基于單片機(jī)對(duì)進(jìn)出海關(guān)口人數(shù)統(tǒng)計(jì)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、基于單片機(jī)對(duì)進(jìn)出海關(guān)口人數(shù)統(tǒng)計(jì)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘 要隨著中國(guó)科技的進(jìn)步和不斷發(fā)展，工業(yè)機(jī)械化程度越來(lái)越高，又加入wto后，中國(guó)的貿(mào)易交往能力達(dá)到了一個(gè)高峰期，從海關(guān)出入的人當(dāng)然就更多，有不同國(guó)家的人，隨著2001年9月11日恐怖分子劫持的民航客機(jī)撞擊美國(guó)紐約世界貿(mào)易中心和華盛頓五角大樓的歷史事件的出現(xiàn)，各個(gè)國(guó)家都意識(shí)到加強(qiáng)海關(guān)力量的重要性和實(shí)際性！如果能夠研發(fā)出一款新型人口統(tǒng)計(jì)器，那么就可以避免許許多多問(wèn)題的出現(xiàn)，比如：海關(guān)人員的疏漏。有了這種人口統(tǒng)計(jì)器能夠在一定程度上加強(qiáng)我國(guó)海關(guān)的安全性！本次畢業(yè)設(shè)計(jì)介紹了基于單片機(jī)對(duì)進(jìn)出海關(guān)口人數(shù)統(tǒng)計(jì)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原理和工作過(guò)程，詳細(xì)講述了它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和用途等?？?/p>

2、之，本產(chǎn)品能取得更廣泛的運(yùn)用，也代替了人工統(tǒng)計(jì)，我也期待市場(chǎng)上能夠早日看到，這次設(shè)計(jì)出來(lái)的這種集成化，智能化，自動(dòng)化，敏捷化，高效化為一體的基于單片機(jī)對(duì)進(jìn)出海關(guān)口人數(shù)統(tǒng)計(jì)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)產(chǎn)品。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)； 數(shù)字顯示；計(jì)數(shù)器based on single-chip out of the mouth of customs statistics on the number of system designabstractauthor:cheng xiong tutor:wen hong-changwith chinas scientific and technological progress and

3、 the continuous development of industry is becoming more mechanized, but also join the wto, chinas trade exchanges between the ability to reach a peak, from the customs of course even more accessible, there are people from different countries, with the september 11, 2001 terrorists hijacke dairliner

4、s hit the world trade center in new york and the pentagon in washington, the emergence of historical events, all countries are aware of the importance of strengthening the customs forces and practical!if we can develop a new type of hair demographics device, then many problems can be avoided, such a

5、s: customs officers are widely spaced and can enhance the security ofthe graduation project, introduced the customs port based on single chip right out of statistics on the number of system design principles and processes, detailed account of its structural characteristics and uses.in short, this pr

6、oduct can achieve a wider range of use, but also replace the manual to statistics, i am also looking forward to see the market as early as possible, this time designed this integrated, intelligentautomation, efficient integration into the microcontroller-based statistics on the number of people ente

7、ring and leaving the customs exit system design products.key word: monolithic integrated circuit; digital demonstration; counter目 錄1、緒論12、概述23、硬件環(huán)境的設(shè)計(jì)43.1 主要元件的簡(jiǎn)介及選用43.1.1 單片機(jī)的簡(jiǎn)介及選用43.1.2 數(shù)碼顯示管的簡(jiǎn)介及選用73.1.3 溫度傳感器的簡(jiǎn)介及選用93.2 電路的總體設(shè)計(jì)與分析123.2.1 時(shí)鐘振蕩電路123.2.2 復(fù)位電路133.2.3 led顯示電路133.2.4 開關(guān)電路133.3 按鍵結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)及選

