基于单片机的人数统计系统毕业设计

本科毕业论文（设计）题 目：基于单片机的人数统计系统摘要本文设计了一个基于单片机的人数统计系统，他可以通过光电开关统计教室的人数，并把实时的人数在 LCD1602 液晶屏上显示，另该系统还配备了一个时间显示的功能，可显示当前的年、月、日、小时、分种、秒等时间信息，时钟芯片采用的是 DS1302.DS1302能存储时间信息，并且时间可以掉电保存。关键词 单片机； LCD1602；人数统计；DS1302AbstractThis paper designed a system based on single-chip microcomputer, the number of statistics, he can through the photoelectric switch statistic the number of the classroom, and the number of real-time in the LCD1602 display on the LCD panel, the system also equipped with another time display function, can display the current year, month, day,hours, minutes, seconds time information, such as clock chip USES is DS1302. DS1302time information can be stored, and time can be saved when power supply drop.Key words single chip microcomputer LCD1602 The number of statistics DS1302目 录摘要 1Abstract2第 1 章 绪论 51.1 目的和意义 51.2 研究概况和发展趋势 51.3 本系统主要功能 5第 2 章 总体方案论证与设计 72.1 主控模块的选型和论证 72.2 显示模块的选型和论证 72.3 时钟芯片的选型和论证 82.4 人数统计模块的选型和论证 82.5 系统整体设计概述 9第 3 章 系统硬件电路设计 103.1 主控模块 103.1.1 STC89C52 单片机主要特性 103.1.2 STC89C52 单片机的中断系统 113.1.3 单片机最小系统设计 123.2 LCD 液晶显示器简介 123.2.1 液晶原理介绍 123.2.2 液晶模块简介 133.2.3 液晶显示部分与 STC89C52 的接口 133.3 键盘模块设计 133.4 时钟模块的设计 143.4.1 DS1302 概述 143.4.2 DS1302 内部 RTC 和 RAM 地址分配 143.4.3 DS1302 时钟和日历 153.4.4 DS1302 时钟电路设计 163.5 人数检测模块设计 163.5.1 光电开关工作原理 163.5.2 光电开关电路设计 163.6 硬件总体连接图 17第 4 章 系统软件设计 184.1 系统软件总体设计 184.2 程序设计原理 19第 5 章 系统调试 205.1 硬件调试 205.2 软件调试 205.3 系统检测 21结 论 22参考文献 23致 谢 24附录 25附录一：系统整体原理图 25附录二：系统仿真图 25附录三：元件清单 26附录四：系统源程序 27第 1 章 绪论1.1 目的和意义在生活中，学校、火车站、银行、商场、公交车等人员流动比较大的地方，如果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，但如果设计一款人数统计器，实时显示教室人数的话，考勤也变得方便；在火车站等人员较多的地方，如果可以实时统计室内人数，那么可以减少不必要的排队及拥挤。在公交车上，如果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活是很有意义的，可以提高我们的生活质量。1.2 研究概况和发展趋势计数器从发明以来，在不断地发展，如今，市场上已经出现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，即人体必须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，之后出现了非接触式的，人体通过就可以计数，但也不是很精确，必须配备一定的设备才可以提高精确度。发展到现在，人数统计的发展趋势是红外线统计，它的距离可以更远，即：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，方便警察办案。1.3 本系统主要功能本系统设计可以实现以下几种功能：（1）可以统计场所来往的人数并进行相应的加减，计算出室内实时人数，并显示在液晶屏幕上。（2）单片机可以采集 DS1302 的数据，通过数据传输将当时的年、月、日、时、分、秒显示在液晶屏幕上，用户可以使用按键设置时间，时间可以自动更新，系统不供电时，时钟芯片依然可以由后备纽扣供电，使其掉电时保存时间，下次上电时，时间依然准确。（3）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。第 2 章 总体方案论证与设计根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讨论分析。2.1 主控模块的选型和论证方案一：如果本设计使用单片机 MSP430，它是 16 位超低功耗的混合信号处理器。功能比较强大，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。方案二若使用 51 系列的单片机，该 8 位、32 个 IO 口单片机具有高可靠性，超低价，无法解密，高性能等特点，而且 STC 系列的单片机可以在线编程、调试，方便地实现程序的下载与整机的调试，比较适合本设计这样一般的设计。由上所述， 51 系列单片机比较适合本设计。2.2 显示模块的选型和论证方案一：采用点阵式数码管显示，它是八行八列的二极管排列组成的，显示文字要适合一点，若显示数字有点浪费其资源，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：采用 LED 数码管显示，有以下优点：价格一般，适用于显示数字，它的显示是采用动态扫描法，连接单片机时，占用单片机接口线也少。其缺点是：数码管动态扫描时要使用 74LS164 移位寄存器进行移位，移位寄存器的使用会给电路的调试带来很多的障碍。方案三：采用 LCD1602 液晶显示屏，其显示屏可以显示两行，对于文字，图像，数字都可以显示，对于本设计也刚好够用，价格也适中。与单片机连接时接口线较多，有利于系统调试。由上分析， LCD1602 液晶显示屏比较适合本系统设计2.3 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，节约了成本，但是，对于闰年及每月天数的不同来说就不太准确了，对于实时时间的实现误差较大，不可以较精确的计数。方案二：这里用 DS1302 时钟芯片实现时钟，DS1302 的性能比较高，功耗比较低，并且内部有31*8 的 RAM 的实时时钟电路，DS1302 可以计时年、月、日、时、分、秒等，可以将每个月的 31、29、28 或 30 天进行加与减的操作，使时间显示更加准确，也可对闰年进行补偿，其工作在 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提供充电，使时钟继续运行，当下次使用时时钟依然是准确时间。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：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。这种方案不好控制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：根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，会挡住光电开关，光电开关输出的电平会由高电平变为低电平，可以由电平变化的先后顺序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。2.5 系统整体设计概述本设计的核心控制芯片为 89C52 单片机，其功能是：对键盘，显示模块，时钟模块，光电开关统计人数模块进行控制与运行。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。主控芯片单片机光电计数器 2光电计数器 1液晶模块L C D 1 6