基于单片机的人数统计系统-

1、摘要LCD1602示当前的年、月、日、小时、分种、秒等时间信息，时钟芯片接受的是DS1302.DS1302存储时间信息，并且时间可以掉电保存。关键词单片机LCD1602；人数统计；DS13020AbstractThis paper designed a system based on single-chip the number of statistics, he can through the photoelectric switch statistic the number of theclassroom, and the number of real-time in the LCD160

2、2 display on the LCD panel, the systemalsoequipped with another time display function, can display the current month, day,hours, minutes, seconds time information, such as clock chip USES isDS1302.DS1302time information can be stored, and time can be saved when power supplydrop.Keywordssinglechipmic

3、rocomputerLCD1602The numberofstatisticsDS13021目录摘要0Abstract1 HYPERLINK l _TOC_250042 第1章 绪论4 HYPERLINK l _TOC_250041 目的和意义4 HYPERLINK l _TOC_250040 争辩概况和进展趋势4 HYPERLINK l _TOC_250039 本系统主要功能4 HYPERLINK l _TOC_250038 第2章 总体方案论证与设计6 HYPERLINK l _TOC_250037 主控模块的选型和论证6 HYPERLINK l _TOC_250036 显示模块的选型和论

4、证6 HYPERLINK l _TOC_250035 时钟芯片的选型和论证7 HYPERLINK l _TOC_250034 人数统计模块的选型和论证7 HYPERLINK l _TOC_250033 系统整体设计概述8 HYPERLINK l _TOC_250032 第3章系统硬件电路设计9 HYPERLINK l _TOC_250031 主控模块9 HYPERLINK l _TOC_250030 STC89C52单片机主要特性9 HYPERLINK l _TOC_250029 STC89C52单片机的中断系统10 HYPERLINK l _TOC_250028 单片机最小系统设计11 HY

5、PERLINK l _TOC_250027 LCD液晶显示器简介11 HYPERLINK l _TOC_250026 液晶原理介绍11 HYPERLINK l _TOC_250025 液晶模块简介12 HYPERLINK l _TOC_250024 液晶显示部分与STC89C52 的接口12 HYPERLINK l _TOC_250023 键盘模块设计12 HYPERLINK l _TOC_250022 时钟模块的设计13 HYPERLINK l _TOC_250021 3.4.1 DS1302概述13 HYPERLINK l _TOC_250020 DS1302内部RTC 和RAM 地址安排

6、13 HYPERLINK l _TOC_250019 DS1302时钟和日历14 HYPERLINK l _TOC_250018 DS1302时钟电路设计15 HYPERLINK l _TOC_250017 人数检测模块设计15 HYPERLINK l _TOC_250016 光电开关工作原理15 HYPERLINK l _TOC_250015 光电开关电路设计15 HYPERLINK l _TOC_250014 硬件总体连接图16 HYPERLINK l _TOC_250013 第4章 系统软件设计17 HYPERLINK l _TOC_250012 系统软件总体设计17 HYPERLINK

7、 l _TOC_250011 程序设计原理18 HYPERLINK l _TOC_250010 第5章 系统调试19 HYPERLINK l _TOC_250009 硬件调试19 HYPERLINK l _TOC_250008 软件调试19 HYPERLINK l _TOC_250007 系统检测20 HYPERLINK l _TOC_250006 结论212参考文献22 HYPERLINK l _TOC_250005 致谢23 HYPERLINK l _TOC_250004 附录24 HYPERLINK l _TOC_250003 附录一：系统整体原理图24 HYPERLINK l _TOC

8、_250002 附录二：系统仿真图24 HYPERLINK l _TOC_250001 附录三：元件清单25 HYPERLINK l _TOC_250000 附录四：系统源程序2631目的和意义在生活中，学校、火车站、银行、商场、公交车等人员流淌比较大的地方，假如可以将人数实时地统计出来，这样可以给我们的生活与学习带来很多的便捷。例如，在学校，很大的教室里，考勤对于老师来说是一件很麻烦的事情，但假如设计假如可以实时统计室内人数，那么可以削减不必要的排队及拥挤。在公交车上，假如可以设计一个实时人数统计器，可以将公交车的人数固定，使我们的坐车环境得到优化。所以设计一款实时统计人数的器件对于我们的生