8、用144、軟件環(huán)境的設(shè)計(jì)164.1 編程軟件的選擇及其簡(jiǎn)介164.2 仿真軟件的選擇及其簡(jiǎn)介174.3 程序設(shè)計(jì)184.3.1 設(shè)計(jì)分析184.3.2 實(shí)現(xiàn)功能分析184.3.3 流程圖的設(shè)計(jì)19結(jié)論21致謝22參考文獻(xiàn)23附錄241、緒 論我國(guó)現(xiàn)階段還缺少這方面的許多專業(yè)知識(shí)，即使用到的人口檢查器它的結(jié)構(gòu)也不完善，給我國(guó)的海關(guān)力量造成了很大威脅，所以研發(fā)一款新型的人口統(tǒng)計(jì)器，是勢(shì)在必行，是一個(gè)非常有市場(chǎng)，有發(fā)展?jié)摿Φ氖挛?。本設(shè)計(jì)課題用于關(guān)口站，在關(guān)口站可通過(guò)該設(shè)計(jì)統(tǒng)計(jì)進(jìn)出人口數(shù)量。本文主要介紹了基于單片機(jī)數(shù)字顯示器以及計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)。本文主要分為三個(gè)部份：第一部分是介紹單片機(jī)及在本設(shè)計(jì)中所要用

9、到的其他硬件。第二部分是介紹如何在三個(gè)數(shù)碼管上顯示數(shù)字（0-999），一個(gè)數(shù)碼管做為個(gè)位，一個(gè)數(shù)碼管做為十位，剩下一個(gè)數(shù)碼管做為百位。第三部分主要是介紹如何在數(shù)碼管上顯示規(guī)定的數(shù)字。在設(shè)計(jì)中檢測(cè)部分的顯示是通過(guò)光敏傳感器來(lái)判斷，并將相應(yīng)結(jié)果，在數(shù)碼管上顯示出來(lái)。2、概 述當(dāng)今單片機(jī)技術(shù)融合了電子、系統(tǒng)集成、控制理論、材料等諸多學(xué)科領(lǐng)域。隨著計(jì)算機(jī)和通訊技術(shù)發(fā)展而來(lái)的現(xiàn)代信息技術(shù)革命，給單片機(jī)技術(shù)提供了廣闊的發(fā)展前景，同時(shí)也提出了更高的要求。隨著單片機(jī)技術(shù)在電子裝置中的普遍使用，影響到整個(gè)電子系統(tǒng)。隨著經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展，單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展提供了新的變換技術(shù)和控制理論的不斷發(fā)展，各種類型專用集成電路

10、、數(shù)字信號(hào)處理器件的研制應(yīng)用，關(guān)于單片機(jī)的軟件系統(tǒng)研究也就越來(lái)越受人關(guān)注。at89c51是一款八位單片機(jī)，它的易用性和多功能性受到了廣大使用者的好評(píng)。它是第三代單片機(jī)的代表。單片機(jī)也被稱作“單片微型計(jì)算機(jī)”、“微控制器”、“嵌入式微控制器”。單片機(jī)一詞最初是源于“single chip microcomputer”,簡(jiǎn)稱scm。隨著scm在技術(shù)上、體系結(jié)構(gòu)上不斷擴(kuò)展其控制功能，單片機(jī)已不能用“單片微型計(jì)算機(jī)”來(lái)表達(dá)其內(nèi)涵。國(guó)際上逐漸采用“mcu”(micro controller unit)來(lái)代替，形成了單片機(jī)界公認(rèn)的、最終統(tǒng)一的名詞。為了與國(guó)際接軌，以后應(yīng)將中文“單片機(jī)”一詞和“mcu”唯一

11、對(duì)應(yīng)解釋。在國(guó)內(nèi)因?yàn)椤皢纹瑱C(jī)”一詞已約定俗成，故而可繼續(xù)沿用。特點(diǎn)如下：（1）有優(yōu)異的性能價(jià)格比。（2）集成度高、體積小、有很高的可靠性。單片機(jī)把各功能部件集成在一塊芯片上，內(nèi)部采用總線結(jié)構(gòu)，減少了各芯片之間的連線，大大提高了單片機(jī)的可靠性和抗干擾能力。另外，其體積小，對(duì)于強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境易于采取屏蔽措施，適合在惡劣環(huán)境下工作。（3）制功能強(qiáng)。為了滿足工業(yè)控制的要求，一般單片機(jī)的指令系統(tǒng)中均有極豐富的轉(zhuǎn)移指令、i/o口的邏輯操作以及位處理功能。單片機(jī)的邏輯控制功能及運(yùn)行速度均高于同一檔次的微機(jī)。（4）低功耗、低電壓，便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品。（5）外部總線增加了iic（inter-integrated c

