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A7834+电子信息科学与技术+教室自动统计人数系统的设计+6K字 要图+6号交稿 例如，在大型教室中，出勤对老师来说是一件非常麻烦的事情。 但是，如果你设计一个人口统计学家并实时显示教室数量，那么出勤也很方便;在有很多人的地方，如火车站，如果你可以实时计算人数，你可以减少不必要的队列和拥堵。 在公交车上，如果您可以设计一个实时人口统计学家，您可以确定公交车的数量并优化我们的车辆环境。 因此，设计一个实时统计设备对我们的生活非常有意义，并可以改善我们的生活质量。 1.2研究概况和发展趋势自发明出现以来，计数器一直在不断发展，今天，市场上出现了各种各样的计数器。 它的功能还从计数到更多功能，大多数以前的计数器都在工业中使用，例如在生产线上使用计数器，C零件计数应用。 我们在路上看到的人数和车辆柜台的大小都是基于柜台的。 之前的人数使用了联系方式，即人体必须触摸设备进行计数，例如如果两个人同时通过，则不能准确计算踏板数统计量，然后存在非接触类型。 人体可以通过传递计数，但它不是很准确。 到目前为止，人口统计的趋势是红外统计，距离可以更远，即通过红外扫描，统计人数，这种方法更加准确，并且还可以增加人脸识别功能，方便警方处理案件。 1.3本系统主要功能本系统以STC89C52为主控芯片，设计了一种基于红外对射原理光电开关统计原理形成门禁系统，通过总线实现教室前后门数据的统一，实现对教室当前人数进行实时监测。 再利用时间芯片DS130作为实时时钟、对数据进行处理后人数显示到LED点阵，以存储芯片AT24C02存储班级、人数、等信息，再加上按键模块以及液晶显示器LCD实现人机交互，从而实现上课时间内自动统计班级人数、到课率、迟到人数等数据。 本系统设计可以实现以下几种功能 （1）可以计算在该地方进出的人数，并进行相应的加减，以计算室内实时数，并将其显示在LCD屏幕上。 （2）MCU可以采集DS1302的数据，并通过数据传输在LCD屏幕上显示3当时的年，月，日，时，分和秒。 用户可以使用按钮设置时间，并且可以自动更新时间。 它可以节省关机时间，下次打开电源时仍然准确。 （3）系统有一个液晶显示屏，可以实时显示时间和电流统计数据。 （4）系统有一个清除按钮，按下后将清除当前的人数，但不会清除时间。 4第第2章总体方案论证与设计根据本设计中要实现的功能，系统可分为以下几个模块主控模块，显示模块，时钟模块，人数统计模块，下面讨论和分析上述模块的选择和论证。 2.1主控模块的选型和论证方案一如果这种设计使用微控制器MSP430，它是一个16位超低功耗混合信号处理器。 功能比较强大，但其缺点是该芯片价格昂贵，不适合该设计该类低端产品，有点大材小用。 方案二如果使用52系列单片机，则8位，32-IO微控制器具有高可靠性。 超低价格，无法解密，高性能和其他功能，STC系列微控制器可在线编程和调试。 实现程序下载和整机调试方便，更适合设计的总体设计。 而89C52在其中扮演着十分重要的角色，一方面其要控制A/D转换器完成模拟信号至数字信号的转变，此外还要对收集得到的数字信号进行运算，获得相关的温度数值，传送到显示器上呈现为具体的数字。 从上面可以看出，52系列MCU更适合这种设计。 2.2显示模块的选型和论证方案一采用点阵数码管显示，由8行8列二极管组成。 另一方面，价格也很高，因此系统不使用点阵数码管作为显示模块。 方案二LED显示器总计包括四位共阴极显示器，并使用动态分时扫描形式。 使用此类显示器的目的是为了确保温度高于100摄氏度时，测量得到的结果依然能够呈现为小数点后-位，提高测量显示精度，但是本文无需考虑小数点后面的数据。 方案三LCD1602液晶显示屏，其显示屏可以显示两行，用于文字，图像，数字都可以显示，对于这种设计来说够用，价格适中。 