年天數(shù)自動(dòng)調(diào)整，日歷有效至2100年。第一種方案中單片機(jī)的定時(shí)器用的是它自己的晶振，不是專門用來做電子鐘的，因此精度不高，而且操作麻煩，不容易實(shí)現(xiàn)。ds1302它是一種時(shí)鐘芯片，內(nèi)部有專用的寄存器用于存年月日時(shí)分秒，用的晶振也是另接的，高精度。當(dāng)秒改變到一定量是，分會(huì)自動(dòng)加一，寫程序比較簡

22、單，所以采用時(shí)鐘芯片向單片機(jī)提供時(shí)間信息。在顯示方面可以采用lcd或led來顯示，其中數(shù)碼管顯示內(nèi)容單一，液晶則比較豐富；數(shù)碼管一般就是一個(gè)7段的8字，當(dāng)然多的有16段的中間米字型的，液晶可以顯示各種內(nèi)容。(最基本的)數(shù)碼管是自發(fā)光的，液晶是靠背光(環(huán)境)的。數(shù)碼管是led發(fā)光的效果，液晶是分子偏轉(zhuǎn)引起的暗影效果，而且數(shù)碼管比液晶耗電。所以在系統(tǒng)中采用lcd顯示內(nèi)容5。系統(tǒng)總體框圖如圖2-2所示。顯示：lcd1602紅外傳感器時(shí)鐘芯片：ds1302單片機(jī)時(shí)間設(shè)置：按鍵圖2-2 系統(tǒng)框圖第3章 人流量統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)的硬件電路3.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)系統(tǒng)3.1.1 stc89c51芯片簡介stc89c51

23、rc是采用8051核的isp（in system programming）在系統(tǒng)可編程芯片，最高工作時(shí)鐘頻率為80mhz，片內(nèi)含8k bytes的可反復(fù)擦寫1000次的flash只讀程序存儲(chǔ)器，器件兼容標(biāo)準(zhǔn)mcs-51指令系統(tǒng)及80c51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和isp flash存儲(chǔ)單元，具有在系統(tǒng)可編程（isp）特性，配合pc端的控制程序即可將用戶的程序代碼下載進(jìn)單片機(jī)內(nèi)部，省去了購買通用編程器，而且速度更快。stc89c51系列單片機(jī)是從引腳到內(nèi)核都完全兼容標(biāo)準(zhǔn)8051的單片機(jī)，有pdip-40、plcc-44、pqfp-44三種封裝形式。stc89c51/52/53/5

24、4/55/58/516芯片分別含有4k8k/15k/16k/20k/32k/64k字節(jié)flash rom供用戶編程使用。除了內(nèi)含flash rom容量的不同外，stc89c系列單片機(jī)還分成stc89c5xrc/rd+(vcc為5v)、s17c89le5xrc/rd+(vcc為3.3v)、stc89le5xad(vcc為3.3v，帶8位a/d轉(zhuǎn)換電路)等型號(hào)。其中51/52/53型號(hào)后綴為rc，表明片內(nèi)集成了512字節(jié)ram。54/58/516型號(hào)后綴為rd+，表明片內(nèi)集成了1280字節(jié)ram。后綴為ad則表明片內(nèi)集成了a/d轉(zhuǎn)換電路和512字節(jié)ram。stc89c系列單片機(jī)是高速/低功耗的新一

25、代8051單片機(jī)，最高工作頻率可分別達(dá)到25mhz50mhz，具體在芯片上的型號(hào)名稱后以“-xx”標(biāo)注。stc89c系列單片機(jī)有較寬的工作電壓，5v型號(hào)的可工作于3.4v6.0v，3.3v型號(hào)的可工作于2.0v4.0v(isp/iap操作時(shí)對(duì)電壓要求會(huì)稍嚴(yán))。正常工作模式下的典型耗電為4ma7ma，空閑模式為2ma，掉電模式(可由外部中斷喚醒)下則小于0.1a。3.1.2 stc89c51各引腳功能stc89c51芯片總共有有40個(gè)引腳，其中32個(gè)外部雙向輸入/輸出（i/o）口，5個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)2層中斷嵌套中斷，2個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個(gè)全雙工串行通信口，看門狗（wdt）電路，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩

26、器。stc89c51芯片的引腳分布圖如圖3-1所示。圖3-1 stc89c51引腳圖stc89c51芯片的各引腳的功能如下：p0口：p0口為一個(gè)8位漏級(jí)開路雙向i/o口，每腳可吸收8ttl門電流。當(dāng)p1口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。p0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在fiash編程時(shí)，p0 口作為原碼輸入口，當(dāng)fiash進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，p0輸出原碼，此時(shí)p0外部必須被拉高。 p1口：p1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向i/o口，p1口緩沖器能接收輸出4ttl門電流。p1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，p1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這

27、是由于內(nèi)部上拉的緣故。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，p1口作為第八位地址接收。 p2口：p2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向i/o口，p2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)ttl門電流，當(dāng)p2口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，p2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。p2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，p2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，p2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。p2口在flash編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。p3口：p3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上

28、拉電阻的雙向i/o口，可接收輸出4個(gè)ttl門電流。當(dāng)p3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，p3口將輸出電流（ill）這是由于上拉的緣故。p3口也可作為at89c51的一些特殊功能口，如表3-1所示。p3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。表3-1 p3口特殊功能引 腳功 能p3.0rxd（串行輸入口）p3.1txd（串行輸出口）p3.2int0（外部中斷0）p3.3int1（外部中斷1）p3.4t0（記時(shí)器0外部輸入）p3.5t1（記時(shí)器1外部輸入）p3.6wr（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通）p3.7rd（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）rst：復(fù)位輸入

29、。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持rst腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。ale/prog：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在flash編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ale端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè)ale脈沖。如想禁止ale的輸出可在sfr8eh地址上置0。此時(shí)， ale只有在執(zhí)行movx，movc指令是ale才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ale禁止，置位無效。/psen：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在

30、由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/psen有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/psen信號(hào)將不會(huì)出現(xiàn)。/ea/vpp：當(dāng)/ea保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000h-ffffh），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，/ea將內(nèi)部鎖定為reset；當(dāng)/ea端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在flash編程期間，此引腳也用于施加12v編程電源（vpp）。xtal1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。xtal2：來自反向振蕩器的輸出。3.1.3 最小系統(tǒng)電路圖單片機(jī)最小系統(tǒng),或者稱為最小應(yīng)用系統(tǒng), 就是指一個(gè)單片機(jī)能開始獨(dú)立工作所需的最基本的外部

31、電路連接6。對(duì)51系列單片機(jī)來說，最小系統(tǒng)一般應(yīng)該包括：單片機(jī)、晶振電路、復(fù)位電路。在protues中繪制的最小系統(tǒng)如圖3-2所示。 圖3-2 單片機(jī)最小系統(tǒng)圖在單片機(jī)系統(tǒng)中，復(fù)位電路是非常關(guān)鍵的，當(dāng)程序運(yùn)行不正常或死機(jī)（停止運(yùn)行）時(shí)，就需要進(jìn)行復(fù)位操作。mcs-5l 系列單片機(jī)的復(fù)位引腳rst（ 第9 管腳） 出現(xiàn)2個(gè)機(jī)器周期以上的高電平時(shí)，單片機(jī)就執(zhí)行復(fù)位操作。如果rst 持續(xù)為高電平，單片機(jī)就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)。在電路圖中，電容的的大小是10uf，電阻的大小是10k。所以根據(jù)公式，可以算出電容充電到電源電壓的0.7倍（單片機(jī)的電源是5v，所以當(dāng)充電到0.7倍即為3.5v），需要的充電時(shí)間是