12、ircuit）及spi(serial peripheral interface)等串行總線方式，進(jìn)一步縮小了體積，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)。（6）單片機(jī)的系統(tǒng)擴(kuò)展和系統(tǒng)配置較典型、規(guī)范，容易構(gòu)成各種規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng)。由于單片機(jī)具有顯著的優(yōu)點(diǎn)，它已成為科技領(lǐng)域的有力工具，人類生活的得力助手。它的應(yīng)用遍及各個(gè)領(lǐng)域，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）單片機(jī)在智能儀表中的應(yīng)用。（2）單片機(jī)在機(jī)電一體化中的應(yīng)用。（3）單片機(jī)在實(shí)時(shí)控制中的應(yīng)用。（4）單片機(jī)在分布式多機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用。（5）單片機(jī)在人類生活中的應(yīng)用。單片機(jī)已成為計(jì)算機(jī)發(fā)展和應(yīng)用的一個(gè)重要方面，另一方面，單片機(jī)應(yīng)用的重要意義還在于，它從根本上改變了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)

13、設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法。從前必須由模擬電路或數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在已能通過(guò)單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)了。這種用軟件代替硬件的控制技術(shù)也稱為微控制技術(shù)，是對(duì)傳統(tǒng)控制技術(shù)的一次革命。根據(jù)題目的要求，對(duì)過(guò)往人口進(jìn)行數(shù)的統(tǒng)計(jì)，并將測(cè)量數(shù)據(jù)傳送至單片機(jī)進(jìn)行處理，然后把最終的結(jié)果顯示在數(shù)碼管上。這種方案能實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)掃描記數(shù)，控制靈活、可靠，精度高，可滿足對(duì)系統(tǒng)的各項(xiàng)要求，本設(shè)計(jì)采用mcs-51系列中的at89c51單片機(jī)。3、硬件環(huán)境的設(shè)計(jì)3.1 主要元件的簡(jiǎn)介及選用單片機(jī)at89c51、12m晶振、30pf電容、10k電阻、共陽(yáng)極數(shù)碼管、溫度傳感器、按鍵。3.1.1 單片機(jī)的簡(jiǎn)介及選用at89c51（

14、如圖 3-1所示）是美國(guó)atmel公司生產(chǎn)的低電壓，高性能的cmos 8位單片機(jī)片內(nèi)4kbytes的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲(chǔ)器（perom）和128bytes的隨機(jī)存儲(chǔ)器（ram），器件采用atmel公司的高密度、非易失存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)mcs-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器（cpu）和flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大。at89c51單片機(jī)可為你提供許多高性價(jià)的應(yīng)用場(chǎng)合，可靈活的應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。（1）主要性能參數(shù)：與mcs-51產(chǎn)品指令系統(tǒng)的全兼容。 4k字節(jié)可重擦寫flash閃速存儲(chǔ)器。1000次可擦寫周期。全靜態(tài)操作：0hz-24mhz。三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器。1288字節(jié)內(nèi)部ra

15、m。32個(gè)可編程i/o口線。2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器。6個(gè)中斷源。可編程串行uart通道。低功耗空閑和掉電模式。 圖3-1單片機(jī)at89c51表3-1 at89c51 p3口的功能端口引腳第二功能p3.0rxd （串行口輸入）p3.1txd （串行口輸出）p3.2（外中斷0）p3.3（外中斷1）p3.4t0 （定時(shí)/計(jì)數(shù)器0）p3.5t1 （定時(shí)/計(jì)數(shù)器1）p3.6（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通）p3.7（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通）表3-2 at89c51寄存器寄存器內(nèi)容寄存器內(nèi)容pc0000htmod00hacc00htcom00hb00hth000hpsw00htlo00hsp07hth100hdptr

16、0000hth100hp1p30ffhscon00hipxxx00000sbuf不定ie0xxx00000pcon0xxx00000（2）內(nèi)部結(jié)構(gòu)：8051單片機(jī)同樣包括cpu、存儲(chǔ)器和輸入輸出接口三大基本單元，圖3-2是它的結(jié)構(gòu)框圖，片內(nèi)包括以下各部件：cpu64k字節(jié)總線擴(kuò)展控制數(shù)據(jù)成儲(chǔ)器振蕩器及定時(shí)器2個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 頻率基準(zhǔn)源 計(jì)數(shù)脈沖程序成儲(chǔ)器可編程串行口可編程i/o 中斷 控制 并行i/o口 串行輸入 串行輸出圖3-2 8051單片機(jī)內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)時(shí)鐘振蕩器8位的cpu128字節(jié)ram（包括有128個(gè)位尋址單元）4k字節(jié)rom48位（32根）的i/o并行接口一個(gè)全雙工異步串行