与单片机连接时，接口线路很多，有利于系统调试。 从以上分析，LCD1602液晶显示器更适合这种系统设计5从以上分析，LCD1602液晶显示器更适合这种系统设计。 2.3时钟芯片的选型和论证方案一时间计数器通过微控制器中的定时器计数器进行编程。 虽然它可以在不使用时钟芯片的情况下节省成本，但闰年与每月天数之间的差异并不准确。 对于实时时间，实现错误很大，并且无法准确计数。 方案二这里，时钟由DS1302时钟芯片实现。 DS1302可以计算年，月，日，小时，分钟，秒等，并且可以每月添加，减去和减去31,29,28或30天。 使时间显示更准确，并补偿闰年，工作电压为2.5V至5.5V.该芯片有两个电源引脚，一个用于主电源，另一个用于备用电源，可在电源关闭时充电。 保持时钟运行，下次使用时钟将保持准确。 芯片是用32.768KHZ晶振作为标准时钟来计时。 由上面的分析，DS1302的优势比较适合本系统。 2.4人数统计模块的选型和论证方案一按下地方前门上的光电开关，按后门上的一个，前门进入后门。 这种方案不利于控制人员是从前门还是后门进入。 对于人数的统计的实现比较困难。 方案二根据该系统功能的要求，选择两个光电开关，实现人数统计。 当有人通过门时，它会阻挡光电开关。 因此，添加和减去统计数据，并计算此时房间中的总人数。 从以上分析，第二种方案更适合于该系统。 62.5系统整体设计概述该设计的核心控制芯片是STC89C52单片机，其功能是控制和操作键盘，显示模块，时钟模块和光电开关统计模块。 不仅起着主导作用，而且在每个模块的工作中起着协调作用。 主控芯片单片机光电计数器2光电计数器1液晶模块LCD1602按键模块时钟模块DS1302图21整体设计图系统能完成以下功能，系统有一个清除按钮，用户可以通过按下按钮清除当前人数，重新开始计数，但不会清除时间显示。 通过区分光电计数器1和光电计数器2的顺序触发序列，可以判断它是进出还是增加或减少检测到的人数。 因此，可以计算实时人数，并显示人数。 7第第3章系统硬件电路设计3.1主控模块主控制模块在整个设计中起着重要作用。 并且将各个模块之间的工作结合起来以完成设计需要实现的功能。 本设计主控模块采用89C52芯片。 3.1.1STC89C52单片机主要特性STC89C52是一类带4K字节的Flash闪速存储器的低电压、高性能CMOS8位微处理器。 它实现了智能温度计中最关键的一步，就是充当其中的运算功能和衔接各个元件的功能。 其中他的存储具有可反复擦写的功能，里面使用的是ATMEL生产的密度较高、非易失性存储技术，并且其内置有8位的中央处理器以及Flash储存单元。 因此有着如此强大功能的单片机可以在多数场合给我们的工作生活带来便利，因为它简单的原理，也使它能够灵活的运用在各种控制领域。 各个接口的用处P0端口P0口是一类双向I/O口，其端口类型是8位漏极开路型。 具有接收指令字节的作用，在端口写“1”时利用其中的上拉电阻可以将端口拉至高电平。 P1端口P1是一类八位双向I/O口，其内部具有上拉电阻，如果端口写“1”，那么利用其中的上拉电阻可以将端口拉至高电平，因此该端口能够用作输入口。 在进行Flash编写程序以及程序验证操作时，P1所接收的地址是低8位地址。 P2端口P2是一类八位双向I/O口，其内部具有上拉电阻。 如果端口写“1”，那么利用其中的上拉电阻可以将端口拉至高电平，因此该端口能够用作输入口。 在进行Flash编写程序以及程序验证操作时，P2也能够接收高位地址以及部分控制信号。 P3端口P3是一类八位双向I/O口，其内部具有上拉电阻。 如果端口写“1”，那么利用其中的上拉电阻可以将端口拉至高电平，因此该端口能够用作输入口。 P3口有时还用作对Flash闪速存储器以及程序校验信号的接收。 RST复位输入。 当振荡器处于运行状态时，RST引脚可以确保单片机复位。 ALE当访问外部程序存储器时，ALE进行输出脉冲，每次有访问外部数据春促去时都会进行一次ALE脉冲。 