基于单片机教室人数统计系统

微机原理与接口技术研究性专题设计报告课程名称：微机原理与接口技术课程设计设计题目：基于单片机教室人数统计系统院系：机械与电子控制工程班级：机电1213设计者：杨渊博〔12223080〕韦迪〔12223079〕赵明宇〔12223087〕指导教师：赵嘉蔚设计时间：2023年6月2号机电学院《微机原理与接口技术》研究性专题任务书姓名：杨渊博韦迪赵明宇专业：热能与动力工程班号：机电1213任务起至日期：2023年6月2日至2023年6月9日题目：基于单片机教室人数统计系统的设计设计要求及主要任务：扩个光电感器块88点阵ED示器我们要实现的功能是：1、开机显示“508dpj〞2、检测教室里的人数并在显示屏上显示出来3、教室有人LED亮，无人灭4、放置一个按键具有清零功能工作方案安排：4.总结及实验报告的书写同组设计者及分工：杨渊博与调试韦迪主要程设计赵明宇辅助程序设计及ppt制作展示目录一、系统根本功能和实施方案二、设计思路三、程序流程图四、仿真过程及结果五、心得体会六、参考文献七、附件1、附件1：硬件原理图2、附件2：源程序摘要:同学们在选择一个人少安静的教室自习的时候，需要一个个教室的进去观察这不但自不方也会影到其它上自习的同学。基于这种情况，我们想用一块放置在教室门上的显示屏自动显示教室中的现有人数，这样就极大的方便同学。因此我组用C51片机计教室人数统计统，两个光传感一块8D显，这样就可以初步的实现该功能关键词88点阵ED示器、人数计、复清零系统根本功能和实施方案〔一〕设计目的如果在进自习室前就能知道教室里有多少人，是否不适合自习，而不用推门进去才知道，将会节省自习同学的很多时间，带来很大的方便，不会影响自习的同学。因此我们小组选择了设计这个教室人数统计系统，利用51单片机系统和两个光电对管器件统计教室进出的人数，最后把人数显示在一个8*8LED显示器上，方便想要自习的同学选择教室。〔二〕根本功能通过分析实验选题，我们方案设计的系统功能有三个，一是开机动画的显示，这一步是为了使显示更美观，符合我们的生活，二是对教室内人数的统计，由于教室人数众多，我们就在入口和出口布置了光电感应器，感应器收到的信息通过单片机的处理，最终由教师面前的LED灯和门上显示屏显示出教室中的总人数，方便老师了解出勤情况，也方便了一些想要自习的学生寻找有空位的教室，节约时间。〔三〕实施方案1、电源方案为使模块稳定工作，须有可靠电源。而电源方案主要有两种：方案一：采用独立的稳压电源。此方案的优点是稳定可靠，且有各种成熟的电源可供选用；缺点是各模块都采用独立电源，会使系统复杂，且可能影响电路电平。方案二：采用单片机控制模块提供电源。该方案的优点是系统比拟简明。由于我们所学的相关知识都是采用单片机控制模块提供电源，所以在此我们选用方案二。2、输入方案我们将光电感应器用开关K1、K2代替，当有人进去时，先响应K1，后响应K2，此时将人数加一显示出来；当有人出去时，先响应K2，后响应K1，此时将人数减一显示出来。3、显示界面方案该系统需要统计人数，因此我们采用8*8LED显示数值。这种方案功能强大，并可方便的显示各种英文字符，汉字，图形等。同时我们采用74LS245来进行驱动。二、设计思路根据可能的情况，设计该程序使用周期性扫描来实现人数统计。设门外传感器对应单片机中断引脚int0，门内传感器对应中断引脚int1，单片机每隔8ms采集一次外部中断int0和int1引脚。具体工作过程为：先判断int0和int1信号，如果检测到int0有信号，将int1中断标志位〔2BH〕清零，人数增减单元送1,然后再将int0中断标志位〔2AH〕清零。因此，我们的程序分主要分为：一个主程序、两个中断子程序、显示子程序、查表子程序和延时子程序。其中，主程序完成了开机界面显示、8155设置、对按键的处理；显示子程序采用定行值，扫描列值的方法；延时子程序完成了1ms和0.2ms的延时。三、程序流程图四、仿真过程及结果〔一〕开机画面〔二〕有人进来时，显示01〔三〕按复位键清零五、心得体会杨渊博：本次的研究性教学做完了，我觉得我对单片机这门课程的理解更深了，也有许多感想体会。