17、通信口（uart）兩個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器5個(gè)中斷源，兩個(gè)優(yōu)先級(jí)的中斷結(jié)構(gòu)可尋址64kb外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和64kb外部程序存儲(chǔ)器的控制電路3.1.2 數(shù)碼顯示管的簡(jiǎn)介及選用 led顯示是用發(fā)光二極管顯示字段的顯示器件，也可稱為數(shù)碼管，其外形結(jié)構(gòu)如圖3-3所示，由圖可見它構(gòu)成，通過(guò)不同的組合可用來(lái)顯示09、af及小數(shù)點(diǎn)。圖3-3 六位七段數(shù)碼管led顯示器分為共陰極和共陽(yáng)極，共陰極是將陰極連接在一起作為公共端，而共陽(yáng)極是將二極管的陽(yáng)極連接在一起作為公共端。我們這次就是采用的共陽(yáng)極led，所以這里要介紹共陽(yáng)極數(shù)碼管。led動(dòng)態(tài)顯示器，動(dòng)態(tài)顯示是將所有公共段連接在一起的，每段的顯示段（a-dp）分別與一

18、個(gè)8位的鎖存器輸出相連。由于顯示的各位不可以相互獨(dú)立，各位不可以互相顯示，只要在該位的段選線上保持段選碼電平，該位才能保持相應(yīng)的顯示字符。并且由于位控制段選線，故在同一時(shí)間內(nèi)每一位顯示的字符是一樣的，但由于可以移位，固在仿真顯示時(shí)是閃爍的。表3-3 段碼的關(guān)系段碼d0ad1bd2cd3dd4ed5fd6gd7dp字形0c0h1100000000f9h1111100110a4h1010010020b0h10110000399h10011001492h10010010582h1000001060f8h11111000700h00000000890h100100009該工作電壓為1.5-3.0伏，工

19、作電流為己毫安到幾十毫安，壽命很長(zhǎng)。半導(dǎo)體數(shù)碼管將十位數(shù)分成七個(gè)字段，每段其字形結(jié)構(gòu)如表3-3所示，選擇不同的字段發(fā)光，可顯示出不同的字型。例如：當(dāng)a,b,c,d,e,f,g七個(gè)字段同時(shí)亮?xí)r，可顯示8。f、g 段亮?xí)r，顯示出。共陽(yáng)極：使用時(shí)公共端接vcc，當(dāng)某陽(yáng)極為低電平時(shí)，該發(fā)光二極管就導(dǎo)通發(fā)光。輸出一個(gè)段碼就可以控制led顯示器的字型，表 給出了段碼與字型的關(guān)系，假定a、b、c、d、e、f、g、dp分別對(duì)應(yīng)d0、d1、d2、d3、d4、d5、d6、d7。3.1.3 溫度傳感器的簡(jiǎn)介及選用溫度是一個(gè)基本的物理量，自然界中的一切過(guò)程無(wú)不與溫度密切相關(guān)。溫度傳感器是最早開發(fā)，應(yīng)用最廣的一類傳感器

20、。溫度傳感器的市場(chǎng)份額大大超過(guò)了其他的傳感器。從17世紀(jì)初人們開始利用溫度進(jìn)行測(cè)量。在半導(dǎo)體技術(shù)的支持下，本世紀(jì)相繼開發(fā)了半導(dǎo)體熱電偶傳感器、pn結(jié)溫度傳感器和集成溫度傳感器。與之相應(yīng)，根據(jù)波與物質(zhì)的相互作用規(guī)律，相繼開發(fā)了聲學(xué)溫度傳感器、紅外傳感器和微波傳感器。兩種不同材質(zhì)的導(dǎo)體，如在某點(diǎn)互相連接在一起，對(duì)這個(gè)連接點(diǎn)加熱，在它們不加熱的部位就會(huì)出現(xiàn)電位差。這個(gè)電位差的數(shù)值與不加熱部位測(cè)量點(diǎn)的溫度有關(guān)，和這兩種導(dǎo)體的材質(zhì)有關(guān)。這種現(xiàn)象可以在很寬的溫度范圍內(nèi)出現(xiàn)，如果精確測(cè)量這個(gè)電位差，再測(cè)出不加熱部位的環(huán)境溫度，就可以準(zhǔn)確知道加熱點(diǎn)的溫度。由于它必須有兩種不同材質(zhì)的導(dǎo)體，所以稱之為“熱電偶”。

