1、圖書館出入人員計數(shù)器設計技術報告院系名稱： 電子通信與物理學院 專業(yè)名稱： 電子與通信工程 隊員姓名：隊員1：盧興 隊員2： 隊員3： 完成日期 2016年05月16日圖書館出入人員計數(shù)器設計技術報告1 設計目的圖書館出入人員數(shù)是圖書館管理不可缺少的數(shù)據(jù),通過它可以獲得圖書館的運行狀況。紅外傳輸技術是廣范應用的短距離傳輸技術，利用它的反射原理便可以對圖書館的出入人員進行統(tǒng)計。因此為了精確的統(tǒng)計圖書館的出入人員，我們設計了一個基于紅外傳輸技術的圖書館出入人員計數(shù)器2 設計要求1) 任何一紅外對管能夠檢測到有人走過，并將計數(shù)顯示出來；2) 當障礙物依次從紅外發(fā)射管1到2走過的時候，人員數(shù)加1；3)

2、 當障礙物依次從紅外發(fā)射管2到1走過的時候，人員數(shù)減1；4) 要求分別統(tǒng)計和顯示進去的人員人次、出來的人員人次、里面逗留的人員人數(shù)；5) 當逗留人員超限時報警（如100人）。6) 充分發(fā)揮兩對紅外對管的功能,實現(xiàn)當人員走到一半再返回,則計數(shù)不變功能；7) 為保證系統(tǒng)穩(wěn)定性，連續(xù)兩次及以上只經(jīng)過紅外對管1或2時，不計數(shù)。待再次從第1、2對紅外管經(jīng)過時，正常計數(shù)。3 設計內容本文設計一種基于stc89c52單片機的紅外線圖書館出入人員計數(shù)器，利用2組紅外發(fā)射接收對管對進入圖書館的出入人員進行計數(shù)，然后把計數(shù)值送入單片機進行分析，計算出進入、出去以及逗留人數(shù)信息，并將相關數(shù)據(jù)送到顯示器顯示。以達到實

3、時統(tǒng)計進入圖書館的總人數(shù)的作用。并且能夠在圖書館逗留人數(shù)超過一定數(shù)目時進行報警。4 設計方案該人流量統(tǒng)計器包含以下結構：單片機數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，紅外線傳感模塊，LCD1602顯示器和報警裝置組成。4.1 系統(tǒng)框圖4.2 硬件設計系統(tǒng)硬件電路圖：4.3 紅外線發(fā)射和接收原理紅外線傳輸是以紅外光作為傳輸媒體來傳輸信號的，使用的紅外發(fā)光二極管和紅外接受管是只有一個PN結的半導體器件，它與普通發(fā)光二極管(如：紅、綠、黃發(fā)光二極管)結構原理與制作工藝基本相同，只是所用的材料不同。制造紅外線發(fā)光二極管材料有砷化鎵、砷鋁化鎵等，其中應用最多的是砷化鎵。紅外對管中，發(fā)射管用于發(fā)射一定波長的紅外線，肉眼不可見。接收

4、管是一個光敏二極管，無光照時飽和反向漏電流很小，當有光照時，飽和反向漏電流增加，在一定的范圍內它隨入射光強度的變化而變化，當發(fā)射管和接收管平行安放時，當有障礙物放置在兩管前面時，發(fā)射管發(fā)射的紅外線經(jīng)障礙物反射后就能夠被接收管所接收，進而可以判斷出有障礙物。4.4 單片機系統(tǒng)單片機最小系統(tǒng)是此設計的核心部件，紅外傳感器所產(chǎn)生的外部脈沖經(jīng)單片機外部中斷進行計數(shù)，并且通過對單片機的內部編譯，使計數(shù)通過LCD顯示出來，。一個典型的單片機最小系統(tǒng)一般由時鐘電路、復位電路、片外RAM、片外ROM、等組成。對于這次設計的單片機最小系統(tǒng)基本電路見系統(tǒng)硬件電路圖。4.5 顯示電路的設計在本文設計的顯示單元中使用

5、了1602液晶，也叫1602字符型液晶。它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等的點陣型液晶模塊。它由若干個5×7或者5×11等點陣字符位組成，每個點陣字符位都可以顯示一個字符，每位之間有一個點距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用。 因為其微功耗、體積小、顯示內容豐富、超薄輕巧的特點，常用在袖珍式儀表和低功耗應用系統(tǒng)中。一般來說，LCD1602有16條引腳，據(jù)說還有14條引腳的，與16腳的相比缺少了背光電源A(15腳)和地線K(16腳)。如圖1所示LCD1602的型號是HJ1602A，是繪晶科技公司的產(chǎn)品，它有16條引腳。圖1 LCD1602正面圖它的背面