9、活是很有意义的，可以提高我们的生活质量。争辩概况和进展趋势计数器从创造以来，在不断地进展，如今，市场上已经消灭了各种各样的计数器，其功能也从计数扩展到更多的功能，之前的计数器大部分用在工业方面，如：生产线上计数器的使用，数控零件计数应用。人数统计器及我们看到的道路上的大小车辆计数器都是在计数器的基础上扩展而来的，之前的人数统计使用的是接触式的方式，即人体必需接触器件才可以计数，例如：脚踏板人数统计器，若有两个人同时通过的话就不能精确计数，之后消灭了非接触式的，人体通过就可以计数，但也不是很精确，必需配备肯定的设备才可通过红外线扫描，来统计人数，这样的方法就比较精确，并且还可以增加人脸识别功能，

10、 便利警察办案。本系统主要功能本系统设计可以实现以下几种功能：晶屏幕上。DS1302系统带有液晶显示可以实时显示时间和当前统计的人数。4系统带有清零按键，按下后清除当前统计的人数，但不会将时间清除。5第2章 总体方案论证与设计依据本设计所要实现的功能，可以将系统划分为以下几个模块：主控模块、显示模块、时钟模块、人数统计模块，下面对以上模块的选型和论证进行争辩分析。主控模块的选型和论证方案一：MSP430，16大，但其缺点是:芯片价格比较昂贵，不太适合本设计这样比较一般的设计。方案二51832IO密，高性能等特点，而且STC与整机的调试，比较适合本设计这样一般的设计。由上所述， 51 系列单片机

11、比较适合本设计。显示模块的选型和论证方案一：接受点阵式数码管显示，它是八行八列的二极管排列组成的，显示文字要适合一点， 若显示数字有点铺张其资源，另一方面价格也较高，所以本系统不使用点阵式数码管作为显示模块。方案二：LED74LS164方案三：LCD1602由上分析， LCD1602 液晶显示屏比较适合本系统设计6时钟芯片的选型和论证方案一：使用单片机内的定时计数器，通过编程来实现时间计数。这样虽然可以不使用时钟芯片，节省了成本，但是，对于闰年及每月天数的不同来说就不太精确了，对于实时时间的实现误差较大，不行以较精确的计数。方案二：DS1302，DS1302RAM，DS130231292830

12、2.5V5.5V。该芯片有两个电源引脚，一个是主电源，另一个是后备电源，在关闭电源的时候可以供应充电，使时钟连续运行，当下次使用时时钟照旧是精确时间。芯片32.768KHZ由上面的分析，DS1302 的优势比较适合本系统。人数统计模块的选型和论证方案一：在场所的前门按一个光电开关，后门按一个，前门进后门出，分别统计显示人数，进行加减。这种方案不好把握人员是从前门进还是从后门进。对于人数的统计的实现比较困难。方案二：依据本系统功能的要求，这里选用了两个光电开关来实现人数的统计，将两个光电开关置于场所的门口，一前一后放置，当有人经过门口，会拦住光电开关，光电开关输出的电平会由高电平变为低电平，可以

13、由电平变化的先后挨次知道人是进入场所还是出去，从而对所统计的数据进行加减，统计这时室内的总人数。由上面的分析，方案二比较适合本系统。7系统整体设计概述89C52光电开关统计人数模块进行把握与运行。不仅起到了主控作用，而且在各模块工作时起到了协调作用。液晶模块液晶模块LCD1602按键模块单片机光电计数器1光电计数器2DS1302图 21 整体设计图12日、时、分、秒。8第3章系统硬件电路设计主控模块主控模块在整个设计中起着重要的作用，是核心部分，它把握着各模块的运行，并且将各个模块之间的工作结合起来完成设计所需实现的功能。本设计主控模块接受 89C52 芯片。STC89C528 位的微处理器(

14、CPU)，起到重要作用RAM (128B)，1KRAM程序存储器ROM(4KB)，存放程序和原始数据及表格。有一些单片机内部不ROM/EPROM，如8031，8032，80C31 等。8IOP0P3，与外部器件进行通信两个定时器计数器，有定时或计数功能五个中断源，使用程序进行中断IO 口一个。12MHz。 3-1 STC89C529部分引脚说明：1.时钟电路引脚 XTAL1(19 脚) 和 XTAL2(18 脚)：若设计用的是外部时钟，XTAL12.RST,ALE,PSENEA：RST/VPD(9 脚)：高电平信号输入可以复位。ALE/PROG(30 脚)：地址锁存允许信号端。PSEN(29