8在Flash存储器的过程中，此引脚可以用来对脉冲PROG进行.PSEN:程序存储允许输出为尾部程序存储器所发出的读选信号。 EA/VPP外部访问允许。 是编程电源的输入端。 XTAL1:振荡器反向放大器和其中时钟发生器相应的输入端。 接外部晶体的一个引脚。 XTAL2:振荡器反相放大器相应的输出端。 外接晶体的另一个引脚。 这个引脚不做连接，处于悬浮状态。 VCC电源。 GND接地。 图3-1STC89C52单片机管脚图3.1.2STC89C52单片机的中断系统STC89C52中断系统有5个中断源和2个优先级。 各中断源的优先级由IP决定；对于具有相同优先级的每个中断，响应之前和之后的顺序由内部查询逻辑确定。 3.1.3单片机最小系统设计P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.5/MOSI6P1.6/MISO7P1.7/SCK8RESET9P3.010P3.111P3.212P3.313P3.414P3.515P3.616P3.717XTAL218XTAL119VSS20P2.021P2.122P2.223P2.324P2.425P2.526P2.627P2.728PSEN29ALE30EA31P0.732P0.633P0.534P0.435P0.336P0.237P0.138P0.039VCC40U5单片机9图3-2最小系统电路图图3-2显示了MCU的最小系统电路图。 按下复位电路中的按钮后，电路返回上电后的状态。 在图中，10K电阻是P0端口的上拉电阻。 3.2LCD液晶显示器简介由于显示界面需要在本设计中显示一些参数，因此选择LCD1602作为界面显示，可以显示一些相关参数。 3.2.1液晶原理介绍液晶显示器的主要技术是液晶控制透射技术，利用这种技术实现色彩。 这个技术可以解决刷新率的问题。 它通过微控制器的控制显示一些数据，即数字，字符等。 本系统显示部分用的是LCD液晶模块。 点阵图形式液晶原理众所周知，显示的字符被发送到字符对应代码，并且显示器上的相应位置被点亮或不点亮以清楚地显示字符。 3.2.2液晶模块简介与普通显示器相比，LCD1602液晶模块可以移动字符并使其闪烁，并与单芯片并行通信。 3.2.3液晶显示部分与STC89C52的接口如图3-3所示。 用STC89C52的P0口作为数据线，用P1. 2、P1. 1、P1.0分P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.5/MOSI6P1.6/MISO7P1.7/SCK8RESET9P3.010P3.111P3.212P3.313P3.414P3.515P3.616P3.717XTAL218XTAL119VSS20P2.021P2.122P2.223P2.324P2.425P2.526P2.627P2.728PSEN29ALE30EA31P0.732P0.633P0.534P0.435P0.336P0.237P0.138P0.039VCC40U1单片机+5V12Y212MHZ30pFC330pFC4123456789P110K排阻+5VS1SW-PB10KR310uFC2+5V10别作为LCD的EN、R/W、RS。 这个电路主要设计为显示模块初始化首先要做的是清除屏幕内容，将界面数据设置为8位，将字符行数显示为2行，字符型号为57点阵。 然后设置为整体显示，并取消光标和字体闪烁，然后统一显示。 其次，日期显示分为两行，计数的人数位于右端以供显示。 图3-3LCD1602与STC89C52的接口电路3.3键盘模块设计该系统的按钮使用独立按钮。 未按下按钮时，IO连接到高电平。 通过检测连接到按钮的IO端口的状态，可以判断按下了哪个按钮。 四个按钮代表以下功能，第一个是功能按钮，可以在不同的参数设置界面之间切换，第二个是增加按钮。 