21、不同材質(zhì)做出的熱電偶使用于不同的溫度范圍，它們的靈敏度也各不相同。熱電偶的靈敏度是指加熱點(diǎn)溫度變化1時(shí)，輸出電位差的變化量。對(duì)于大多數(shù)金屬材料支撐的熱電偶而言，這個(gè)數(shù)值大約在540微伏之間。熱電偶傳感器有自己的優(yōu)點(diǎn)和缺陷，它靈敏度比較低，容易受到環(huán)境干擾信號(hào)的影響，也容易受到前置放大器溫度漂移的影響，因此不適合測(cè)量微小的溫度變化。由于熱電偶溫度傳感器的靈敏度與材料的粗細(xì)無(wú)關(guān)，用非常細(xì)的材料也能夠做成溫度傳感器。也由于制作熱電偶的金屬材料具有很好的延展性，這種細(xì)微的測(cè)溫元件有極高的響應(yīng)速度，可以測(cè)量快速變化的過(guò)程。溫度傳感器是五花八門的各種傳感器中最為常用的一種，現(xiàn)代的溫度傳感器外形非常得小，這

22、樣更加讓它廣泛應(yīng)用在生產(chǎn)實(shí)踐的各個(gè)領(lǐng)域中，也為我們的生活提供了無(wú)數(shù)的便利和功能。 溫度傳感器有四種主要類型：熱電偶、熱敏電阻、電阻溫度檢測(cè)器(rtd)和ic溫度傳感器。ic溫度傳感器又包括模擬輸出和數(shù)字輸出兩種類型。接觸式溫度傳感器的檢測(cè)部分與被測(cè)對(duì)象有良好的接觸，又稱溫度計(jì)。溫度計(jì)通過(guò)傳導(dǎo)或?qū)α鬟_(dá)到熱平衡，從而使溫度計(jì)的示值能直接表示被測(cè)對(duì)象的溫度。一般測(cè)量精度較高。在一定的測(cè)溫范圍內(nèi)，溫度計(jì)也可測(cè)量物體內(nèi)部的溫度分布。但對(duì)于運(yùn)動(dòng)體、小目標(biāo)或熱容量很小的對(duì)象則會(huì)產(chǎn)生較大的測(cè)量誤差，常用的溫度計(jì)有雙金屬溫度計(jì)、玻璃液體溫度計(jì)、壓力式溫度計(jì)、電阻溫度計(jì)、熱敏電阻和溫差電偶等。它們廣泛應(yīng)用于工業(yè)、

23、農(nóng)業(yè)、商業(yè)等部門。在日常生活中人們也常常使用這些溫度計(jì)。隨著低溫技術(shù)在國(guó)防工程、空間技術(shù)、冶金、電子、食品、醫(yī)藥和石油化工等部門的廣泛應(yīng)用和超導(dǎo)技術(shù)的研究，測(cè)量120k以下溫度的低溫溫度計(jì)得到了發(fā)展，如低溫氣體溫度計(jì)、蒸汽壓溫度計(jì)、聲學(xué)溫度計(jì)、順磁鹽溫度計(jì)、量子溫度計(jì)、低溫?zé)犭娮韬偷蜏販夭铍娕嫉?。低溫溫度?jì)要求感溫元件體積小、準(zhǔn)確度高、復(fù)現(xiàn)性和穩(wěn)定性好。利用多孔高硅氧玻璃滲碳燒結(jié)而成的滲碳玻璃熱電阻就是低溫溫度計(jì)的一種感溫元件，可用于測(cè)量1.6300k范圍內(nèi)的溫度。非接觸式溫度傳感器的敏感元件與被測(cè)對(duì)象互不接觸，又稱非接觸式測(cè)溫儀表。這種儀表可用來(lái)測(cè)量運(yùn)動(dòng)物體、小目標(biāo)和熱容量小或溫度變化迅速（