32、電容的值與電阻的值相乘為0.1s。在啟動(dòng)的0.1s內(nèi)，電容兩端的電壓從03.5v增加。這個(gè)時(shí)候10k電阻兩端的電壓為從51.5v減少。所以在0.1s內(nèi)，rst引腳所接收到的電壓是5v1.5v。而在51單片機(jī)中小于1.5v的電壓信號(hào)為低電平信號(hào)，所以在開機(jī)0.1s內(nèi)，單片機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)復(fù)位。在單片機(jī)啟動(dòng)0.1s后，電容c兩端的電壓持續(xù)充電為5v，這是時(shí)候10k電阻兩端的電壓接近于0v，rst處于低電平所以系統(tǒng)正常工作。當(dāng)按鍵按下的時(shí)候，開關(guān)導(dǎo)通，這個(gè)時(shí)候電容兩端形成了一個(gè)回路，電容被短路，所以在按鍵按下的這個(gè)過程中，電容開始釋放之前充的電量。隨著時(shí)間的推移，電容的電壓在0.1s內(nèi)，從5v釋放到變?yōu)榱?/p>

33、1.5v，甚至更小，這個(gè)時(shí)候10k電阻兩端的電壓為3.5v，甚至更大，所以rst引腳又接收到高電平，單片機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)復(fù)位。時(shí)鐘是單片機(jī)的心臟，單片機(jī)各功能部件的運(yùn)行都是以時(shí)鐘頻率為基準(zhǔn)，有條不紊地一拍一拍地工作7。因此，時(shí)鐘頻率直接影響單片機(jī)的速度，時(shí)鐘電路的質(zhì)量也直接影響單片機(jī)系統(tǒng)穩(wěn)定性。電路中的電容典型值通常選擇30pf左右，該電容大小會(huì)影響振蕩器頻率的高低、振蕩器的穩(wěn)定性、起振的快速性和溫度的穩(wěn)定性8。晶振的振蕩器頻率的范圍通常在1.212mhz之間，晶體的頻率越高，則系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率也就變高，單片機(jī)的運(yùn)行速度也就越快。但反過來運(yùn)行速度快，對(duì)存儲(chǔ)器的速度要求就高。對(duì)印刷電路板的工藝要求也高，

34、即要求淺間的寄生電容要小；晶體和電容應(yīng)盡可能安裝得與單片機(jī)芯片靠近，以減少寄生生活，更好的保證振蕩器穩(wěn)定，可靠地工作。電路中的兩個(gè)電容的作用有兩個(gè)：一是幫助振蕩器起振（c1 c2的值大，起振的速度慢；反之，速度快。）；二是對(duì)振蕩器的頻率起到微調(diào)的作用（c1 c2的值大，頻率略有減少，反之，頻率略有提高）。本設(shè)計(jì)采用12mhz晶振，并聯(lián)兩個(gè)22pf瓷片電容c1及c2構(gòu)成時(shí)鐘電路。3.2 ds1302時(shí)鐘芯片模塊3.2.1 ds1302 時(shí)鐘芯片簡介ds1302是 dallas 公司推出的涓流充電時(shí)鐘芯片，內(nèi)含一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷和31字節(jié)靜態(tài) ram，可以通過串行接口與單片機(jī)進(jìn)

35、行通信。實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷電路提供秒、分、時(shí)、日、星期、月、年的信息，每個(gè)月的天數(shù)和閏年的天數(shù)可以自動(dòng)調(diào)整，時(shí)鐘操作可通過 am/pm 標(biāo)志位決定采用24或12小時(shí)時(shí)間格式。ds1302與單片機(jī)之間能簡單地采用同步串行的方式進(jìn)行通信，僅需三根 i/o線：復(fù)位（rst）、i/o數(shù)據(jù)線、串行時(shí)鐘（sclk） 。時(shí)鐘/ram 的讀/寫數(shù)據(jù)以一字節(jié)或多達(dá)31字節(jié)的字符組方式通信。ds1302工作時(shí)功耗很低，保持?jǐn)?shù)據(jù)和時(shí)鐘信息時(shí)，功耗小于1mw。工作電壓寬達(dá)2.55.5v。采用雙電源供電（主電源和備用電源），可設(shè)置備用電源充電方式，提供了對(duì)后背電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。ds1302的外部引腳功能說明如圖3

