客流量计数器设计与制作..

1、禺初/5油*褂本科毕业设计（论文）题目客流量计数器的设计与制作学生姓名 陈帅 学 号1107030162教学院系 专业年级指导教师单 位辅导教师龙红电气信息学院电子信息工程2011级西南石油大学完成日期 2015 年 5 月 29 日Southwest Petroleum UniversityGraduation ThesisThe design and production of passenger flow counterGrade: 2011Name: Chen ShuaiSpeciality:Electronic and Information EngineeringInstructo

2、r: Long HongSchool of Electrical and Information2015-5摘要随着社会发展十分迅速人们生活质量不断的提高，基于STC89C51单片机计 数器无疑成为商场、超市等公共场所对管理层可利用计数器对人数统计系统了解 顾客行为，通过对客流量的检测和统计，可以发掘客流的内在规律，从而为公 司制定和调整经营策略、公关策略、促销策略、价格策略、商品进货选择、商 场布局、服务方式和内容等提供客观、科学的依据等。是管理层追求的目标之 一，它所给人的管理提供了方便，就以商场顾客流量计数器举一个例子，它可以 给商场提供商机有利于商家对人流量大的区域进行了解。现在商场对

3、计数器有了 依赖所以对它的的功能要求越来越高，所以客流量计数器要求设计出更好的更方 便更齐全的功能设施就需要数单片机技术入手，逐渐从数字化控制到智能化控制。 现在基于单片机设计出的客流量计数器有着计数方便和计数准确的优点，目前己 在许多行业中得到广泛应用。数字计数器有主要有两种形式，一种是接触式另一种是非接触式，在当今， 非接触式红外计数器得到了普遍的使用。本设计主要采用单片机來控制各单元电 路实现光控计数的。本设计由红外光电计数电路、STC89C51单片机系统电路、 复位电路和数码显示电路组成，首先由红外对管计数电路将接收的信号转换为 电脉冲信号，由单片机计数，再由数码管显示数目的增加或减少

4、，实现自动计 数的功能。关键词：自动计数；单片机；数码管AbstractWith the continuous impiovenieiit of living standards, SCM is one of the goals that people pursue, it bungs convenience is not negative, the customer flow counter is a typical example,but peoples requuements more and more high, to modern scientific research, work,

5、 life.piovide better and more convenient facilities need to start with a number of single-chip teclmologv, all towaid digital contioL mtelligent control. The product automatic counter based on single clup miciocomputer has the advantages of mtuitive and accurate count, and has been widely used in va

6、rious mdustnes. digital counter has a vaiiety of fonns, general contact and non-contact two、m the development of science and teclmologv today, non-contactuifiared counter is widely usedThis design uses a pau- of liifiaied transmitting and receiving tubes as mfiared counter signal detection head, has

7、 the advantages of low cost, good anti-inteifeience peiibrmance, simple stnicture, convement opeiation etc.The guidmg ideology is usmg mfiared lunuiiescence tubes launch infiared. mfiared receiving tube receivmg this mfiared, and put the amplification, rectifief fomi low level signals. When someone

8、or sometliuig blocking mfiared, receiving tube without receiving mfiared signaL amplifier output high level, at the same tune will the level signal into SCM control counted, and making digital tube display Numbers. So get to statistics, the number of people or things.Keywords: Automatic counting, MC

9、U, Digital tube1绪论 错误!未定义书签。1.1课题设计的背景错误!未定义书签。1.2课题设计的意义 错误!未定义书签。1. 3课程设计的主要内容与要解决的问题错误!未定义书签。1.4国内外设计的概况错误!未定义书签。1.4.1国内现状及趋势错误!未定义书签。1.4.2当今使用客流量计数器的特点错误!未定义书签。2本设计总体设计方案错误!未定义书签。2.1设计功能 错误!未定义书签。2.2设计要求 错误!未定义书签。2.3题目分析错误!未定义书签。2.4整体构思 错误!未定义书签。2.5方案论证与比较错误!未定义书签。2.5.1设计的思路错误!未定义书签。2.5.2光电检测模块错