24、瞬變）對(duì)象的表面溫度，也可用于測(cè)量溫度場(chǎng)的溫度分布。最常用的非接觸式測(cè)溫儀表基于黑體輻射的基本定律，稱為輻射測(cè)溫儀表。輻射測(cè)溫法包括亮度法（見光學(xué)高溫計(jì)）、輻射法（見輻射高溫計(jì)）和比色法（見比色溫度計(jì)）。各類輻射測(cè)溫方法只能測(cè)出對(duì)應(yīng)的光度溫度、輻射溫度或比色溫度。只有對(duì)黑體（吸收全部輻射并不反射光的物體）所測(cè)溫度才是真實(shí)溫度。如欲測(cè)定物體的真實(shí)溫度，則必須進(jìn)行材料表面發(fā)射率的修正。而材料表面發(fā)射率不僅取決于溫度和波長(zhǎng)，而且還與表面狀態(tài)、涂膜和微觀組織等有關(guān)，因此很難精確測(cè)量。在自動(dòng)化生產(chǎn)中往往需要利用輻射測(cè)溫法來(lái)測(cè)量或控制某些物體的表面溫度，如冶金中的鋼帶軋制溫度、軋輥溫度、鍛件溫度和各種熔融

25、金屬在冶煉爐或坩堝中的溫度。在這些具體情況下，物體表面發(fā)射率的測(cè)量是相當(dāng)困難的。對(duì)于固體表面溫度自動(dòng)測(cè)量和控制，可以采用附加的反射鏡使與被測(cè)表面一起組成黑體空腔。附加輻射的影響能提高被測(cè)表面的有效輻射和有效發(fā)射系數(shù)。利用有效發(fā)射系數(shù)通過(guò)儀表對(duì)實(shí)測(cè)溫度進(jìn)行相應(yīng)的修正，最終可得到被測(cè)表面的真實(shí)溫度。最為典型的附加反射鏡是半球反射鏡。球中心附近被測(cè)表面的漫射輻射能受半球鏡反射回到表面而形成附加輻射，從而提高有效發(fā)射系數(shù)：為材料表面發(fā)射率，為反射鏡的反射率。至于氣體和液體介質(zhì)真實(shí)溫度的輻射測(cè)量，則可以用插入耐熱材料管至一定深度以形成黑體空腔的方法。通過(guò)計(jì)算求出與介質(zhì)達(dá)到熱平衡后的圓筒空腔的有效發(fā)射系數(shù)

26、。在自動(dòng)測(cè)量和控制中就可以用此值對(duì)所測(cè)腔底溫度（即介質(zhì)溫度）進(jìn)行修正而得到介質(zhì)的真實(shí)溫度。 非接觸測(cè)溫優(yōu)點(diǎn)：測(cè)量上限不受感溫元件耐溫程度的限制，因而對(duì)最高可測(cè)溫度原則上沒有限制。對(duì)于30以上的高溫，主要采用非接觸測(cè)溫方法。隨著紅外技術(shù)的發(fā)展，輻射測(cè)溫逐漸由可見光向紅外線擴(kuò)展，30以下直至常溫都已采用，且分辨率很高。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我選用了型號(hào)re200b人體紅外溫度傳感器（如圖3-4所示），監(jiān)視器在不到0.1秒的時(shí)間里能探測(cè)到華氏1度的溫度變化，因?yàn)槿丝煞派涑龅募t外能量，紅外探測(cè)器裝置采用熱電耦，能有效地測(cè)量出這種能量。圖3-4人體紅外溫度傳感器實(shí)物圖當(dāng)有人進(jìn)入開關(guān)感應(yīng)范圍時(shí)，專用傳感器探測(cè)到人體

27、紅外光譜的變化，自動(dòng)輸出高電平，人不離開感應(yīng)范圍，將持續(xù)輸出高電平；人離開后，開關(guān)延時(shí)自動(dòng)關(guān)閉負(fù)載。靈敏度高，可靠性強(qiáng)，廣泛應(yīng)用于各類自動(dòng)感應(yīng)電器設(shè)備，延時(shí)時(shí)間:也可根據(jù)需要訂做,訂做范圍零點(diǎn)幾秒至30分鐘，超低功耗:自身功率0.00005w. 寬電壓設(shè)計(jì):4.5v-20vdc(可定做工作電壓:3-4.5vdc) 具有感應(yīng)封鎖時(shí)間：感應(yīng)模塊在每一次感應(yīng)輸出后（高電平變成低電平），可以緊跟著設(shè)置一個(gè)封鎖時(shí)間段，在此時(shí)間段內(nèi)感應(yīng)器不接受任何感應(yīng)信號(hào)。此功能可以實(shí)現(xiàn)“感應(yīng)輸出時(shí)間”和“封鎖時(shí)間”兩者的間隔工作，可應(yīng)用于間隔探測(cè)產(chǎn)品；同時(shí)此功能可有效抑制負(fù)載切換過(guò)程中產(chǎn)生的各種干擾。(此時(shí)間可設(shè)置在零