36、-3所示。圖3-3 ds1302引腳圖ds1302各引腳功能如表3-2所示。表3-2 ds1302各引腳功能引 腳功 能x1，x232.768khz 晶振引腳gnd地rst復(fù)位(低電平有效)i/o數(shù)據(jù)輸入/輸出sclk串行時(shí)鐘vcc1可提供單電源控制也可用作備用電源vcc2主電源引腳ds1302的內(nèi)部主要組成部分為：電源控制、移位寄存器、命令與控制邏輯、振蕩器與分頻器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘以及 ram。雖然數(shù)據(jù)分成兩種，但是對(duì)單片機(jī)的程序而言，其實(shí)是一樣的，就是對(duì)特定的地址進(jìn)行讀寫操作。ds1302的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3-4所示。圖3-4 ds1302結(jié)構(gòu)圖3.2.2 ds1302芯片工作原理ds1302工作時(shí)

37、為了對(duì)任何數(shù)據(jù)傳送進(jìn)行初始化，需要將復(fù)位腳（rst）置為高電平且將8位地址和命令信息裝入移位寄存器。數(shù)據(jù)在時(shí)鐘（sclk）的上升沿時(shí)串行輸入，前8位指定訪問地址，命令字裝入移位寄存器后，在之后的時(shí)鐘周期，讀操作時(shí)輸出數(shù)據(jù)，寫操作時(shí)輸出數(shù)據(jù)。時(shí)鐘脈沖的個(gè)數(shù)在單字節(jié)方式下為8+8（8位地址+8位數(shù)據(jù)），在多字節(jié)方式下為8加最多可達(dá)248的數(shù)據(jù)。 3.2.3 ds1302的寄存器和控制命令 對(duì) ds1302的操作就是對(duì)其內(nèi)部寄存器的操作，ds1302內(nèi)部共有12個(gè)寄存器，其中有7個(gè)寄存器與日歷、時(shí)鐘相關(guān)，存放的數(shù)據(jù)位為 bcd碼形式。此外，ds1302還有年份寄存器、控制寄存器、充電寄存器、時(shí)鐘突發(fā)

38、寄存器及與 ram 相關(guān)的寄存器等。時(shí)鐘突發(fā)寄存器可一次性順序讀寫除充電寄存器以外的寄存器。日歷、時(shí)間寄存器及控制字如表3-3所示。表3-3 ds1302時(shí)間寄存器及控制字寄存器名稱取值范圍d7d6d5d4d3d2d1d0秒寄存器0059ch秒的十位秒的個(gè)位分寄存器00590分的十位 分的個(gè)位小時(shí)寄存器0112或002312/240a/phr 小時(shí)的個(gè)位日寄存器013100日的十位 日的個(gè)位月寄存器01120001/0 月的個(gè)位星期寄存器01070000 星期幾年寄存器0199年的十位 年的個(gè)位寫保護(hù)寄存器wp00000000涓流充電寄存器tcstcstcstcsdsdsrsrsrs時(shí)鐘突發(fā)寄

39、存器小時(shí)寄存器（85h、84h）的位7用于定義 ds1302是運(yùn)行于12小時(shí)模式還是24小時(shí)模式。 當(dāng)為高時(shí)， 選擇12小時(shí)模式。 在12小時(shí)模式時(shí)，位5是 ，當(dāng)為1時(shí)，表示 pm。在24小時(shí)模式時(shí)，位5是第二個(gè)10小時(shí)位。 秒寄存器（81h、80h）的位7定義為時(shí)鐘暫停標(biāo)志（ch）。當(dāng)該位置為1時(shí)，時(shí)鐘振蕩器停止，ds1302處于低功耗狀態(tài)；當(dāng)該位置為0時(shí)，時(shí)鐘開始運(yùn)行。 控制寄存器（8fh、8eh）的位7是寫保護(hù)位（wp） ，其它7位均置為0。在任何的對(duì)時(shí)鐘和 ram 的寫操作之前，wp 位必須為0。當(dāng)wp 位為1時(shí)，寫保護(hù)位防止對(duì)任一寄存器的寫操作。ds1302的控制字如3-5圖所示，要

