基于單片機(jī)教室人數(shù)統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)

微機(jī)原理與接口技術(shù)研究性專題設(shè)計(jì)報(bào)告課程名稱：微機(jī)原理與接口技術(shù)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目：基于單片機(jī)教室人數(shù)統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)院系：機(jī)械與電子控制工程班級：機(jī)電1213設(shè)計(jì)者：楊淵博〔12223080〕韋迪〔12223079〕趙明宇〔12223087〕指導(dǎo)教師：趙嘉蔚設(shè)計(jì)時(shí)間：2023年6月2號機(jī)電學(xué)院《微機(jī)原理與接口技術(shù)》研究性專題任務(wù)書姓名：楊淵博韋迪趙明宇專業(yè)：熱能與動力工程班號：機(jī)電1213任務(wù)起至日期：2023年6月2日至2023年6月9日題目：基于單片機(jī)教室人數(shù)統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要求及主要任務(wù)：擴(kuò)個(gè)光電感器塊88點(diǎn)陣ED示器我們要實(shí)現(xiàn)的功能是：1、開機(jī)顯示“508dpj〞2、檢測教室里的人數(shù)并在顯示屏上顯示出來3、教室有人LED亮，無人滅4、放置一個(gè)按鍵具有清零功能工作方案安排：4.總結(jié)及實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書寫同組設(shè)計(jì)者及分工：楊淵博與調(diào)試韋迪主要程設(shè)計(jì)趙明宇輔助程序設(shè)計(jì)及ppt制作展示目錄一、系統(tǒng)根本功能和實(shí)施方案二、設(shè)計(jì)思路三、程序流程圖四、仿真過程及結(jié)果五、心得體會六、參考文獻(xiàn)七、附件1、附件1：硬件原理圖2、附件2：源程序摘要:同學(xué)們在選擇一個(gè)人少安靜的教室自習(xí)的時(shí)候，需要一個(gè)個(gè)教室的進(jìn)去觀察這不但自不方也會影到其它上自習(xí)的同學(xué)?；谶@種情況，我們想用一塊放置在教室門上的顯示屏自動顯示教室中的現(xiàn)有人數(shù)，這樣就極大的方便同學(xué)。因此我組用C51片機(jī)計(jì)教室人數(shù)統(tǒng)計(jì)統(tǒng)，兩個(gè)光傳感一塊8D顯，這樣就可以初步的實(shí)現(xiàn)該功能關(guān)鍵詞88點(diǎn)陣ED示器、人數(shù)計(jì)、復(fù)清零系統(tǒng)根本功能和實(shí)施方案〔一〕設(shè)計(jì)目的如果在進(jìn)自習(xí)室前就能知道教室里有多少人，是否不適合自習(xí)，而不用推門進(jìn)去才知道，將會節(jié)省自習(xí)同學(xué)的很多時(shí)間，帶來很大的方便，不會影響自習(xí)的同學(xué)。因此我們小組選擇了設(shè)計(jì)這個(gè)教室人數(shù)統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)，利用51單片機(jī)系統(tǒng)和兩個(gè)光電對管器件統(tǒng)計(jì)教室進(jìn)出的人數(shù)，最后把人數(shù)顯示在一個(gè)8*8LED顯示器上，方便想要自習(xí)的同學(xué)選擇教室?！捕掣竟δ芡ㄟ^分析實(shí)驗(yàn)選題，我們方案設(shè)計(jì)的系統(tǒng)功能有三個(gè)，一是開機(jī)動畫的顯示，這一步是為了使顯示更美觀，符合我們的生活，二是對教室內(nèi)人數(shù)的統(tǒng)計(jì)，由于教室人數(shù)眾多，我們就在入口和出口布置了光電感應(yīng)器，感應(yīng)器收到的信息通過單片機(jī)的處理，最終由教師面前的LED燈和門上顯示屏顯示出教室中的總?cè)藬?shù)，方便老師了解出勤情況，也方便了一些想要自習(xí)的學(xué)生尋找有空位的教室，節(jié)約時(shí)間。