10、误!未定义书签。2.5.3显示模块错误!未定义书签。2.6方案比较 错误!未定义书签。2. 7本设计总体设计方案错误!未定义书签。2.7.1硬件部分 错误!未定义书签。2.7.2软件部分 错误!未定义书签。3硬件电路的设计与计算 错误!未定义书签。3.1主要元器件概述错误!未定义书签。3. 1. 1 STC89C51单片机的引脚及其功能 错误!未定义书签。3.1.2数码管错误!未定义书签。3.1.3光电式传感器（光电开关）E18-D80NK 错误!未定义书签。3.2单片机系统 错误!未定义书签。3.2.1时钟电路选择 错误!未定义书签。3.2.2时钟电路元器件选型及参数计算错误!未定义书签。3

11、.2.3复位电路选择 错误!未定义书签。3. 2. 4复位电路元器件选型及参数计算错误!未定义书签。3.3数码管显示电路错误!未定义书签。3.4蜂鸣器电路的设计与计算错误!未定义书签。3. 4.1电路选择错误!未定义书签。3. 4.2元器件选型及参数计算错误!未定义书签。3.5按键电路的设计与计算错误!未定义书签。3. 5.1电路选择错误!未定义书签。3. 5.2元器件选型及参数计算错误!未定义书签。3.6 LED灯电路的设计与计算错误!未定义书签。3. 6.1电路选择错误!未定义书签。3. 6.2元器件选型及参数计算错误!未定义书签。3.7硬件总电路图错误!未定义书签。4软件设计及编程错误!

12、未定义书签。4.1软件设计功能框图错误!未定义书签。4.2软件设计流程框图错误!未定义书签。4.2.1主程序错误!未定义书签。4. 2.2数码管显示程序设计错误!未定义书签。5系统调试及分析错误!未定义书签。5.1硬件电路调试及结果分析错误!未定义书签。5.1.1电路调试错误!未定义书签。5.1.2对单片机的单元电路测试及结果分析错误!未定义书签。5.1. 3对显示电路的测试及结果分析错误!未定义书签。5.1. 4对蜂鸣器电路的测试及结果分析错误!未定义书签。5.1. 5最小系统测试结果及其分析错误!未定义书签。5.2系统仿真错误!未定义书签。5.3测试结果错误!未定义书签。5.4测试结论错误

13、!未定义书签。6结论及展望错误!未定义书签。6.1结论错误!未定义书签。6.2展望错误!未定义书签。6.3结束语错误!未定义书签。II致谢错误!未定义书签。参考文献错误!未定义书签。附录一主电路图34附录二PCB板错误!未定义书签。附录三实物图错误!未定义书签。附录四源程序错误!未定义书签。客流量计数器的设计与制作1绪论1.1课题设计的背景当今客流量计数器对人们的生产和生活有十分重要的作用，所以客流量计数器发 展的十分迅速，而客流量计数器的产品的从数字化计数逐渐到人性化、智能化以及自 动化的计数的发展，当今虽然客流量计数器己经十分成熟了，但是它发展潜力非常大。 因为首先由于人们生活质量的提高，

14、人们开始去追求更方便、更智能、更快捷的产品, 其次计数器被发明出來己经有几百年历史了，经过几百年的设计者的不断研究设计计 数器的发展己经十分成熟了，而且计数器技术产品功能也更加齐全以及应用范围更 广，最后客流量计数器发展对商场、工厂等人流量大的公共场所进行管理和策划能够 提出参考依据，客流量计数器产品现在无疑为工厂、商场、超市等用來制定管理和防 止安全事故发生提供便利，但是人们对它的要求愈来愈高，所以计数器产生的种类也 非常多如湿度计数器、交通管理计数器、温度计数器、等。因此计数器的应用范围也 越來越大如对土地湿度的检测、产品计件、商场人流量计数、温度的计数、超市、工 厂、生产计件等行业。本设

15、计是将客流量计数器安装在公共场所的入口处和出口，并 由红外光电传感器检测是否有人或物的进出并产生电平脉冲在单片机内进行加减计 数输入LED数码管上显示。1. 2课题设计的j本设计是为了统计解决一些人流量过大公共场所提供管理的参考依据也可以为 公司制订方案以及调整怎么去经营、因此客流量对人们的生活有着重要的意义，例如 现今的贸易信息不断改变，怎么才能在短的时间中就对市场变化就做出快速准确的反 应，并且最大限度的节省商业成本，从而完成高效的贸易运营管理己经成为贸易运营 成败的核心要素。避免客流量过多而发生的安全事故，也可以进一步掌控人流量多的 场所的情况；在商场的人群的流量入口和人流方向计数，可以