40、想與 ds1302通信，首先要先了解ds1302的控制字。圖3-5 ds1302控制字控制字的最高有效位（位7）必須是邏輯1，如果它為0，則不能把數(shù)據(jù)寫入到 ds1302中。 位6：如果為0，則表示存取日歷時(shí)鐘數(shù)據(jù)，為1表示存取 ram 數(shù)據(jù)。位5至位1（a4a0）：指示操作單元的地址。位0（最低有效位）：如為0，表示要進(jìn)行寫操作，為1表示進(jìn)行讀操作。 控制字總是從最低位開始輸出。在控制字指令輸入后的下一個(gè)sclk 時(shí)鐘的上升沿時(shí)，數(shù)據(jù)被寫入 ds1302，數(shù)據(jù)輸入從最低位（0位）開始。同樣，在緊跟8位的控制字指令后的下一個(gè) sclk 脈沖的下降沿，讀出 ds1302的數(shù)據(jù)，讀出的數(shù)據(jù)也是從最

41、低位到最高位。數(shù)據(jù)讀寫時(shí)序如圖3-6所示。圖3-6 ds1302讀寫時(shí)序3.2.4 時(shí)鐘電路在系統(tǒng)的時(shí)鐘電路模塊的設(shè)計(jì)中，將ds1302時(shí)鐘芯片的sclk、i/o、rst引腳分別與單片機(jī)的p3.4 p3.6口連接構(gòu)成實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路的控制部分，將調(diào)整時(shí)間的4個(gè)按鍵分別與單片機(jī)的p1.0p1.3接口連接組成系統(tǒng)的按鍵電路。時(shí)鐘電路的連接如圖3-7所示。圖3-7 時(shí)鐘電路時(shí)鐘芯片部分，將ds1302的x1與x2引腳分別與晶振相連，并通過兩個(gè)分立電容相連然后接地vcc2與主電源相連，vcc1與電池相連用作備用電源，構(gòu)成ds1302的供電電路9。將ds1302的slk引腳與單片機(jī)的p3.4引腳相連構(gòu)成ds

42、1302的時(shí)鐘端電路；將ds1302的i/o引腳與單片機(jī)的p3.5引腳相連構(gòu)成ds1302的i/o端口電路；將ds1302的rst引腳與單片機(jī)的p3.6引腳相連構(gòu)成ds1302的復(fù)位引腳電路。四個(gè)按鍵key1key4分別與單片機(jī)的p1.0p1.3引腳相連，key1按鍵作為切換鍵用來選擇調(diào)整時(shí)間的小時(shí)或分鐘；key2按鍵作為加；key3按鍵作為減；key4按鍵作為確認(rèn)鍵，時(shí)間調(diào)整好之后，按key4鍵即可確認(rèn)。3.3 lcd1602液晶顯示模塊3.3.1 lcd1602簡介1602液晶顯示屏也叫1602字符型液晶顯示屏，它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的點(diǎn)陣型液晶顯示模塊。它由若干個(gè)5x7或

43、者5x11等點(diǎn)陣字符位組成，每個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符，每位之間有一個(gè)點(diǎn)距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用，正因?yàn)槿绱怂运荒芎芎玫仫@示圖形（用自定義cgram，顯示效果也不好）。1602lcd是指顯示的內(nèi)容為16x2,即可以顯示兩行，每行16個(gè)字符液晶模塊（顯示字符和數(shù)字）。lcd1602引腳圖如圖3-8所示。圖3-8 lcd1602引腳圖lcd1602各引腳功能如下：第1腳：vss為地電源。第2腳：vdd接5v正電源。第3腳：vl為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過一個(gè)10k的電位器調(diào)整對(duì)