〔三〕實(shí)施方案1、電源方案為使模塊穩(wěn)定工作，須有可靠電源。而電源方案主要有兩種：方案一：采用獨(dú)立的穩(wěn)壓電源。此方案的優(yōu)點(diǎn)是穩(wěn)定可靠，且有各種成熟的電源可供選用；缺點(diǎn)是各模塊都采用獨(dú)立電源，會使系統(tǒng)復(fù)雜，且可能影響電路電平。方案二：采用單片機(jī)控制模塊提供電源。該方案的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)比擬簡明。由于我們所學(xué)的相關(guān)知識都是采用單片機(jī)控制模塊提供電源，所以在此我們選用方案二。2、輸入方案我們將光電感應(yīng)器用開關(guān)K1、K2代替，當(dāng)有人進(jìn)去時(shí)，先響應(yīng)K1，后響應(yīng)K2，此時(shí)將人數(shù)加一顯示出來；當(dāng)有人出去時(shí)，先響應(yīng)K2，后響應(yīng)K1，此時(shí)將人數(shù)減一顯示出來。3、顯示界面方案該系統(tǒng)需要統(tǒng)計(jì)人數(shù)，因此我們采用8*8LED顯示數(shù)值。這種方案功能強(qiáng)大，并可方便的顯示各種英文字符，漢字，圖形等。同時(shí)我們采用74LS245來進(jìn)行驅(qū)動。二、設(shè)計(jì)思路根據(jù)可能的情況，設(shè)計(jì)該程序使用周期性掃描來實(shí)現(xiàn)人數(shù)統(tǒng)計(jì)。設(shè)門外傳感器對應(yīng)單片機(jī)中斷引腳int0，門內(nèi)傳感器對應(yīng)中斷引腳int1，單片機(jī)每隔8ms采集一次外部中斷int0和int1引腳。具體工作過程為：先判斷int0和int1信號，如果檢測到int0有信號，將int1中斷標(biāo)志位〔2BH〕清零，人數(shù)增減單元送1,然后再將int0中斷標(biāo)志位〔2AH〕清零。因此，我們的程序分主要分為：一個(gè)主程序、兩個(gè)中斷子程序、顯示子程序、查表子程序和延時(shí)子程序。其中，主程序完成了開機(jī)界面顯示、8155設(shè)置、對按鍵的處理；顯示子程序采用定行值，掃描列值的方法；延時(shí)子程序完成了1ms和0.2ms的延時(shí)。三、程序流程圖四、仿真過程及結(jié)果〔一〕開機(jī)畫面〔二〕有人進(jìn)來時(shí)，顯示01〔三〕按復(fù)位鍵清零五、心得體會楊淵博：本次的研究性教學(xué)做完了，我覺得我對單片機(jī)這門課程的理解更深了，也有許多感想體會。在這次的研究中，我負(fù)責(zé)了Proteus的仿真和開機(jī)動畫的設(shè)計(jì)以及報(bào)告的完善。在仿真的過程中，許多原理圖想選取的器件在Proteus中并沒有，需要找其它器件代替。這讓我非常困擾，但通過小組一起查找資料，終于成功的仿真了出來。我們小組在整個(gè)過程中進(jìn)行了許許多多的討論，可以說，雖然我們每個(gè)人的側(cè)重點(diǎn)不同，但遇到的問題一直是大家一起解決，小組的團(tuán)結(jié)令我十分欣慰。其次，這次的研究性教學(xué)我學(xué)習(xí)到最多的內(nèi)容是硬件和仿真的知識，這是平時(shí)課程上和實(shí)驗(yàn)上感受不到的，我覺得這才是最珍貴的，如果可以做成實(shí)物就更好了。韋迪：通過本次研究性教學(xué)，我知道了如果想將單片機(jī)知識運(yùn)用到實(shí)際中，首先應(yīng)該先構(gòu)思好我們想要的實(shí)物，而常用的單片機(jī)實(shí)現(xiàn)功能的終端都是led燈。在查閱led燈使用的相關(guān)方法之后，我知道了led燈的實(shí)現(xiàn)方式是多種多樣的。