16、提供商业参考是否合理; 经过统计各人流量多的区域，那么就可以对整个场所进行合理布置提供科学依据；经 过对人流量的统计，什么时候人员流量大、什么地方人员流量这可以对商业信息提供 参考的依据。根据人口的变化可以在某一定的时间内的一个区域的交通状况的进行准 确判断，并对的物业管理以及操作、维修、安全及对其旅客合理调配提供参考。并且 西南石油人学本科毕业设计（论文）还可以减少了财产损失。因此，对于客流量计数器深入研发与设计，是非常重要的。设计的效果有很高的 实用性能并给人们生活和管理带來了方便；客流量计数器不仅可以计数人流量的数 据，还可以对工业产生影响，因为有了这个计数器工厂可以对生产产品进行调整。

17、而 且还能用这些数据给工人发工资做依据。1. 3课程设计的主要内容与要解决的问题用于单片机做计数器的主要内容是，对光电检测电路的选择，用STC89C51单片 机是用查询法还是中断法进行计数显示的控制、选择的是一位、二位或四位一体的数 码管。本设计中要解决的是在STC89C51工作运行是防止电路的干扰、LED数码管显 示的稳定和消除按键的抖动14国内外设计的概况1.4.1国内现状及趋势目前我国市场上基于单片机设计的计数器种类很多，我国对计数器的设计到目前 为止己经有30多年的历史了，对于计数器初期设计的目标是用來测量范围、测量准 确率和稳定度等。然而经过多年的不断研究和开发制作计数器技术也己经十

18、分成熟 To因此对计数器的应用功能得到了扩展，计数器的价格的高低不同的计数器有着不 同的要求如对技术含量不高的产品要求实用特点是使用方便、价格便宜、测量广泛、 稳定性好等，除通常计数器所拥有的功能外，还要有时间，日期等功能。目前，柜台 的产品全部都是非接触式计数器计数触发方式在人流量计数器。随着非接触式的计数 器的发展而接触式计数器也慢慢的在各个公共场所中被淘汰。现在市场基于单片机设 计的客流量计数器的主要设计电路主要是使用的是单片机计数的功能，它的硬件简 单，软件设计较为复杂，它的硬件是以单片机为主要的控制核心单元再加上外围电路, 设计成一个硬件简单功能十分多的自动计数器。因此要对它准确率，

19、计数范围进行改 进，防止电路干扰和计数显示器的稳定性是目前国内客流量计数器制造商研发商应该 主要考虑的课题。1. 4. 2当今使用客流量计数器的特点3客流量计数器的设计与制作当今的市场，客流量计数器的产品有许多类型，不同类型的客流统计器针对不同 客户的需要，这些产品主要有哪些，它们的特点的主要说明如下：1、用人來对进出人数进行计数优点：可以用在比较小的的地方，几乎没有成本，用人來计数可以让人在心里感 到放心。缺点：用人工计数时间不能太长，时间长了计数会就会记错。2、直线式的红外传感器优点：可以区分有温度的生命和无温度的生命。缺点：分别它的分别能力比较差，不能分别出一个或多个人，因此它误差率较大

20、。3、主动式红外计数器优点：价格相对较低。缺点：这个红外计数器它不能对人和物体分辨，如果人多只能检测到一个人它的 限制性大，只能用于窄小通道。4、被动式红外顶置帘优点：能区分对象是否有生命。缺点：对行走方向无法辨别；计数多有重叠；误差率很大。5、视频检测系统优点：这种系统安装方便，十分隐蔽；而且还可以和保安系统相连。缺点:对它检测造成干扰的有亮度、光照条件变化和人流量密集程度；并且不可 以在黑暗的地方使用；计数区域容易重叠的；导致计数误差，并且价格昂贵。西南石油人学本科毕业设计（论文）2本设计总体设计方案2.1设计功能本设计客流量计数器的目的是用于人流量多少來自动计数，通过红外光电传 感器对它