15、脚)：可以作为读取程序存储器的选通端。此引脚接 EPROM 的 OE 端。EA/Vpp(31不够用，才访问外部程序存储器3.输入/P0(P0.0P0.7，3932 脚P1(P1.0P1.7，18 脚) P2(P2.0P2.7，2128P3(P3.0P3.7，1017P3.0：(RXD)串行数据接收。P3 口 第 二 功 能 ： P3.1：(RXD)串行数据发送。P3.2：(INT0#)0P3.3：(INT1#)1P3.4P3.5：代表定时/T0T1P3.6：外部数据存储写选通。 P3.7：外部数据存储读选通。STC89C52STC89C525，2CPUIEIP定。10单片机最小系统设计图 3-

16、2 最小系统电路图3-212MHZ10KP0P0IOLCDLCD1602可以把一些相关的参数进行显示。液晶原理介绍液晶显示器主要技术是液晶把握透光度技术，运用这个技术来实现颜色。这个技术可以解决刷新率的问题。其通过单片机的把握来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：已知显示的字符，将字符对应代码送入，显示器上对应位置点亮或不点亮来将字符清楚地显示出来。11液晶模块简介LCD1602 液晶模块与一般显示器比较，它可以将字符移动，并使其闪烁，与单片机并行通讯。STC89C523-3STC89C52P0P1.2P1.1、P1.0EN、R/W、RS82

17、57示，并将光标和字体闪烁取消,再统一显示。其次将日期显示分为两行，将统计出来的人数置于右端，进行显示。3-3 LCD1602STC89C52键盘模块设计IOIO，IOIOIO412时钟模块的设计DS1302DS1302DS1302DS130231*8RAM312928302.5V5.5V。该芯片有两个电源引脚，一个是主电源，另一个是后备电源。由VCC1VCC2VCC2 VCC1+0.2V，VCC2DS1302VCC2VCC1，DS1302VCC1DS1302RST器里面，假如置RSTI/O取，无法显示时间。DS1302RTCRAMDS13023-4RTC00H07hRAM08h3Fh。图 3

18、-4 DS1302 地址安排图DS13023-571；0，DS130260，1RAM（A4A0）00，113图 3-5 把握字节的含义把时钟/RAM3-63-6 数据读写程序DS1302读取正确的寄存器字节就可以得到正确的时钟和日历信息，如图 3-6，其中有秒寄存1224在断电时起作用。图3-6DS1302寄存器14DS1302DS1302CE,SCLK，I/O可。VCC232.768Hz通过读取寄存器内的数据得到时间信息，并将其显示出来。人数检测模块设计人数检测模块是整个系统所要实现的主要功能，这里用光电开关来实现功能。光电开关工作原理光电开关是将光的变化转化为电平的变化来实现电路功能的。它

19、包括：发送端、接收端和检测电路。单片机通过检测电路的电平凹凸来统计人数。光电开关电路设计本设计用两个槽型光电开关进行实时人数的统计，但有人从光电开关中间通过时，将光线拦住，检测电路会检测到低电平，当不拦住的时候光电开关输出高电平，为了防止人经过的时候跳变沿产生误触发，增加了一个一个迟滞比较器，可以尽量避开误触发，使读取的数据精确，单片机通过读取输出的电平的高与低，可以推断光电开光中间当前是否有12，1，1，就可以实时地统计出场所内的人数。15硬件总体连接图如图 3-6，将各个模块连接起来，组成了整体电路图，其中有单片机的外围复位电路，时钟电路，及电源电路，按键电路，显示电路，及人数统计电路，人

20、数统计电路里面设有迟滞比较器。图 3-6 硬件总体图164系统软件总体设计初始化显示时间和初始化显示时间和当前人数Y是否按下功能按键？设置时间相关参数NYYN人数清零是否按下是否按下清零按键？功能按键？N光电开关1是否为低电平？Y光电开关2是否为低电平？NYN光电开关2是否为低电平？人数+1YY人数-1光电开关1是否为低电平？N图 4-1 主程序流程图4-117121，1数统计模块的数据，将时间与统计的人数显示到显示器上。程序设计原理C的。先确定硬件电路，将各模块的作用与关系分析出来，然后进行软件设计。软件任务分析时，首先要把这个设计需要实现的功能一一列出，并将每一功能模块进行接口定义，将数据