44、比度。第4腳：rs為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。第5腳：r/w為讀寫信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。當(dāng)rs和r/w共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng)rs為低電平r/w為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng)rs為高電平r/w為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。第6腳：e端為使能端，當(dāng)e端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。第714腳：d0d7為8位雙向數(shù)據(jù)線。第15腳：背光源正極。第16腳：背光源負(fù)極。3.3.2 lcd1602指令及時(shí)序說明1602液晶模塊內(nèi)部的控制器共有11條控制指令，如表3-4所示：表3-4 lcd1602控制指令序號(hào)指令rsr/wd7

45、d6d5d4d3d2d1d01清顯示00000000012光標(biāo)返回000000001*3置輸入模式00000001i/ds4顯示開/關(guān)控制0000001dcb5光標(biāo)/字符移位000001r/cr/l*6置功能00001dlnf*7置字符發(fā)生存儲(chǔ)地址0001字符發(fā)生存儲(chǔ)器地址8置數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器位置001顯示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址9讀忙標(biāo)志或地址01bf計(jì)數(shù)器地址10讀數(shù)到cgram或dram10要寫入的數(shù)據(jù)內(nèi)容11從gram或dram讀數(shù)據(jù)11要讀出的數(shù)據(jù)內(nèi)容1602液晶模塊的讀寫操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過指令編程來實(shí)現(xiàn)的。指令1：清顯示，指令碼01h,光標(biāo)復(fù)位到地址00h位置。指令2：光標(biāo)復(fù)位，光標(biāo)返

46、回到地址00h。指令3：光標(biāo)和顯示模式設(shè)置 i/d：光標(biāo)移動(dòng)方向，高電平右移，低電平左移 s:屏幕上所有文字是否左移或者右移。高電平表示有效，低電平則無效。指令4：顯示開關(guān)控制。 d：控制整體顯示的開與關(guān)，高電平表示開顯示，低電平表示關(guān)顯示。 c：控制光標(biāo)的開與關(guān)，高電平表示有光標(biāo)，低電平表示無光標(biāo)b：控制光標(biāo)是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍。指令5：光標(biāo)或顯示移位 s/c：高電平時(shí)移動(dòng)顯示的文字，低電平時(shí)移動(dòng)光標(biāo)。指令6：功能設(shè)置命令 dl：高電平時(shí)為4位總線，低電平時(shí)為8位總線 n：低電平時(shí)為單行顯示，高電平時(shí)雙行顯示 f: 低電平時(shí)顯示5x7的點(diǎn)陣字符，高電平時(shí)顯示5x10的點(diǎn)陣字符。

47、指令7：字符發(fā)生器ram地址設(shè)置。指令8：ddram地址設(shè)置。指令9：讀忙信號(hào)和光標(biāo)地址 bf：為忙標(biāo)志位，高電平表示忙，此時(shí)模塊不能接收命令或者數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙。指令10：寫數(shù)據(jù)。指令11：讀數(shù)據(jù)?；静僮鲿r(shí)序如表3-5所示： 表3-5 lcd1602基本操作時(shí)序狀態(tài) 輸入輸出讀狀態(tài)rs=l,rw=h,e=hdb0-db7=狀態(tài)字寫指令    rs=l,rw=l,e=下降沿脈沖  db0-db7=指令碼無讀數(shù)據(jù)rs=h,rw=h e=hdb0-db7=數(shù)據(jù)寫數(shù)據(jù)rs=h,rw=l,e=下降沿脈