在这次的研究中，我负责了Proteus的仿真和开机动画的设计以及报告的完善。在仿真的过程中，许多原理图想选取的器件在Proteus中并没有，需要找其它器件代替。这让我非常困扰，但通过小组一起查找资料，终于成功的仿真了出来。我们小组在整个过程中进行了许许多多的讨论，可以说，虽然我们每个人的侧重点不同，但遇到的问题一直是大家一起解决，小组的团结令我十分欣慰。其次，这次的研究性教学我学习到最多的内容是硬件和仿真的知识，这是平时课程上和实验上感受不到的，我觉得这才是最珍贵的，如果可以做成实物就更好了。韦迪：通过本次研究性教学，我知道了如果想将单片机知识运用到实际中，首先应该先构思好我们想要的实物，而常用的单片机实现功能的终端都是led灯。在查阅led灯使用的相关方法之后，我知道了led灯的实现方式是多种多样的。比方16*16的led灯是由四个8*8的led组成，采用列扫描的方式显示的话按照“单块从左往右扫描，整体从右往左扫描〞的工作方法；而8*8的led显示要考虑到很多方面，一般分为单字显示，从上往下，从左往右扫描，亮的为1，暗的为0，将要显示的字形列出其16进制码，由89C51输入至74ls245，再驱动led灯亮即可。但是因为我们需要显示的数值有两位数的，所以我们决定把8*8led拆分为两半，左边为高位，右边为低位，一次显示调用两次查表程序，再组合起来完成双字显示。实验中比拟复杂的是将二进制数转换为两位BCD码的程序以及各延时程序的设计。通过这次研究性教学我最大的收获是知道了将软件硬件相结合的方法以及对单片机的程序设计流程的了解赵明宇：本次研究性学习结束了，我对这门课程也有了更近一步的认识。在本次学习活动中，我负责的使延时子程序的编写和最终幻灯片的制作及展示。首先说子程序这一局部，当初学习的时候，我就对工作方式设置、初值计算、延时时间、机器周期等等一系列概念十分模糊，对他们的内在联系还不清楚。等我做完之后，对这些概念已经是十分清楚了。幻灯片在制作的时候，制作的过程又是把我们的整个探究过程回忆了一遍，让我更加印象深刻了。总之这一次的研究性学习，让我们受益匪浅。六、参考文献[1] 胡汉才.《单片机在电子电路设计中的应用》.北京：清华大学出版社，2006[2] 赵嘉蔚.《单片机原理与接口技术》.北京：清华大学出版社，2023[3] 王建鹏，张聪，《基于单片机的教室人数统计系统设计》，河南开封，黄河水利职业技术学院，2023七、附件〔一〕硬件电路原理图〔二〕源程序KEY1BITP1.1KEY2BITP1.2KEY3BITP1.3ORG0000HAJMPMAINORG0003H;INT0入口地址LJMPINT0ZHDORG0013H;INT1入口地址LJMPINT1ZHDORG0060HMAIN:MOV20H,#00H;存放人数的单元清零MOV21H,#00H;人数增减单元清零MOV22H,#00H;查表偏移量十位存储单元清零MOV23H,#00H;查表偏移量个位存储单元清零CLR2AH;INT0中断标志位清零CLRKEY2CLR2BH;INT1中断标志位清零CLR2CH;按键次数奇偶标志位CLR2DH;长按键次数奇偶标志位CLR2EH;百位标志位清零MOVR0,#30H;LED行由左至右依次扫描，MOVA,#0FEHVOLUATION:MOV@R0,ARLAINCR0CJNER0,#38H,VOLUATION;循环赋值MOVDPTR,#0100H;8155工作方式设置MOVA,#0FHMOVX@DPTR,AMOV10H,#06H;开机动画显示循环次数MOVR0,#0AH;偏移量送入相应单元START:MOV22H,R0INCR0MOV23H,R0LCALLDISPLAYLCALLYSIMOVR0,23HINCR0DJNZ10H,STARTSETBIT0;中断设置〔两个均为负边沿触发〕SETBIT1MOVIE,#85H;开中断JUDGE:JNBKEY3,NORESET;判断是否有复位信息，如无那么调用显示程序MOVR4