比方16*16的led燈是由四個(gè)8*8的led組成，采用列掃描的方式顯示的話按照“單塊從左往右掃描，整體從右往左掃描〞的工作方法；而8*8的led顯示要考慮到很多方面，一般分為單字顯示，從上往下，從左往右掃描，亮的為1，暗的為0，將要顯示的字形列出其16進(jìn)制碼，由89C51輸入至74ls245，再驅(qū)動led燈亮即可。但是因?yàn)槲覀冃枰@示的數(shù)值有兩位數(shù)的，所以我們決定把8*8led拆分為兩半，左邊為高位，右邊為低位，一次顯示調(diào)用兩次查表程序，再組合起來完成雙字顯示。實(shí)驗(yàn)中比擬復(fù)雜的是將二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為兩位BCD碼的程序以及各延時(shí)程序的設(shè)計(jì)。通過這次研究性教學(xué)我最大的收獲是知道了將軟件硬件相結(jié)合的方法以及對單片機(jī)的程序設(shè)計(jì)流程的了解趙明宇：本次研究性學(xué)習(xí)結(jié)束了，我對這門課程也有了更近一步的認(rèn)識。在本次學(xué)習(xí)活動中，我負(fù)責(zé)的使延時(shí)子程序的編寫和最終幻燈片的制作及展示。首先說子程序這一局部，當(dāng)初學(xué)習(xí)的時(shí)候，我就對工作方式設(shè)置、初值計(jì)算、延時(shí)時(shí)間、機(jī)器周期等等一系列概念十分模糊，對他們的內(nèi)在聯(lián)系還不清楚。等我做完之后，對這些概念已經(jīng)是十分清楚了?；脽羝谥谱鞯臅r(shí)候，制作的過程又是把我們的整個(gè)探究過程回憶了一遍，讓我更加印象深刻了。總之這一次的研究性學(xué)習(xí)，讓我們受益匪淺。六、參考文獻(xiàn)[1] 胡漢才.《單片機(jī)在電子電路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用》.北京：清華大學(xué)出版社，2006[2] 趙嘉蔚.《單片機(jī)原理與接口技術(shù)》.北京：清華大學(xué)出版社，2023[3] 王建鵬，張聰，《基于單片機(jī)的教室人數(shù)統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)》，河南開封，黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院，2023七、附件〔一〕硬件電路原理圖〔二〕源程序KEY1BITP1.1KEY2BITP1.2KEY3BITP1.3ORG0000HAJMPMAINORG0003H;INT0入口地址LJMPINT0ZHDORG0013H;INT1入口地址LJMPINT1ZHDORG0060HMAIN:MOV20H,#00H;存放人數(shù)的單元清零MOV21H,#00H;人數(shù)增減單元清零MOV22H,#00H;查表偏移量十位存儲單元清零MOV23H,#00H;查表偏移量個(gè)位存儲單元清零CLR2AH;INT0中斷標(biāo)志位清零CLRKEY2CLR2BH;INT1中斷標(biāo)志位清零CLR2CH;按鍵次數(shù)奇偶標(biāo)志位CLR2DH;長按鍵次數(shù)奇偶標(biāo)志位CLR2EH;百位標(biāo)志位清零MOVR0,#30H;LED行由左至右依次掃描，MOVA,#0FEHVOLUATION:MOV@R0,ARLAINCR0CJNER0,#38H,VOLUATION;循環(huán)賦值MOVDPTR,#0100H;8155工作方式設(shè)置MOVA,#0FHMOVX@DPTR,AMOV10H,#06H;開機(jī)動畫顯示循環(huán)次數(shù)MOVR0,#0AH;偏移量送入相應(yīng)單元START:MOV22H,R0INCR0MOV23H,R0LCALLDISPLAYLCALLYSIMOVR0,23HINCR0DJNZ10H,STARTSETBIT0;中斷設(shè)置〔兩個(gè)均為負(fù)邊沿觸發(fā)〕SETBIT1MOVIE,#85H;開中斷JUDGE:JNBKEY3,NORESET;判斷是否有復(fù)位信息，如無那么調(diào)用顯示程序MOVR4,#05H;延時