48、沖  db0-db7=數(shù)據(jù)無3.3.3 lcd1602的ram地址映射液晶顯示模塊是一個(gè)慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前一定要確認(rèn)模塊的忙標(biāo)志為低電平，表示不忙，如果忙標(biāo)志位高電平，則此指令失效。要顯示字符時(shí)要先輸入顯示字符地址，也就是告訴模塊在哪里顯示字符，圖3-9是1602的內(nèi)部顯示地址。圖3-9 lcd1602的內(nèi)部顯示地址想要在lcd1602屏幕的第一行第一列顯示一個(gè)“a”字，就要向ddram的00h地址寫入“a”字的代碼就行了。3.3.4 顯示電路的設(shè)計(jì)lcd1602液晶顯示屏的硬件電路連接如圖3-10所示，其中1602的d0d7與單片機(jī)的p0口相連10，傳送數(shù)

49、據(jù)信息，分別用p2.5、p2.6、p2.7作為lcd1602的rs、rw、e控制線，傳輸lcd1602的控制信息。圖3-10 顯示電路的連接3.4 人體紅外感應(yīng)模塊3.4.1 人體紅外感應(yīng)模塊說明熱釋電紅外傳感器是一種能夠檢測(cè)人或動(dòng)物發(fā)射的紅外線而輸出電信號(hào)的傳感器11。早在1938年，有人提出過利用熱釋電效應(yīng)探測(cè)紅外輻射，但并未受到重視，直到六十年代，隨著激光、紅外技術(shù)的迅速發(fā)展，才又推動(dòng)了對(duì)熱釋電效應(yīng)的研究和對(duì)熱釋電晶體的應(yīng)用12。熱釋電晶體已廣泛用于紅外光譜儀、紅外遙感以及熱輻射探測(cè)器，它可以作為紅外激光的一種較理想的探測(cè)器。它正在被廣泛的應(yīng)用到各種自動(dòng)化控制裝中。本次設(shè)計(jì)中用到hc-s

50、r501 人體紅外感應(yīng)模塊，如圖3-11所示。圖3-11 hc-sr501人體紅外感應(yīng)模塊hc-sr501人體紅 外感應(yīng)模塊參數(shù)如表3-6所示。表3-6人體紅外感應(yīng)模塊參數(shù)產(chǎn)品型號(hào)hc-sr501人體紅 外感應(yīng)模塊工作電壓直流電壓：4.5v20v靜態(tài)電流小于50ua電平輸出高電平3.3v/低電平0v觸發(fā)方式l不可重復(fù)觸發(fā)/h重復(fù)觸發(fā)延時(shí)時(shí)間0.5200s（可調(diào)）可制作范圍零點(diǎn)幾秒幾十分鐘封鎖時(shí)間2.5s（默認(rèn)）調(diào)整方式未知人體紅外感應(yīng)模塊具有以下功能特點(diǎn)：1.全自動(dòng)感應(yīng)：感應(yīng)角度為小于100度的錐腳，當(dāng)有人進(jìn)入其感應(yīng)范圍則輸出高電平，人離開感應(yīng)范圍則自動(dòng)延時(shí)關(guān)閉高電平。輸出低電平。延時(shí)時(shí)間可調(diào)

51、(0.5秒200秒)。2.光敏控制(可選，出廠時(shí)未設(shè)）：模塊預(yù)留有專門的位置，可以設(shè)置光敏控制，白天或光線強(qiáng)時(shí)不感應(yīng)。3.兩種觸發(fā)方式：l不可重復(fù)，h可重復(fù)?？商€選擇，默認(rèn)為h。 a.不可重復(fù)觸發(fā)方式：即感應(yīng)輸出高電平后，延時(shí)時(shí)間一結(jié)束，輸出將自動(dòng)從高電平變?yōu)榈碗娖?。b.可重復(fù)觸發(fā)方式： 即感應(yīng)輸出高電平后，在延時(shí)時(shí)間段內(nèi)，如果有人體在其感應(yīng)范圍內(nèi)活動(dòng)，其輸出將一直保持高電平，直到人離開后才延時(shí)將高電平變?yōu)榈碗娖?感應(yīng)模塊檢測(cè)到人體的每一次活動(dòng)后會(huì)自動(dòng)順延一個(gè)延時(shí)時(shí)間段，并且以最后一次活動(dòng)的時(shí)間為延時(shí)時(shí)間的起始點(diǎn))。4.具有感應(yīng)封鎖時(shí)間(默認(rèn)設(shè)置：2.5秒，調(diào)整方式未知)：感應(yīng)模塊在每一次感