21、的检测，使单片机的定时功能启动，根据红外光电传感器在安装两道们 一道进门，一道出们。在数码管显示计数的加减。并且能够掌控活动现场的情况, 对超市、商场进出的人群流量能够及时的用数字显示处來。2. 2设计要求1、进入的人数统计，并用二位数码显示；2、现场的人数统计，并用二数码显示；3、现场超过预定人数，则报警；2.3题目分析现在由于社会发展很快人们会到各地景点或商场去消费，所以要对这些人流量大 的地方进行限人以免造成安全事故和对环境的破坏，所以，设计了两道门的设计，要 求一路光控对进门人数的识别，一路光控对现场人数的识别、设计出由计数、显示驱 动等电路组成的客流量计数器，能帮助公共场所人流量大的

22、地方进行计数显示并且进 行有效的管理。本设计是当有人或物通过装有红外光电传感器的门时，触发光控电路 由高电平变成低电平，然后输入单片机po 口产生触发脉冲使计数器可以进行加减计 数，由于可以对人数的限制所以要设定一个最大的人数如果超过了最大的数量就报 警。2. 4整体构思本设计我的主要想法首先要有单片机最小系统、红外光电传感器的检测电路、三 极管驱动蜂鸣器的报警电路、用单片机直接驱动数码管显示、独立按键电路构成，其 结构如图2. 1所示：5客流量计数器的设计与制作图2. 1整体流程结构图红外光电传感器检测有没有人进出的时候，这个整体的红外光电传感器变成低电 平的脉冲输入到单片机P1 口，通过单

23、片机计数在P0的10 口低电平触发，然后自动 计数启动定时器时设定好初始值后启动定时器就会自己在一段时间内进入，然后在数 码管显示计数的数字。当电路断电了然后从新接入电源，这个系统就自动复位了，数 据清除乂从00开始计数了。2.5方案论证与比较2. 5.1设计的思路设计将商场或景点都设计两门一个是进门一个是出门所以要设计两路红外光电 传感器，当有人经过检测的进门或出门的时候，红外光电传感器检测并产生电脉冲信 号然后让单片机接收到并进行记数。然后通过单片机P0与数码管段码和P2 口与数码 管的位码连接，最后能在数码管显示进入和现场人数。此方案原理方框图如图2.1 所示。;数零I 加计清等能 单片

24、机数码显示（个位显示电路红外光电 传感器2数码显示（十位图2. 1系统整体原理图西南石油人学本科毕业设计（论文）2. 5.2光电检测模块方案一选用的红外光电传感器是一种将光电传感器的集成，它是将发送器和接收器结合 一个整体。检测距离可以根据要求进行调节。这个红外光电传感器它受到关照的影响 小、操作使用方便、电路对它的干扰小等特点，可以在人流量大的场合中使用。方案二选用激光对射与传感器当被人或物进出时被遮住了来检测人的进出；它的优点是 准直性好，测试的距离远。缺点是：它输出信号复杂不好釆集其此是价格较高。方案三选用红外发射二极管和NE555模块组成的发射模块以及红外接收二极管和LM547 模块组

25、成的红外接收模块光电检测模块。缺点：电路设计难度大，对编程要求高，对 电路的干扰性大。2. 5. 3显示模块方案一选用LED数码管显示，因为数码管对电压要求低，并且数码管使用时间长，还有 他功耗低，损耗低，价格便宜。还有数码管还可以光照强度大的环境下工作，能够适 应任何环境，数码管容易检测和维护，数码管使用时它的精度比较高，软件编程比较 容易，对单片机的资源占用较少。方案二选用LCD液晶作为计数器的显示屏显示，由于它对编程能力要求高，考虑的显示 的信息量大，而且对电路的干扰性大的一个整体，它有多种功能，还可以节省电力的 使用，无偏风险，因为本设计需要的信息量少，制作简单，电路对它的干扰小的特点

26、。 但是本设计只显示两位的数字，使用的信息量少，以免照成浪费。2.6方案比较比较以上三种方案的优缺点，方案二采用的是激光对射和液晶显示屏组成的计数 它们的缺点是激光设备价格昂贵，输出信号比较复杂，不利于釆集，由于显示的是两 #客流量计数器的设计与制作位的数字，信息量小因此实用液晶显示成本有点高而方案一比较灵活，成本较低，制 作较为简单，所以釆用51系列单片机作为控制单元，使用软件编程来解决计数器加 减计数，这样能使用的硬件少，做出來的硬件实物简单整洁。并能对电路更好的编程 能实现设计的要求，因此我最终选择方案一作为本课设的方案。2. 7本设计总体设计方案采用STC89C51单片机作在电路中为核