增加年，月，日等，第三是减少按钮，年，月，日减少，第四是清除按钮，清除当前人数，再次计算，但不会清除显示的时间。 3.4时钟模块的设计实时显示时间这里用串行时钟芯片DS1302。 其优点是大大减少了与单片机的连接，大大节省了单片机的系统资源。 通过读取DS1302内部寄存器中的数据，微控制器可以获得实时时间。 P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.5/MOSI6P1.6/MISO7P1.7/SCK8RESET9P3.010P3.111P3.212P3.313P3.414P3.515P3.616P3.717XTAL218XTAL119VSS20P2.021P2.122P2.223P2.324P2.425P2.526P2.627P2.728PSEN29ALE30EA31P0.732P0.633P0.534P0.435P0.336P0.237P0.138P0.039VCC40U1单片机+5V12Y212MHZ30pFC330pFC4123456789P110K排阻VSS1VCC2VEE3RS4RW5EN6DB07DB18DB29DB310DB411DB512DB613DB714A15K16LCD1lcd1602+5V10KR1+5V+5V+5VS1SW-PB10KR310uFC2+5V113.4.1DS1302概述DS1302具有高性能，低功耗和内置31*8RAM的实时时钟电路。 DS1302可以计算年，月，日，小时，分钟，秒等的时间，分钟和秒。 可以每月增加或减少31,29,28或30天，以补偿闰年。 其工作在2.5V5.5V。 该芯片有两个电源引脚，一个用于主电源，另一个用于备用电源。 由VCC1或VCC2中较大者供电。 当VCC2大于VCC1+0.2V时，VCC2给DS1302供电；当VCC2小于VCC1时，DS1302由VCC1供电。 当DS1302发送数据时，RST引脚必须设置为高电平，以将命令字和数据发送到寄存器。 如果RST设置为低电平，则数据传输终止，I/O引脚变为高阻态，使其无法读取且无法显示时间。 3.4.2DS1302内部RTC和RAM地址分配DS1302地址分配如图3-4所示。 RTC寄存器地址位于00H到07h处。 RAM寄存器地址位于08h3Fh。 图3-4DS1302地址分配图DS1302的控制字如图3-5所示。 位7必须是逻辑1；如果它为逻辑0，则不能把数据写入到DS1302中。 位6为0，表示存取日历时钟数据；为1表示存取RAM数据。 位51（A4A0）指示操作单元的地址。 位0为0，进行写操作；为1表示进行读操作图3-5控制字节的含义12将时钟/日历或RAM寄存器指定为多字节模式可以提高地址的可寻址性。 数据读写程序如图3-6所示。 图3-6数据读写程序3.4.3DS1302时钟和日历读取正确的寄存器字节以获取正确的时钟和日历信息，如图3-6所示。 其中，有秒寄存器，子寄存器，小时寄存器，年份寄存器，可以通过读取数据和写入数据获得准确的时间。 还可以设置时间模式是12小时还是24小时。 此外，该芯片还有一个充电寄存器，可在电源关闭时起作用。 图3-6DS1302寄存器3.4.4DS1302时钟电路设计DS1302使用串行数据传输。 只需将CE，SCLK，I/O串行数据引脚连接到微控制器即可。 VCC2是备用电源，可在断电时使用以保存数据。 MCU通过读13取寄存器中的数据来获取时间信息并显示它。 3.5人数检测模块设计人数点清数字检测模块是整个系统要实现的主要功能。 3.5.1光电开关工作原理光电开关将电路变化转换为电平变化以实现电路功能。 它包括发送端、接收端和检测电路。 MCU通过检测电路电平来计算人数3.5.2光电开关电路设计本文设计使用两个槽光电开关进行实时统计，但当有人通过光电开关时，灯会被阻挡。 检测电路将检测到低电平。 