,#05H;延时约1SOPENDELAY:ACALLDELAYT;延时0.205602SDJNZR4,OPENDELAYCLRKEY1JNBKEY3,RESET1;短按键清零RESET1:MOV20H,#00HMOV21H,#00HAJMPOKNORESET:MOVA,20HJNZBUTTON1AJMPNOBUTTON1BUTTON1:SETBP1.1AJMPOKNOBUTTON1:CLRP1.1OK:MOVA,20HADDA,21HMOV21H,#00HMOV20H,ACJNEA,#30,NEXTNEXT:JCFBMOVR0,#12H;偏移量送入相应单元MOV22H,R0INCR0MOV23H,R0LCALLDISPLAYLCALLYSIAJMPJUDGEHUNDRED:SETB2EH;高于99人，百位标志位置一FB:MOVR0,A;十位个位别离ANLA,#0FHMOV23H,ACJNEA,#0AH,FL1MOV23H,#00HMOVA,R0ADDA,#10HMOVR0,AFL1:CJNEA,#0FH,FL2MOV23H,#09HFL2:MOVA,R0ANLA,#0F0HSWAPAMOV22H,ACJNEA,#0AH,FL3MOV22H,#00HSETB2EHFL3:CJNEA,#0FH,ZONGSHUJNB2EH,SHIWEICLR2EHMOV22H,#09HSJMPZONGSHUSHIWEI:MOV22H,#00HZONGSHU:SWAPAADDA,23HMOV20H,AACALLDISPLAYRETURN:AJMPJUDGE;中断响应程序INT0ZHD:JB2BH,ZHD01;判断INT1是否已响应SETB2AH;中断标志位，用于表示INT0中断已响应ACALLDELAYAJMPZHD02ZHD01:CLR2AHMOV21H,#0FFHZHD02:CLR2BHACALLDELAYTRETIINT1ZHD:JB2AH,ZHD11;判断INT1是否已响应SETB2BH;中断标志位，用于表示INT0中断已响应ACALLDELAYAJMPZHD12ZHD11:CLR2BHMOV21H,#01HZHD12:CLR2AHACALLDELAYTRETI;以下为显示程序DISPLAY:JNB2EH,DISNEXT3;判断是否需要显示高位MOVR0,#41HMOVA,#01HMOV45H,#04HMOVB,#04HMULABMOV22H,AMOVDPTR,#TABLELOOP:MOVA,22HMOVCA,@A+DPTRMOV@R0,AINCR0INCDPTRDJNZ40H,LOOPMOVR2,#04HMOVR1,#41HACALLSHOW1DISNEXT3:MOVR0,#50HMOVDPTR,#TABLEMOVA,22HMOVB,#04HACALLCHABIAOMOVA,23HMOVDPTR,#TABLEMOVB,#04HACALLCHABIAOMOVR2,#08HMOVR1,#57HSHOW1:MOVR0,#30H;行扫描数据地址SHOW:MOVDPTR,#0102HMOVA,@R0MOVX@DPTR,A;行扫描所用数据送入B口DECDPLMOVA,@R1MOVX@DPTR,A;列数据送入A口MOVR5,#02H;延时2msYANSHI5:ACALLDELAYDJNZR5,YANSHI5INCR0DECR1DJNZR2,SHOWRET;延时程序YSI:MOV28H,#01H;延时1.019840sDL0:MOV27H,#01HDL1:MOV26H,#01H;DL2:INC26HJNB37H,DL2;127*2=254微秒INC27HACALLDISPLAY;8272微秒JNB3AH,DL1;3*8280=24760INC28HJNB45H,DL0;31*24765=767715RET;以下为查表程序CHABIAO:MOV45H,#04HMULABMOV11H,ALOOP1:MOVA,11HMOVCA,@A+DPTRMOV@R0,AINCR0INCDPTRDJNZ45H,LOOP1