27、心控制单元，按键电路是为了设置计数的 人数，时钟电路和复位电路是单片机工作的必要条件，直接用单片机驱动LED数码管, LED数码管显示信息的工作方式为首先用红外发射电路和红外接收电路为一体红外 检测单元检测是否有人或物进出数，产生低电平被单片机触动脉冲然后计数、最后通 过单片机P0 口直接驱动数码管LED显示器P2 口接数码管LED的位选码，然后完成 最后的显/Jlo2. 7.1硬件部分本设计在Protel软件画图，P1 口接按键电路每个按键功能都是独立的、单片机 时钟电路、复位电路、单片机直接驱动LED显示电路P0 口接段码P2 口接位选码、 用三极管驱动蜂鸣器报警的电路它们的功能是：按键输

28、入电路：提供按键信号单片机时钟电路、复位电路：单片机正常工作的需要LED显zh电路：显小计数的加减值报警电路：是三极管驱动蜂鸣器，它连接一个电阻这个电阻有限流的作用。2. 7. 2软件部分软件控制程序由主程序和数码管显示程序，设置计数报警程序三部分，其主要实 现计数加减、键盘扫描、LED显示，设定超值就报警等功能。西南石油人学本科毕业设计（论文）3硬件电路的设计与计算3.1主要元器件概述3.1.1 STC89C51单片机的引脚及其功能PDIPCT2) P-1.0 C cT2：ex pi. 1 cP1.2 CPt. 3 u1.4匚 P1 5 r (MISO) Pt.6 C (SCK) R1.7

29、CRSTC(RXO P3.Q C P3.4. C 3.5 C戸3.6 匚 pa 7 厂XTAL2 LXTAL1 rGND匚 1234567890123456789111 1111 1112 vccn po.o (Aooj ZJ PO 1 (ADI) 2 RO 2 (AOS) PO 3 (AD3) ZJ PO a (ACM) P0.5 (ADS) P0.6 (AO6) PO T (AD7) Z) E3ArPP ALERO 二P2.S P2.4 (A12: R2 3 (Al 1 ZJ P2.2 (A1O P2 1 (A9) P2.0 (A8)图3. 1 STC89C51单片机引脚图vcc：供电电压

30、GND:接地P0 口：P0 口在单片机的32-39管脚，它是个8位的开漏型双向10 口它们每个10 口当 输出的时候最多可以驱动8个TTL输入口；当作地址/数据线用P0时可以直接用单片 机驱动输入，不加上拉电阻其他情况下场效应管开路，P0 口做输出；乂做输入口的 时候，要加上拉电阻。当单片机做的是上电复位时，那个P0 口就做输出口。P1 口：P1 口在单片机芯片上的1-8的管脚，P1 口有两种功能。当它做输入输出的时候 单片机P1 口因为它内部本身就有上拉电阻，它做输入输出时不需要接上拉电阻；当 单片机P1 口接上74系列的缓冲期的时候可以驱动4个LSTTL的电路，P1 口作为输 入，你必须先

31、写到引脚为高电平。此外，P1 口还有第二个使用功能。#客流量计数器的设计与制作表3. 1 Pl I I引脚功能引脚号第二功能P1.0T2 （定时器/计数器T2的外部计数输入），时钟输出Pl. 1T2EX （定时器/计数器T2的捕捉/重载触发信号和方向控 制）P1. 5M0SI （可以在系统编程）P1.6MISO （可以在系统编程）P1. 7SCK （可以在系统编程）P2 口：P2 口是在单片机的第21-28的管脚，当P2 口作为普通的的10 口的时候它的内 部也有上拉电阻如果做输入输出用的时候单片机外部可以不接上拉电阻，P2端口的 读/写外部存储器的地址/数据转换的多路复用器P2的结构，交换地

32、址/数据或内部地 址总线。P3 口：P3 口和Pl、P2 口都有相同的功能；它做输入输出的时候；由于它本生的内部就 有了上拉电阻，那么它在做为输入和输出的时候可以不用加上拉电阻就直接和其他的 器件连接起来。如果单独作为输出的时候，就必须需要高电平。端口引脚第二功能： 如表3.2所示。表3. 2 P3 I】引脚功能引脚号第二功能P3. 0RXD （串行输入口）P3. 1TXD （串行输出口）P3. 2INTO （外部中断0）P3. 3INT1 （外部中断1）P3.4TO （计时器0外部输入）P3. 5T1 （计时器1外部输入）P3.6W （外部数据存储器写选通）P3. 7RD （外部数据存储器写