增加了一个磁滞比较器，可以尽可能避免错误触发，从而使读取数据准确，并且MCU的输出电平高或低。 可以判断某人是否正在光电开口的中间通过。 当人首先通过光电开关1然后通过光电开关2时，人数增加1，反之亦然减少1，从而可以实时计算该地点的人数。 143.6硬件总体连接图如图3-6所示，每个模块连接形成一个整体电路图，其中有一个单片机的外围复位电路。 时钟电路，电源电路，按钮电路，显示电路和人数统计电路以及人数统计电路都配有滞后比较器。 图3-6硬件总体图15第第4章系统软件设计4.1系统软件总体设计初始化显示时间和当前人数是否按下功能按键？设置时间相关参数是否按下功能按键？是否按下清零按键？人数清零光电开关1是否为低电平？光电开关2是否为低电平？人数+1光电开关2是否为低电平？光电开关1是否为低电平？人数-1YYYYYYYNNNNNNN图4-1主程序流程图程序流程图如图4-1所示，单片机通电后先复位，清除一些保留的数据，然后把当前的一些时间信息以及人数显示，每个循环单片机都会判断用户是否按下功能按键和清零按键，按下功能按键后进入时间参数设置，设置好后，时钟芯片开始运行，自动计时，按下清零按键则对当前统计的人数清零，单片机通过人经过光电开关的先后顺序进行人数的加减，先通过1再通过2则加1，反之则减1。 单片机通过读取时钟芯片内的数据，以及人数统计模块的数据，将时间与统计的16人数显示到显示器上。 4.2程序设计原理本文课题设计使用C语言编程，与汇编语言相比更容易理解，这相对简单。 首先确定硬件电路，分析每个模块的作用和关系，然后进行设计软件。 在分析软件任务时，首先，需要我们逐个列出需要在此设计中实现的功能，并且每个功能模块都是接口定义的，方便我们进行规划数据结构和数据类型，然后使用该软件实现功能模块。 在设计软件时，有必要确定主程序和子程序，子程序有显示子程序，时钟子程序，按键程序等，然后合理安排中断程序，并将其先后顺序规划好，以更好的设计程序。 17第第5章系统调试5.1硬件调试人数统计系统有一个大电路，涉及很多模块，包括人数统计模块，时钟模块，MCU最小系统模块，LCD模块，因此，按键模块在焊接时不容小觑，如果电路短路，连接错误等，损耗会很大。 在整个电路中，如果一个地方出现错误，将影响整个电路的功能和调试，电路复杂。 对于靠近的两个引脚，应注意不要将它们焊接在一起，从而导致短路。 在制作硬件电路之前，我们先根据实际需要的功能划分硬件模块，并在PROTEL中绘制硬件原理图和PCB图，然后在检查后开始在通用板上焊接。 在硬件调试中肯定会有一些问题。 但是，这些问题的出现可以更好地理解作品并改进作品。 问题1开始时，光电开关在人经过时不会改变。 解决在查询数据之后，发现流过光电开关发射端的发光管的电流太小，导致接收端没有良好的导通。 问题2人数不准确。 解决在检查之后，滞后比较器电路没有接通，并且将发生错误触发，并且它可以被接通。 5.2软件调试数字系统功能的实现需要实现更复杂的程序，并且在编写程序和调试时难以解决一些问题。 首先，为了更好地测试结果，我直接在PROTUES软件下开始了模拟。 然后修改错误的位置，然后进行调试。 问题1。 解决首先检查程序，看看display子程序是否有问题。 问题2。 解决检查按钮和MCU接口电路之间的连接，然后重置。 5.3系统检测经过一系列实验和实际操作后，可以获得更准确的数据，但也存在一定的误差。 缺点是你需要添加一个只能由一个人传递的设备来准确计算人数，并且门两侧位置的准确性太不确定了。 186总结本次论文完成了教师教室检测和识别，该系统在硬件设计上采用了对人数的采样，再由放大器放大，然后ADS1110进行电压的转换，把电压信号转变为十进制信号，最后由LED显示器显示出来。 该设计方便简单，携带容易，操作简易，功能强大，性价比高，适合日常教学使用。 19参考文献1彭伟.单片机C语言程序设计实训100例.