教室人数统计.docx

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教室人数统计

目录

1.目的和意义1

1.1设计目的及意义1

1.2设计内容1

1.3设计要求1

2.硬件电路设计1

2.1设计思路1

2.2单片机电路如图2

2.3光敏二极管传感器2

3.软件电路设计3

3.1工作原理3

3.2程序流程图4

3.2.1程序主流程图4

3.2.2加法流程图5

3.2.3减法流程图5

3.3汇编程序6

4.电路调试9

5.仿真结果10

6．实验感想10

7．参考文献11

1.目的和意义

1.1设计目的及意义

教室人数统计对于一些人数比较大的课堂一直是个比较困难的问题。

于是，基于单片机89C51我们设计了一个教室人数自动统计系统。

通过本次课程设计加深了对单片机课程的全面认识复习和掌握，对单片机课程的应用进一步的了解。

掌握外部中断和LED显示的设置以及相应的传感器原理。

通过此次课程设计能够将单片机软件结合起来，对程序进行编辑，校验。

1.2设计内容

设计教室人数统计系统，人员进入时系统进行加计数，人员离开时系统进行减计数并能够通过LED实时显示教室内的人数。

1.3设计要求

统计出教室内上课人数并能够通过LED显示出来。

2.硬件电路设计

2.1设计思路

教室前门不开，只通后门。

利用两个光敏二极管传感器，当有人从后门进出的时候，将产生电压脉冲，再利用单片机的外部中断功能进加减计数，最终显示出教室中的实际人数。

设计电路利用89C51通过8155及74LS138扩展4只共阴极LED数码管的接口电路，并结合了所查的资料进行了光敏二极管的理论研究（开关中以开关替代）。

图中8155的B扣和所有LED的a~h引线相连，故B口为字形扣；各LED的位选线和8155的C口相连，故C口为字位口。

2.2单片机电路如图

图1Proteus模拟电路图

2.3光敏二极管传感器（程序中利用开关了进行仿真）

结构原理：

光敏二极管的结构与一般二极管相似。

它装在透明玻璃外壳中，其PN结装在管的顶部，可以直接受到光照射。

工作原理：

光敏二极管在电路中一般是处于反向工作状态，在没有光照射时，反向电阻很大，反向电流很小，反向电流称为暗电流，当光照射在PN结上，光子打在PN结附近，使PN结附近产生光生电子和光生空穴对，它们在PN结处的内电场作用下作定向运动，形成光电流。

光的照度越大，光电流越大因此光敏二极管在不受适当波长光照射时处于截止状态，受适当波长光照射时处于导通状态，如图2。

图2光敏二极管工作电路图

装置结构：

将两个光敏二极管安装于同学们进出的过道一侧，并间隔一定的距离L，在相对的一侧安装两个激光发射器，如图3。

图3装置结构图

工作过程：

当过道中无人员经过时，激光照射光敏二极管，使二极管导通，则图2中的电路导通，电阻RL两端高电压。

当过道中有人员通过时，二极管截止，RL两端低电压。

将两个传感器电路中RL电压变化产生的电压脉冲信号分别接入单片机的外部中断输入端／INT0与／INT1，触发中断程序，在中断程序中进行相应的操作，即可实现人数的加减计数。

注：

为满足单片机工作电平要求，图2电路中，电源E取5V，R取适当值。

3.软件电路设计

3.1工作原理

89C51单片机可以响应外部中断中断请求，外部中断源的中断请求信号可以从P3.2和P3.3（即／INT0和／INT1）引脚上输入，有电平或负边沿两种引起中断的触发方式。

本系统中利用负边沿触发方式，光敏二极管1电路中RL电压信号接／INTO，光敏二极管2电路中RL电压信号接／INT1。

工作过程：

进入--当有人员进入教室时，光敏二极管l首先被隔断，／INT0端首先产生负脉冲信号，引发单片机中断，在相应的中断程序中对计算人数的存储器R2进行加l计算，同时在程序中关闭／INTl的中断使能，这样就不会引起／INT1触发中断，并开始定时，在隔一定时间后利用定时中断打开／INT1中断使能。

出去--当有人员离开教室时，光敏二极管2光线首先被隔断，／INTl端首先产生负脉冲信号，引发单片机中断，在相应的中断程序中对计算人数的存储器R2进行减l计算，同时在程序中关闭／INT0的中断使能，这样就不会引起／INT0触发中断，并开始定时，在隔一定时间后利用定时中断打开／INT0中断使能，最终通过相应的LED显示程序显示的人数即当前教室里的人数了。

3.2程序流程图

3.2.1程序主流程图：

3.2.2加法流程图：

3.2.3减法流程图：

3.3汇编程序

ORG0000H

LJMPMAIN

ORG0003H

LJMPCT1

ORG000BH

LJMPYS

ORG0013H

AJMPCT2

GWEQU20h

SWEQU21H

BWEQU22H

QWEQU23H

MOV20H,#00H

MOV21H,#00H

MOV22H,#00H

MOV23H,#00H

MOVR2,#00H

MAIN:

SETBEX0;开INT0

SETBEX1;开INT1

SETBEA

JIA:

MOVR4,#00H;加法运算

MOVSP,#60H

MOVDPTR,#2100H

MOVA,#0EH

MOVX@DPTR,A

ACALLFB

LOOP1:

ACALLDIR

MOVA,R2

CJNEA,52H,BACK1

SJMPLOOP1

JIAN:

MOVR4,#00H;减法运算

MOVSP,#60H

MOVDPTR,#2100H

MOVA,#0EH

MOVX@DPTR,A

ACALLFB2

LOOP2:

ACALLDIR

MOVA,R2

CJNEA,52H,BACK

SJMPLOOP2

CT1:

CLREX1

MOV52H,R2;关INT1

INCR2

MOVTMOD,#01H;T0选择定时器方式1工作

MOVTH0,#0BH;装入初值

MOVTL0,#0DCH

SETBET0;开T0中断

SETBTR0;启动中断

BACK2:

MOVA,P3

CJNEA,#0FFH,BACK2;判断按键是否弹开，避免1人多次计数

LJMPJIA

BACK:

RETI

CT2:

CLREX0;关INT0

MOV52H,R2

DECR2

MOVTMOD,#01H

MOVTH0,#0BH

MOVTL0,#0DCH

SETBET0

SETBTR0

BACK3:

MOVA,P3

CJNEA,#0FFH,BACK3

LJMPJIAN

BACK1:

RETI

YS:

SETBEX0

SETBEX1

RETI

FB:

MOVR1,#79H

MOVR3,#02H

LP2:

CJNER2,#10,JIN;加法进位程序

MOVR2,#00H

INCSW

MOVA,SW

CJNEA,#10,JIN

MOVSW,#00H

INCBW

JIN:

MOVA,R2;加法显示程序

ANLA,#0FH

MOV@R1,A

INCR1

MOVA,SW

MOV@R1,A

INCR1

MOVA,BW

MOV@R1,A

INCR1

MOVA,QW

ANLA,#0FH

MOV@R1,A

RET

FB2:

MOVR1,#79H

MOVR3,#02H

LP22:

CJNER2,#0FFH,TUI;减法借位程序

MOVR2,#09H

DECSW

MOVA,SW

CJNEA,#0FFH,TUI

MOVSW,#09H

DECBW

MOVA,BW

CJNEA,#0FFH,TUI

DECQW

TUI:

MOVA,R2;减法显示程序

ANLA,#0FH

MOV@R1,A

INCR1

MOVA,SW

MOV@R1,A

INCR1

MOVA,GW

MOV@R1,A

INCR1

MOVA,QW

MOV@R1,A

RET

DIR:

MOVR0,#79H；LED显示控制程序

MOVR5,#20H

MOVA,R5

LD0:

MOVDPTR,#2103H

MOVA,#00H

MOVX@DPTR,A

MOVDPTR,#2102H

MOVA,@R0

ADDA,#14H

MOVCA,@A+PC

DIR1:

MOVX@DPTR,A

MOVA,R5

MOVDPTR,#2103H

MOVX@DPTR,A

MOVR7,#02H

ACALLDL

INCR0

MOVA,R5

JBACC.0,LD1

RRA

MOVR5,A

AJMPLD0

LD1:

RET

DSEG0:

DB3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH

DSEG1:

DB7DH,07H,7FH,6FH

DL:

MOVR6,#0FFH

DL6:

DJNZR6,DL6

DJNZR7,DL

RET

END

4.电路调试

1.接通电源，观察LED初值是否显示“0000”。

2.把INT0开关置低电平，进行人员进入教室模拟统计，观察LED显示是否能进行加一计数并稳定显示。

3.把INT1开关置高电平，进行人员外出教室模拟统计，观察LED显示是否能进行减一计数并稳定显示。

4.进行多人数统计的模拟，即多次点击INT0开关，来检验十位、百位乃至千位的进位、退位程序是否正确。

5.仿真结果

6.实验感想

开始阶段的第一项工作就是相关资料的查阅以及仿真软件的调试，并大致决定了电路的相关设计。

第二项工作是自学proteus进行电路仿真和keil程序调试。

第三项工作是将所查资料进行仿真，程序和电路图分别正确，将程序导进电路图中时就出现错误，而这时候就需要我们去反复看程序，真正动脑子去思考如何解决这些难题，而这也是与平时做作业、听课完全不同的学习方式，能够真正让人受益，学到更多。

7.参考文献

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北京航空航天大

学出版社，2002；

[2]张肃文.高频电子线路[M]．北京：

高等教育出版社,1984：

50-51

[3]MAXIN公司.MAX038技术资料[Z]．2002．

[4]丁元杰.单片微机原理及应用[M]．北京：

机械工业出版社，2005：

25-39

[5]常新华.高频信号发生器原理[M]．北京：

电子工业出版社，2007：

32-43

[6]解月珍.信号产生电路[J]．电子应用技术，2003,19（3）：

5-12

[7]聂汉平.高频精密函数波形发生器设计[J]．国外电子元器件

2001

（1）：

63-66．

[8]李琳.单片高频函数发生器MAX038及其应用[J]．现代电子技

术，2003,12

（2）：

15-17．

[9]沈红卫.单片机应用系统设计实例与分析[M]．北京：

航空航天大

学出版社,2011：

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[10]江太辉.高频波形发生器的特性[J]．信息技术报，2009，6（3）：

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