33、选通）RST：该引脚是单片机芯片的第九脚，它代表是一个复位，它的电路需要连接一个1K 的电阻的10uF的电容，所以如果正常运行时间的引脚加一个较低的水平是必要的， 如果两个机器周期的高电平时间使单片机复位。ALE/PROG:这个引脚在单片机芯片的第三十个引脚，这个引脚的功能是它有地址锁存信号的 功能以及能在低8个字节锁存地址，并且可以访问外部存储器或数据存储器，当烧写 程序时可以使用这个引脚当作接收烧录启动信号PSEN：这个引脚在单片机芯片的第二十九引脚上，这个引脚的名称是外部程序存储器选 通信号，如果它在外部程序存储器取到值的时候就会产生一个负脉冲那么就实现了对 外部程序存储器有着读的操作，

34、其次假如单片机在外部程序存储器执行外部代码时， 所以，每一个机器周期被运行了两次，当这个引脚在对外部数据存储器进行访问的时 候，就不能被产生信号。EAAPP：这个引脚在单片机芯片的第三十一引脚上，它的名称是内外程序存储器，功能是, 当这个引脚接高电平的时候首先从单片机内部读取命令，如果程序的长度超过 FlasliROM的容量，它将外部程序存储器，该引脚可以直接在外部程序存储器的读。 这个引脚接低电平的时候就可以直接在外部程序存储器读命令了，此外这个引脚在烧 录程序的时候非常适合烧写电压。XTAL1：这个引脚在单片机芯片上的第十九个引脚，它接在一个22pF电容的一端由于，单 片机内部有一个高增益

35、的反向放大器使用内部时钟方式时必须接XTAL1的输入端。XTAL2：这个引脚在单片机芯片上的第十八个引脚，它接在另一个22pF电容的另一端；单 片机内部有一个高增益的反向放大器使用内部时钟方式时必须接XTAL2的输出端。3.1. 2数码管LED数码管显示器被称为7段数码管而它是用七个条状二极管构成的显示器， 由于二极管有正反因此它们的结构不相同，根据二极管组成时它们的不同方向，可以分为共阴极数码管和共阳极数码管。数码管是共阴极还是共阳极是由数码管的引脚公 共端的正负决定。采用几个二极管组成显示电路。LED为数码管显示面板，由于LED 数码管电流有点大的时候驱动它时需要用三极管或缓冲器作为驱动电

36、路，并且LED 数码管的接线需要看清楚是共阴极数码管还是共阳极数码管，由于LED数码管的结构 比较脆弱，通常会单独使用。但如果要驱动显示电路就是将需要驱动电流较大LED 数码管、需要驱动电路与控制电路组合而成一个LED数码管显示电路。事实上，电源 在单片机输入的是低电平，那么发光二极管不会点亮。LED数码管在工作，需要3.5V 以上的电压，D0、D7接单片机POD,作为显示数据的输入；位码1、2、3、4接单片 机P2.0、P2. 1、P2.2、P2.3 口，当单片机引脚做灌电流使用，当单片机引脚做低电 平时，对应的P0引脚也是高电平；需要占用8个P0I0 口段选，4个P2I0 口的位选 共用1

37、2个单片机I/O 口。共阴极数码管在P0 口驱动的时候，当P0 口输出为高电平 的时候必须接上拉电阻数码管亮电源经过上拉电阻，给数码管供电，P0 口的引脚， 儿乎不导电，数码管的亮度起决于上拉电阻的数值，P0 口输出为低电平的时候，数 码管就熄灭了，此时由电源经过上拉电阻P0引脚供电。本设计使用了一片四位LED数码管，它们拥有独立的位选端，所有相同的段选 端引脚公用，使用时将所有位选引脚接高电平，当给某一段段选引脚低电平时，该段 就被点亮。共阴、共阳数码管与单片机连接时需要看清段码和位码了解共阳数码管是 公共端接正极；共阴极数码管的公共端接地看的原理图如图3.2、3.3所示。将数码管 了解清楚