28、點(diǎn)幾秒幾十秒鐘) 觸發(fā)方式:可連續(xù)觸發(fā),不可連續(xù)觸發(fā)。（可跳線選擇）電性參數(shù):感應(yīng)方式被動(dòng)式工作電壓 4.5v-20vdc 感應(yīng)原理人體紅外最大功耗 0.00005w 感應(yīng)距離7米輸出方式高電平/低電平感應(yīng)角度 140度圓錐角負(fù)載范圍光控感應(yīng) 5lux-500lux(可調(diào))(標(biāo)準(zhǔn)無(wú)光控功能)環(huán)境溫度-20+50適用范圍！ 3.2 電路的總體設(shè)計(jì)與分析電路的總體設(shè)計(jì)是整個(gè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)應(yīng)該講究線路的清晰和簡(jiǎn)潔，下面就是電路的總體設(shè)計(jì)與分析。電路圖分為四大部分，分別是：時(shí)鐘電路；復(fù)位電路；led顯示電路以及開關(guān)電路。具體設(shè)計(jì)（如圖3-5所示）。圖3-5系統(tǒng)電路圖3.2.1 時(shí)鐘振蕩電路 在單片機(jī)

29、系統(tǒng)里時(shí)鐘振蕩電路主要是靠晶振的作用，晶振結(jié)合單片機(jī)內(nèi)部的電路，產(chǎn)生單片機(jī)所必須的時(shí)鐘頻率，單片機(jī)的一切指令的執(zhí)行都是建立在這個(gè)基礎(chǔ)上的，晶振的提供的時(shí)鐘頻率越高，那單片機(jī)的運(yùn)行速度也就越快。晶振用一種能把電能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化的晶體在共振的狀態(tài)下工作，以提供穩(wěn)定，精確的單頻振蕩。在通常工作條件下，普通的晶振頻率絕對(duì)精度可達(dá)百萬(wàn)分之五十。高級(jí)的精度更高。有些晶振還可以由外加電壓在一定范圍內(nèi)調(diào)整頻率，稱為壓控振蕩器（vcc）是內(nèi)部振蕩電路（如圖3-6所示）和外部振蕩電路（如圖3-7所示）。圖3-6 內(nèi)部振蕩電路 圖3-7 外部振蕩電路在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，時(shí)鐘振蕩電路中一般的晶振的負(fù)載電容為15p或1

30、2.5p ，如果再考慮元件引腳的等效輸入電容，則兩個(gè)22p的電容構(gòu)成晶振的振蕩電路就是比較好的選擇，有源晶振是一個(gè)完整的諧振振蕩器，所以我們選擇有源晶振。3.2.2 復(fù)位電路復(fù)位電路是由兩條支路完成，一條是由開關(guān)和20f的電解電容并聯(lián)接正后接入單片機(jī)at89s52的第9引腳上。另一條是串聯(lián)1k的電阻接地后接入單片機(jī)at89s52的第9引腳上。它們共同構(gòu)成了復(fù)位電路。3.2.3 led顯示電路led顯示電路是由led的段選輸入口經(jīng)上拉電阻后接向單片機(jī)的p0口，其6個(gè)位選端接向單片機(jī)的p2口，這就構(gòu)成了led顯示電路。3.2.4 開關(guān)電路開關(guān)電路其實(shí)是傳感器的模擬電路，溫度傳感器所檢測(cè)到的信號(hào)通過(guò)

