教室人数统计.docx

1、教室人数统计目录1.目的和意义 11.1设计目的及意义 11.2设计内容 11.3设计要求 12.硬件电路设计 12.1设计思路 12.2单片机电路如图 22.3光敏二极管传感器 23.软件电路设计 33.1工作原理 33.2程序流程图 43.2.1程序主流程图 43.2.2 加法流程图 53.2.3 减法流程图 53.3汇编程序 64.电路调试 95.仿真结果 106实验感想 107参考文献 111.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

2、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LE

3、D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ah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1 Proteus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

4、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

5、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

6、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 ORG 0000H LJMP MAIN ORG

7、 0003H LJMP CT1 ORG 000BH LJMP YS ORG 0013H AJMP CT2 GW EQU 20h SW EQU 21H BW EQU 22H QW EQU 23H MOV 20H,#00H MOV 21H,#00H MOV 22H,#00H MOV 23H,#00H MOV R2,#00HMAIN: SETB EX0 ;开INT0 SETB EX1 ;开INT1 SETB EAJIA: MOV R4,#00H ;加法运算 MOV SP,#60H MOV DPTR,#2100H MOV A,#0EH MOVX DPTR,A ACALL FBLOOP1: ACALL

8、DIR MOV A,R2 CJNE A,52H,BACK1 SJMP LOOP1JIAN: MOV R4,#00H ;减法运算 MOV SP,#60H MOV DPTR,#2100H MOV A,#0EH MOVX DPTR,A ACALL FB2LOOP2: ACALL DIR MOV A,R2 CJNE A,52H,BACK SJMP LOOP2CT1: CLR EX1 MOV 52H,R2 ;关INT1 INC R2 MOV TMOD,#01H ;T0选择定时器方式1工作 MOV TH0,#0BH ;装入初值 MOV TL0,#0DCH SETB ET0 ;开T0中断 SETB TR0

9、;启动中断BACK2: MOV A,P3 CJNE A,#0FFH,BACK2 ;判断按键是否弹开，避免1人多次计数 LJMP JIABACK: RETICT2: CLR EX0 ;关INT0 MOV 52H,R2 DEC R2 MOV TMOD,#01H MOV TH0,#0BH MOV TL0,#0DCH SETB ET0 SETB TR0BACK3: MOV A,P3 CJNE A,#0FFH,BACK3 LJMP JIANBACK1: RETIYS: SETB EX0 SETB EX1 RETIFB: MOV R1,#79H MOV R3,#02HLP2: CJNE R2,#10,JI

10、N ;加法进位程序 MOV R2,#00H INC SW MOV A,SW CJNE A,#10,JIN MOV SW,#00H INC BWJIN: MOV A,R2 ;加法显示程序 ANL A,#0FH MOV R1,A INC R1 MOV A,SW MOV R1,A INC R1 MOV A,BW MOV R1,A INC R1 MOV A,QW ANL A,#0FH MOV R1,A RETFB2: MOV R1,#79H MOV R3,#02HLP22: CJNE R2,#0FFH,TUI ;减法借位程序 MOV R2,#09H DEC SW MOV A,SW CJNE A,#0F

11、FH,TUI MOV SW,#09H DEC BW MOV A,BW CJNE A,#0FFH,TUI DEC QW TUI: MOV A,R2 ;减法显示程序 ANL A,#0FH MOV R1,A INC R1 MOV A,SW MOV R1,A INC R1 MOV A,GW MOV R1,A INC R1 MOV A,QW MOV R1,A RET DIR: MOV R0,#79H ；LED显示控制程序 MOV R5,#20H MOV A,R5LD0: MOV DPTR, #2103H MOV A,#00H MOVX DPTR,A MOV DPTR,#2102H MOV A,R0 AD

12、D A,#14H MOVC A,A+PCDIR1: MOVX DPTR,A MOV A,R5 MOV DPTR,#2103H MOVX DPTR,A MOV R7,#02H ACALL DL INC R0 MOV A,R5 JB ACC.0,LD1 RR A MOV R5,A AJMP LD0LD1: RETDSEG0: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DHDSEG1: DB 7DH,07H,7FH,6FHDL: MOV R6,#0FFHDL6: DJNZ R6,DL6 DJNZ R7,DL RETEND4.电路调试1.接通电源，观察LED初值是否显示“0000”。2.把INT

13、0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

14、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 1张俊谟.单片机中级教程-原理与应用M.北京：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,2011：29-37 10江太辉. 高频波形发生器的特性J信息技术报，2009，6(3)：10-31