38、然后与单片机连接。图3. 2共阴数码管原理图图3. 3共阳数码管原理图由于设计的电路图不同，那么所用的元器件也会有不一样，因此在所选择的数码管也 有所差异。在电路中运用LED数码管时首先要了解共阴结构还是共阳的结构因为它们 各个引脚所对应的端口与导线的连接有区别。如图3. 4、3. 5所示。西南石油人学本科毕业设计（论文）g f - a b1 1 1 1 1a1fbgecd1 1 1 1 1g+ a bo d 十 c h图3.4共阴极数码管管脚示意图图3. 5共阳极数码管管脚示意图e d c h#3. 1.3光电式传感器（光电开关）E18-D80NK光电式传感器这中器件它的发射电路和接受电路都

39、是在一个整体，它和单片机的 10 口连接的时候需用低电平作为输入，如果接到高电平它的指示灯会一直亮不能对 单片机进行工作也无法对外来的人或物的进出做出判断。这种它可以检测到的距离最 大为80厘米，在做演示的时候检测时进出可以根据演示时具体的要求來对它进行调 节。这个红外光电传感器它受到关照的影响小、操作使用方便、电路对它的干扰小等 特点，可以在人流量大的场合中使用。由下图3.5实物图所示注。注意请不要不要将 引脚接错，否则会烧掉传感器。图3. 5光电式传感器（光电开关）E18-D80NK实物图这是个NPN型光电开关有红黄绿三条线，红色线接电源高电平、绿色线接地、黄 色线接单片机输出，它的工作状

40、态是0或1,也就是相当于数字电路的高电平与低电 平。如果能检测到人或物进出的时候红外光电就由高电平变成低电平成为电信号，如 果这个器件与单片机Pl、P2、P3相连接的时候；它们内部有上拉电阻；所以直接连 接器件；它们的原理如下：釆用红外光电传感器是正常的时候就是高电平的状态，当 它检测到外部的人进出就从高电平变为低电平，并且通过与单片机I/O连接时电平的客流量计数器的设计与制作变化來检测。图3. 7光电式传感器E18-D80NK原理图在使用中有几个问题要注意：1. 工作电压4.5V-5V低于4.5V不能工作.3.3V供模块不工作.状况是指示红灯一直亮!2. 这个红外光电传感器模块没有接反的保护

41、，如果正负接就会被烧坏，再接线路时一定 要仔细，确认没有接反后再上电，如果模块接反后被烧坏它的状况是后面面指示灯 一直亮，或是怎么也不亮3. 白色线做输入时与单片I/O 口连接的时候一定要设成输入状态，和51单片机连接准 LO那就把I/O设成1如P1.0=l注意不能设成0如P 1.0=0,设成0那么模块指示灯 会一直亮，模块不检测3. 2单片机系统下面的图是Protel软件绘制单片机最小系统电路图的使用，STC89C51芯片为核 心的电路控制单元，然后使用12MHz晶振和电容器两22pf大小的电容构造成时钟电 路的设计和在一个1K的电阻的使用与10uF电容联合使用电阻的一端要接地电容的一 端要

42、接5V的电压，构成复位电路复位电路，在使用12MHz晶振的时钟电路的设计装 置，两个22pF电容12MHz的晶振片时钟信号频率为6MHz,而对于这次的设计单片机 最小系统基本电路图如图3. 8所示。西南石油人学本科毕业设计（论文）U2STCECMML9SbmCXl C5 f空生咎發三w w w V V w SS%oso t-ZC L 寸 w C 一 u 鱼空企270 (OLhux 2E- (cl33999933333339333!|1图311显示电路图客流量计数器的设计与制作3.4蜂鸣器电路的设计与计算3. 4.1电路选择在本次设计中，需要设计一个报警电路所以需要驱动一个蜂鸣器，但是因为单片机