52、應(yīng)輸出后(高電平變?yōu)榈碗娖?，可以緊跟著設(shè)置一個(gè)封鎖時(shí)間，在此時(shí)間段內(nèi)感應(yīng)器不接收任何感應(yīng)信號(hào)。此功能可以實(shí)現(xiàn)(感應(yīng)輸出時(shí)間和封鎖時(shí)間)兩者的間隔工作，可應(yīng)用于間隔探測(cè)產(chǎn)品；同時(shí)此功能可有效抑制負(fù)載切換過程中產(chǎn)生的各種干擾。5.工作電壓范圍寬：默認(rèn)工作電壓dc4.5v至20v。6.微功耗：靜態(tài)電流小于50微安，特別適合干電池供電的電器產(chǎn)品。7.輸出高電平信號(hào)：可方便與各類電路實(shí)現(xiàn)對(duì)接。8.外接示意圖和典型應(yīng)用如圖3-12所示。圖3-12 外接示意圖和典型應(yīng)用3.4.2 人體紅外感應(yīng)模塊的硬件電路連接由于在protues仿真庫中沒有人體紅外感應(yīng)模塊，所以在protues仿真電路中我用開關(guān)代替人體

53、紅外感應(yīng)模塊，作為傳感器感應(yīng)到人時(shí)的感應(yīng)信號(hào)的輸入，連接如圖3-13所示。圖3-13 紅外感應(yīng)模塊的硬件電路連接人體紅外感應(yīng)模塊1、2分別與單片機(jī)的p1.6和p1.7口相連，1表示進(jìn)門的傳感器，2表示出門的傳感器，在兩個(gè)傳感器同時(shí)檢測(cè)到人的情況下，通過兩個(gè)傳感器檢測(cè)不到人的先后順序來判斷人員的進(jìn)出。3.5 系統(tǒng)性能仿真3.5.1 仿真結(jié)果keil c51標(biāo)準(zhǔn)c編譯器為8051微控制器的軟件開發(fā)提供了c語言環(huán)境，在keil中編寫完程序后，就要將正確無誤的程序通過燒寫器燒寫到單片機(jī)中，這時(shí)就需要在keil中產(chǎn)生一個(gè).hex格式的文件，只有通過這種格式，燒錄器才能將寫好的程序燒寫到單片機(jī)中運(yùn)行。.h

54、ex文件格式是由intel公司提出的按地址排列的數(shù)據(jù)信息，數(shù)據(jù)寬度為字節(jié)，所有數(shù)據(jù)使用16進(jìn)制數(shù)字表示, 常用來保存單片機(jī)或其他處理器的目標(biāo)程序代碼，它保存物理程序存儲(chǔ)區(qū)中的目標(biāo)代碼映象，一般的編程器都支持這種格式。protues是世界上著名的eda工具(仿真軟件)，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到pcb設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。迄今為止是世界上唯一將電路仿真軟件、pcb設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺(tái)。將單片機(jī)各部分硬件電路在protues中繪制好之后，選中單片機(jī)點(diǎn)擊右鍵，找到用keil c51編譯后產(chǎn)生的目標(biāo)代碼文件：.hex文件，將文件添加到單片機(jī)中，點(diǎn)擊開始仿真的按鈕，就可以在protues的原理圖中看到模擬的實(shí)物運(yùn)行狀態(tài)和過程，如圖3-14所示。圖3-14 系統(tǒng)電路連接系統(tǒng)默認(rèn)的時(shí)間是8點(diǎn)整，我們可以通過接在p0.0p0.3的按鍵key1key4來調(diào)整時(shí)間。按一下key1（時(shí)間設(shè)置按鈕），屏幕右