电子工业出版社.xx年2吴运昌模拟电子线路基础广州华南理工大学出版社，xx年3阎石数字电子技术基础北京高等教育出版社，1997年4张晓丽等数据结构与算法北京机械工业出版社，xx年5钱鹤庆，陈刚，申瑞民,He-Qing Q,Gang C,et al.基于人脸检测的人数统计系统J.计算机工程,xx,38 (13):188-191.6崔莫磊.公交视频人数统计系统的设计与开发D.郑州大学,xx.7王建鹏,张聪.基于单片机的教室人数统计系统设计J.民营科技,xx (11):331-331.8赖勇.出入口人数统计系统的设计与实现D.电子科技大学.9赵炯,林旺城,贾培源,et al.公共娱乐场所人数统计系统研究J.自动化仪表,xx,30 (6):62-65.10邵婷婷,任蒙,张瑶.基于单片机的太阳能人数统计系统设计J.电子设计工程,xx (19):70-71.11陈东伟,韩娜,吴振权,et al.基于智能视频的客流人数统计系统设计与实现J.信息技术,xx (5).12高远.基于Kinect的营业厅服务人数统计系统研究D.西安电子科技大学.13祁国鹏,何伟东,徐哲壮.基于ZigBee的无线室内人数统计系统设计J.物联网技术,xx (9).20致致谢本论文是在我的导师xxx教授的亲切关怀和悉心指导下完成的。 他严谨的科学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，严以律己、宽以待人的崇高风范，朴实无华、平易近人的人格魅力深深地感染和激励着我。 从课题的选择到项目的最终完成，x老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持，在此谨向x老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。 感谢xx学院的老师对我的教育培养。 他们细心指导我的学习，在此，我要向诸位老师深深地鞠上一躬。 感谢给我提供参考文献的学者们，谢谢他们给我提供了大量的文献，使我在写论文的过程中有了参考的依据。 感谢我的爸爸妈妈，感谢代写论文他们为我所付出的一切。 养育之恩，无以回报，你们永远健康快乐是我最大的心愿。 此时，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，是你们为我撑起一片天空，在这里请接受我诚挚的谢意。 弹指一挥间，大学四年已经接近了尾声。 当自己怀着忐忑不安的心情完成这篇毕业论文的时候，自己也从当年一个从山里走出的懵懂孩子变成了一个成熟青年，回想自己的十几年的求学生涯，虽然只是一个本科毕业，但也实属不容易。 首先，从小学到大学的学费和生活费就不是一个小数目，这当然要感谢我的爸爸妈妈，他们都是农民，没有他们的勤勤恳恳和细心安排，我是无论如何也完成不了我的大学生活。 没有他们的支持和鼓励，我也不可能完成我经济学第二专业的学习。 当然，一个农民家庭要同时供两个大学生上学，没有别人的帮助和接济是相当困难的。 因此我要感谢那些在我求学时对我经济和精神上帮助的亲戚、朋友、老师和同学们，我的生活因你们而精彩和充实。 XXX大学，这里严谨的学风、优美的校园环境使我大学四年过的很充实和愉快。 我第一学期是在哲学系度过的。 在这短短的半年时间里，我有幸和许多优秀的同学一起学习，听睿智的哲学老师讲授哲学。 后来由于一些本可抗拒但一时冲动的原因，我依依不舍的离开了哲学系，离开了亲爱的哲学系的老师和同学们。 虽然只有短短的半年时光，但我确实学到了很多有用的知识，尤其是对我思想和方法上的指导。 这些有用的东西一直对我大学的学习和生活有很重要的指导作用。 现在回想起在实验室的日子，还是那么的温馨和惬意，我不能不感谢当时实验室的每一位同学和老师，跟你们在一起学习、生活，那真是其乐融融，妙不可言!XXXX院的老师让我难忘，他们严谨的学术态度，幽默风趣的授课方式给需要根据自己情况填