43、I/O端口的驱动蜂鸣器是不行的，不能直接驱动蜂鸣器。因此我设计报警电路的时候加了一个三极管来驱动蜂鸣器，其电路图如3. 12所示。彎-g 21ff S5EM 嘗 aM-s f s ffs 匡 -ww 屋負es ssSI2空s=.多图3. 12报警电路图3. 4. 2元器件选型及参数计算对蜂鸣器报警检测，驱动蜂鸣器报警要使用三极管，然后通过对声音用高电平在 改变端口，延迟修改调试声音的频率和修改声音的质量。当P3.5接的是高电平的时 候那么三极管就可以导通，而蜂鸣器的两端都是5V, P3.5接的是低电平时，三极管 没有工作了，那么蜂鸣器两端没有电压，那么蜂鸣器根据脉冲发出声音。而三极管相 当于一

44、个开关由蜂鸣器來控制的，解决了单片机电流不足的问题，需要占用第15单 片机引脚的I/O 口。3.5按键电路的设计与计算3. 5.1电路选择在案件电路中有矩阵方式和独立方式，在本设计中选择独立方式。电路图如图3. 13所示。下图为独立按键图中，每一个按键都接一个I/O 口都有不同的功能则它们的功能分别为：K0键表示设置计数键；K1键表示设置计数加键；K2键表示设置计数减键 标K3键表示复位清零键红外光电传感器1表示进入的人数红外光电传感器2表示出 去的人数。本设计是将按键电路都是设置成低电平才能工作，当没有对按键按下的时候，按 键和单片机引脚端口连接工作前全部都是高电平。如图3.13所示CINO

45、 _xlx 3Y.LX 目2 首fed C.-.X.3 狞M一 一ELld Em OKS.M=1图313按键电路图3. 5. 2元器件选型及参数计算如图3.13所示单按键没有按下时KEY处的电平为高，当按键按下时KEY处的电 平为低。需要占用6个单片机I/O 口。3.6 LED灯电路的设计与计算3. 6.1电路选择在本次设计的时候，需要将LED灯点亮，报警时候会闪烁；驱动这个发光二极管 那可以用单片机可以采用三级管作驱动也可以釆用直接驱动LED灯但本设计釆用的 是直接驱动LED。其电路图如3. 14所示。客流量计数器的设计与制作3. 6. 2元器件选型及参数计算如图3. 14所示，当发光二极管

46、接高电平时，这个电路没有导通所以发光二极管 不亮；当发光二极管接低电平时，这个电路导通了则发光二极管会亮。在本设计中串 联一个电阻是为了由于导通后LED灯两端电压过大防止烧坏LED灯，故和LED灯串联 了一个分压电阻如图3.5中的R3所示，需要占用1个单片机I/O 口。3.7硬件总电路图STC89C51单片机作为主控单元，工作的过程是是，现在按键上设置报警的人数然 后在红外光电传感器检测到的人或物，当检测到任何物时，红外接收电路的输出端会 产低电平脉冲信号。然后输入到单片机计数，然后检测启动定时器计数数码管段码连 接P0位码连接P2 口实现显示。本设计的电路图见附录一，用软件设计的PCB板见

47、附录二。4软件设计及编程4.1软件设计功能框图图4.1系统框图采用STC89C51单片是这个系统的主要控制单元，本设计编程软件要完成的功能 键盘电路的按键识别进行键值编码，可以设定报警的人数，用红外光电传感器检测然 后在数码管中显示场所进入人数和现场人数，设置设定值就报警，软件的功能划分软 件设计模块结构如图4.1所示。其中各个模块的具体任务是。程序初始化模块：对按键、数码管、定时器初始化。按键驱动模块：对各按键的功能进行简单的定义。输出报警模块：由于有设定值，超过设定值，蜂鸣器报警。数码管显示模块：根据和单片机连接定时计数，进行相应的数字显示。计数加减模块：根据两个红外光电传感器，一个是计数

48、加，一个是计数减西南石油人学本科毕业设计（论文）4. 2软件设计流程框图图4. 2系统总流程图系统开始后首先会对LED数码管进行初始化设置，定时器一初始化设置。接下 來对按键进行设置。设置最大的人数，然后用红外光电传感器进行检测是有人和物 通过然后通过数码管显示进入的人数和现场的人数，当现场的人数超过了设定的人#客流量计数器的设计与制作数时，蜂鸣器报警，最后使用按键进行清零或设置再來运行。4. 2.1主程序系统的软件部分主要由按键，报警，显示这几个部分组成。通电之后，系统首先 进行初始化，开始运行LED显示STC89C51芯片初始化的数值，设置按键的设定值， 调用按键处理子程序，通过红外光电传感器判断有无人进