(shí)約1SOPENDELAY:ACALLDELAYT;延時(shí)0.205602SDJNZR4,OPENDELAYCLRKEY1JNBKEY3,RESET1;短按鍵清零RESET1:MOV20H,#00HMOV21H,#00HAJMPOKNORESET:MOVA,20HJNZBUTTON1AJMPNOBUTTON1BUTTON1:SETBP1.1AJMPOKNOBUTTON1:CLRP1.1OK:MOVA,20HADDA,21HMOV21H,#00HMOV20H,ACJNEA,#30,NEXTNEXT:JCFBMOVR0,#12H;偏移量送入相應(yīng)單元MOV22H,R0INCR0MOV23H,R0LCALLDISPLAYLCALLYSIAJMPJUDGEHUNDRED:SETB2EH;高于99人，百位標(biāo)志位置一FB:MOVR0,A;十位個(gè)位別離ANLA,#0FHMOV23H,ACJNEA,#0AH,FL1MOV23H,#00HMOVA,R0ADDA,#10HMOVR0,AFL1:CJNEA,#0FH,FL2MOV23H,#09HFL2:MOVA,R0ANLA,#0F0HSWAPAMOV22H,ACJNEA,#0AH,FL3MOV22H,#00HSETB2EHFL3:CJNEA,#0FH,ZONGSHUJNB2EH,SHIWEICLR2EHMOV22H,#09HSJMPZONGSHUSHIWEI:MOV22H,#00HZONGSHU:SWAPAADDA,23HMOV20H,AACALLDISPLAYRETURN:AJMPJUDGE;中斷響應(yīng)程序INT0ZHD:JB2BH,ZHD01;判斷INT1是否已響應(yīng)SETB2AH;中斷標(biāo)志位，用于表示INT0中斷已響應(yīng)ACALLDELAYAJMPZHD02ZHD01:CLR2AHMOV21H,#0FFHZHD02:CLR2BHACALLDELAYTRETIINT1ZHD:JB2AH,ZHD11;判斷INT1是否已響應(yīng)SETB2BH;中斷標(biāo)志位，用于表示INT0中斷已響應(yīng)ACALLDELAYAJMPZHD12ZHD11:CLR2BHMOV21H,#01HZHD12:CLR2AHACALLDELAYTRETI;以下為顯示程序DISPLAY:JNB2EH,DISNEXT3;判斷是否需要顯示高位MOVR0,#41HMOVA,#01HMOV45H,#04HMOVB,#04HMULABMOV22H,AMOVDPTR,#TABLELOOP:MOVA,22HMOVCA,@A+DPTRMOV@R0,AINCR0INCDPTRDJNZ40H,LOOPMOVR2,#04HMOVR1,#41HACALLSHOW1DISNEXT3:MOVR0,#50HMOVDPTR,#TABLEMOVA,22HMOVB,#04HACALLCHABIAOMOVA,23HMOVDPTR,#TABLEMOVB,#04HACALLCHABIAOMOVR2,#08HMOVR1,#57HSHOW1:MOVR0,#30H;行掃描數(shù)據(jù)地址SHOW:MOVDPTR,#0102HMOVA,@R0MOVX@DPTR,A;行掃描所用數(shù)據(jù)送入B口DECDPLMOVA,@R1MOVX@DPTR,A;列數(shù)據(jù)送入A口MOVR5,#02H;延時(shí)2msYANSHI5:ACALLDELAYDJNZR5,YANSHI5INCR0DECR1DJNZR2,SHOWRET;延時(shí)程序YSI:MOV28H,#01H;延時(shí)1.019840sDL0:MOV27H,#01HDL1:MOV26H,#01H;DL2:INC26HJNB37H,DL2;127*2=254微秒INC27HACALLDISPLAY;8272微秒JNB3AH,DL1;3*8280=24760INC28HJNB45H,DL0;31*24765=767715RET;以下為查表程序CHABIAO:MOV45H,#04HMULABMOV11H,ALOOP1:MOVA,11HMOVCA,@A+DPTRMOV@R0,AINCR0INCDPTRDJNZ45H,LOOP1