6、如圖2所示：圖2 LCD1602背面圖它的16條引腳定義如下： 表1 LCD1602引腳定義引腳號符號引腳說明引腳號符號引腳說明1VSS電源地9D2數(shù)據(jù)端口2VDD電源正極10D3數(shù)據(jù)端口3VO偏壓信號11D4數(shù)據(jù)端口4RS命令/數(shù)據(jù)12D5數(shù)據(jù)端口5RW讀/寫13D6數(shù)據(jù)端口6E使能14D7數(shù)據(jù)端口7D0數(shù)據(jù)端口15A背光正極8D1數(shù)據(jù)端口16K背光負極對這個表的說明：1.    VSS接電源地。2.    VDD接+5V。3.    VO是液晶顯示的偏壓信號，可接10K的

7、3296精密電位器。或同樣阻值的RM065/RM063藍白可調電阻。見圖3。圖3 液晶顯示的偏壓信號4.    RS是命令/數(shù)據(jù)選擇引腳，接單片機的一個I/O，當RS為低電平時，選擇命令；當RS為高電平時，選擇數(shù)據(jù)。5.    RW是讀/寫選擇引腳，接單片機的一個I/O，當RW為低電平時，向LCD1602寫入命令或數(shù)據(jù)；當RW為高電平時，從LCD1602讀取狀態(tài)或數(shù)據(jù)。如果不需要進行讀取操作，可以直接將其接VSS。6.    E，執(zhí)行命令的使能引腳，接單片機的一個I/O。7.

8、    D0D7，并行數(shù)據(jù)輸入/輸出引腳，可接單片機的P0P3任意的8個I/O口。如果接P0口，P0口應該接4.7K10K的上拉電阻。如果是4線并行驅動，只須接4個I/O口。8.    A背光正極，可接一個1047歐的限流電阻到VDD。9.    K背光負極，接VSS。見圖4所示。圖4 LCD1602接線圖4.6 報警裝置報警裝置我們采用紅燈亮作為圖書館逗留人數(shù)過多的報警。5程序設計程序設計流程如下：1) 啟動系統(tǒng)2) 判斷紅外對管是否有人經(jīng)過3) 紅外對管1有人經(jīng)過奇數(shù)次則

9、進行標記4) 紅外對管2有人經(jīng)過奇數(shù)次則進行標記5) 兩個紅外對管都有標記，則判斷標記的先后6) 紅外對管1先標記則進入和逗留人數(shù)加一7) 否則出去人數(shù)加一，逗留人數(shù)減一8) 顯示進入、出去和逗留人數(shù)9) 判斷逗留人數(shù)是否超限，啟動報警裝置否則停止報警10) 清除標記繼續(xù)監(jiān)測程序見附錄。6總結：我們設計的圖書館出入人員計數(shù)器實現(xiàn)了基本要求和發(fā)揮部分具體功能如下：1) 當人員依次從紅外發(fā)射管1到2走過的時候，人員數(shù)加1；2) 當人員依次從紅外發(fā)射管2到1走過的時候，人員數(shù)減1；3) 用LCD1602作為顯示器，in表示進入人數(shù)，out表示出來人數(shù)；stay表示逗留人數(shù)；4) 當逗留人員超限時報警

10、（10人），紅燈亮。5) 當人員走到一半再返回,則計數(shù)不變功能；6) 連續(xù)兩次及以上只經(jīng)過紅外對管1或2時，不計數(shù)。待再次從第1、2對紅外管經(jīng)過時，正常計數(shù)。7附錄程序如下：/* - - -*/* - 圖書館出入人員計數(shù)器程序 -*/* - 功能:LCD1602顯示進出以及停留人數(shù)-*/*-*/#include <reg52.h>#include <intrins.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar code disp1="In: 0 Out: 0"uchar cod

11、e disp2="Stay: 0"uchar code disp3="Welcome to"uchar code disp4="the library"int LedNumVal_1=0; / 中斷1計數(shù)int LedNumVal_2=0; / 中斷2計數(shù)sbit RS=P26;sbit RW=P25;sbit CS=P27;#define LCDDATA P0 /數(shù)據(jù)傳輸端口#define light P1 /報警控制端口 低電平有效/功能:延時1毫秒void Delay_xms(uint x) uint i,j; for(i=0;