21、结构与数据类型都规划好，之后用软件进行功能模块的实现。进行软件设计时，要确定主程序与子程序，子程序有显示子程序，时钟子程序，按键程序等。并合理支配中断程序，并将其先后挨次规划好，以更好的设计程序。185硬件调试人数统计系统的电路较大，涉及的模块比较多，其中包含人数统计模块，时钟模块， 单片机最小系统模块，液晶模块，按键模块，因此在焊接方面更是不行轻视，假如电路消灭短路，以及错接等状况，那损失会很大。整个电路中，假如有一个地方消灭错误的话， 不要将其焊接在一起，造成短路现象。在制作硬件电路之前，我们先依据实际需要的功能划分硬件模块，并且在 PROTEL 里面画出其硬件原理图和 PCB 图，检查无

22、误后开头在万用板上焊接。在硬件调试中确定会有一些问题。不过这些问题的消灭可以更好地了解作品，完善作品，问题如下：问题 1：开头的时候光电开关在人通过的时候电平不跳变。解决：后经过查询资料发觉光电开关放射端发光管流过的电流太小，导致接收端没有很好的导通。问题 2：人数统计不精确，与正确的相比，老是少一个或是多一个解决：经过检查，是迟滞比较器电路没有接通，会消灭误触发，将其接通即可。软件调试PROTUES再调试，经过多次这样的步骤，最终解决了问题，在这个过程中遇到以下问题：问题 1烧入程序后，LCD 显示一行，只有年月日，无时分秒解决：首先检查程序，看显示子程序有没有问题，之后检测出来，设置显示为

23、两行， 解决问题。2解决：检查按键与单片机的接口电路连接，重新设置19系统检测经过一系列的试验，实际的操作，可以得到比较精确的数据，但是也存在肯定的误差。缺点是需要增加一个只可以一个人通过的设备才可以对人数进行精确的统计，而且对于门两边距离太大的场所，它的精确度是无法确定。20结论经过这次设计，我将课本上的学问整理总结，再通过自己的理解，运用到了实际的电子产品上，我做的人数统计系统，可以实现所要求的功能，当然也有一些不足之处，相对来说稳定性还是不够的，也存在肯定的误差，还有就是界面还不够完善。通过自己设计硬件电路，使我对模拟电子技术有了更进一步的生疏，也让我把握了一些简洁的电路设计， 比如：单

24、片机最小系统，按键电路以准时钟电路等。设计软件方面，我也生疏到了认真认真的重要性，其次，在写程序之前，必需规划好，一步一步地进行。通过这些，我进一步地了解了单片机的强大功能，在各个领域内电子产品上的广泛应用，以及C 语言在电子行业的广泛应用。在这个过程中，我所学的学问运用到了电子产品上，使我真正地做到了学以致用，得到了熬炼。21参考文献C100.2009吴运昌模拟电子线路基础广州：华南理工高校出版社，2004阎石数字电子技术基础北京：高等教育出版社，1997张晓丽等数据结构与算法北京：机械工业出版社，2002马忠梅等ARM & LINUX2004李建忠单片机原理及应用西安：西安电子科技高校，2

25、002韩志军等.单片机应用系统设计M.机械工业出版社，2004周润景等. ProteusMCS-51&ARM7M.电子工业出版社，2006CM.北京航空航天高校出版社，2006刘树中，孙书膺，王春平.单片机和液晶显示驱动器串行接口的实现J息，2007骆定辉.学术期刊电子测试，201322致谢这篇论文是在导师李军老师的指导下完成的，李老师在繁忙的教学工作中抽出时间指导我的论文撰写，在这个过程中，从选题，查阅资料，撰写工作表，撰写文献综述到写论文，我遇到了很多问题，每次我都会请教老师，老师为人朴实无华，平易近人，有着渊博的专业学问，每次都会认真讲解，让我在理论方面得到了提升，同时，老师宽以待人，诲人不倦的师德对我影响深远。同时在撰写论文过程中我的其他老师及同学们，给了我很多的指导与建议，使得我能顺当的完成论文。在此，谨向导师及挂念过我的老师们表示崇高的敬意与诚意的感谢。高校的生活即将结束，感谢一路上陪伴我的老师与同学们，感谢老师的教育，老师传授我的学问，感谢同学们的建议与意见。在今后的日子里，我会牢记老师的教导，不忘同学间的友情，连续去追求我的幻想。23附录附录一：系统整体原理图附录二：系统仿真图LCD1LM016LWS D EWS D E S0 1