12、i<x;i+) for(j=0;j<122;j+);/功能：12us延時void Delay_xus(uint t) for(;t>0;t-) _nop_(); /控制LCD寫時序void LCD_en_write(void) CS=1;/EN端產(chǎn)生一個高電平脈沖，控制LCD寫時序 Delay_xus(20); CS=0; Delay_xus(20); /寫指令函數(shù)void Write_Instruction(uchar command) RS=0; RW=0; CS=1; LCDDATA=command; LCD_en_write();/寫入指令數(shù)據(jù)/寫數(shù)據(jù)函數(shù)void W

13、rite_Data(uchar Wdata) RS=1; RW=0; CS=1; LCDDATA=Wdata; LCD_en_write();/寫入數(shù)據(jù)/字符顯示初始地址設置void LCD_SET_XY(uchar X,uchar Y) uchar address; if(Y=0) address=0x80+X;/Y=0,表示在第一行顯示，地址基數(shù)為0x80 else address=0xc0+X;/Y非0時，表時在第二行顯示，地址基數(shù)為0xC0 Write_Instruction(address);/寫指令，設置顯示初始地址/在第X行Y列開始顯示，指針*S所指向的字符串void LCD_w

14、rite_str(uchar X,uchar Y,uchar *s) LCD_SET_XY(X,Y);/設置初始字符顯示地址 while(*s)/逐次寫入顯示字符，直到最后一個字符"/0" Write_Data(*s);/寫入當前字符并顯示s+;/地址指針加1，指向下一個待寫字符 /在第X行Y列開始顯示W(wǎng)data所對應的單個字符void LCD_write_char(uchar X,uchar Y,uchar Wdata) LCD_SET_XY(X,Y);/寫地址 Write_Data(Wdata);/寫入當前字符并顯示/清屏函數(shù)void LCD_clear(void) W

15、rite_Instruction(0x01); Delay_xms(5);/顯示屏初始化函數(shù)void LCD_init(void) Write_Instruction(0x38);/8bit interface,2line,5*7dotsDelay_xms(5);Write_Instruction(0x38);Delay_xms(5);Write_Instruction(0x38);Write_Instruction(0x08);/關顯示，不顯光標，光標不閃爍Write_Instruction(0x01);/清屏Delay_xms(5);Write_Instruction(0x04);/寫一字

16、符，整屏顯示不移動Delay_xms(5);Write_Instruction(0x0C);/開顯示，光標、閃爍都關閉/* INT0中斷函數(shù) */void counter0(void) interrupt 0 using 1 EX0=0; if(LedNumVal_1=1) LedNumVal_1=0; else LedNumVal_1=1; /* INT1中斷函數(shù) */void counter1(void) interrupt 2 using 2 EX1=0; if(LedNumVal_2=1) LedNumVal_2=0; else LedNumVal_2=1; /*/void main(

17、void) uchar i; int aa; int in=0; int out=0; int stay=0; int step; /計數(shù) IT0=1; /下降沿觸發(fā) EX0=1; IT1=1; /下降沿觸發(fā) EX1=1; EA=1; Delay_xms(50);/等待系統(tǒng)穩(wěn)定 LCD_init(); /LCD初始化 LCD_clear(); /清屏 LCD_write_str(0,0,disp3);/顯示開機信息 LCD_write_str(0,1,disp4); Delay_xms(2000);/保持顯示2秒鐘 LCD_clear(); /清屏 LCD_write_str(0,0,disp

18、1);/顯示預設信息 LCD_write_str(0,1,disp2); light=0xff; /關燈 while(1) if(LedNumVal_1=0&&LedNumVal_2=0) step=0; if(LedNumVal_1=1&&LedNumVal_2=0) step=1; if(LedNumVal_1=0&&LedNumVal_2=1) step=-1; if(LedNumVal_1=1&&LedNumVal_2=1) LedNumVal_1=0; / 中斷1計數(shù)LedNumVal_2=0; / 中斷2計數(shù)if(st

19、ay=0&&step=-1)step=0;else stay=stay+step; /兩個中斷變化則計數(shù)加一次 if(step>0) in=in+1; if(step<0) out=out+1; /在z在對應位置寫入數(shù)字 aa=in; i=2; if (aa>=10000) LCD_write_char(i,0,0x30+aa%100000/10000); i+; if (aa>=1000) LCD_write_char(i,0,0x30+aa%10000/1000); i+; if (aa>=100) LCD_write_char(i,0,0x30+aa%1000/100); i+; if (aa>=10) LCD_write_char(i,0,0x30+aa%100/10); i+; if (aa>=0) LCD_write_char(i,0,0x30+aa%10); aa=out; i=11; if (aa>=10000) LCD_write_char(i,0,0x30+aa%100000/10000); i+; if (aa>=1000) LCD_write_char(i,0,0x30+aa%10000/1000); i+