31、開關(guān)按鍵（開關(guān)電路）輸向單片機(jī)的i/o口，經(jīng)過(guò)單片機(jī)的分析處理后控制led的輸出顯示。它是由兩個(gè)開關(guān)分別接向單片機(jī)的p1.0和p1.1口，再接地而組成的。3.3 按鍵結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)及選用微機(jī)鍵盤通常使用機(jī)械觸點(diǎn)式按鍵開關(guān)，其主要功能是把機(jī)械上的通斷轉(zhuǎn)換成為電氣上的邏輯關(guān)系。也就是說(shuō)，它能提供標(biāo)準(zhǔn)的ttl邏輯電平，以便與通用數(shù)字系統(tǒng)的邏輯電平相容。機(jī)械式按鍵再按下或釋放時(shí)，由于機(jī)械彈性作用的影響，通常伴隨有一定時(shí)間的觸點(diǎn)機(jī)械抖動(dòng)，然后其觸點(diǎn)才穩(wěn)定下來(lái)。其抖動(dòng)過(guò)程（如圖3-8所示），抖動(dòng)時(shí)間的長(zhǎng)短與開關(guān)的機(jī)械特性有關(guān)，一般為510 ms。圖3-8按鍵觸點(diǎn)的機(jī)械抖動(dòng)為了克服按鍵觸點(diǎn)機(jī)械抖動(dòng)所致的檢測(cè)誤判

32、，必須采取去抖動(dòng)措施。這一點(diǎn)可從硬件、軟件兩方面予以考慮。在鍵數(shù)較少時(shí)，可采用硬件去抖，而當(dāng)鍵數(shù)較多時(shí)，采用軟件去抖。在硬件上可采用在鍵輸出端加r-s觸發(fā)器(雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器)或單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器構(gòu)成去抖動(dòng)電路。（如圖3-9所示）是一種由r-s觸發(fā)器構(gòu)成的去抖動(dòng)電路，當(dāng)觸發(fā)器一旦翻轉(zhuǎn)，觸點(diǎn)抖動(dòng)不會(huì)對(duì)其產(chǎn)生任何影響。全編碼鍵盤能夠由硬件邏輯自動(dòng)提供與鍵對(duì)應(yīng)的編碼，此外，一般還具有去抖動(dòng)和多鍵、竄鍵保護(hù)電路。這種鍵盤使用方便，但需要較多的硬件，價(jià)格較貴，一般的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)較少采用。非編碼鍵盤只簡(jiǎn)單地提供行和列的矩陣，其它工作均由軟件完成。由于其經(jīng)濟(jì)實(shí)用，較多地應(yīng)用于單片機(jī)系統(tǒng)中。所以我這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的鍵盤，

33、也采用非編碼鍵盤。圖3-.9 雙穩(wěn)態(tài)去抖電路4、軟件環(huán)境的設(shè)計(jì)4.1 編程軟件的選擇及其簡(jiǎn)介因?yàn)樵诒敬萎厴I(yè)設(shè)計(jì)中軟件編程所應(yīng)用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的編譯平臺(tái)，還要提供豐富的庫(kù)函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，那keil c51是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。keil c51是美國(guó)keil software公司出品的51系列兼容單片機(jī)軟件開發(fā)系統(tǒng)，它提供豐富的庫(kù)函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，是包括c編譯器、宏匯編、連接器、庫(kù)管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過(guò)一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境將這些部份組合在一起。keil軟件也是目前最流行開發(fā)mcs-51系列單片機(jī)的軟件。圖4-1 keil c51編譯圖圖4-1

34、就是本次次的keil c51編程軟件的編譯圖，keil c51軟件主要是由文件列表窗口、程序編譯窗口和程序調(diào)試信息窗口等組成。4.2 仿真軟件的選擇及其簡(jiǎn)介protues 7是一款很適合簡(jiǎn)單的單片機(jī)系統(tǒng)的仿真軟件。protues軟件是英國(guó)labcenter electronics公司出版的eda工具軟件。它不僅具有其它eda工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。protues可提供的仿真元器件資源：仿真數(shù)字和模擬、交流和直流等數(shù)千種元器件，有30多個(gè)元件庫(kù)。protues可提供的仿真元器件資源：仿真數(shù)字和模擬、交流和直流等數(shù)千種元器件，有30多

35、個(gè)元件庫(kù)。protues可提供的仿真儀表資源。理論上同一種儀器可以在一個(gè)電路中隨意的調(diào)用。除了現(xiàn)實(shí)存在的儀器外，protues還提供了一個(gè)圖形顯示功能，可以將線路上變化的信號(hào)，以圖形的方式實(shí)時(shí)地顯示出來(lái)，其作用與示波器相似，但功能更多。這些虛擬儀器儀表具有理想的參數(shù)指標(biāo)。這些都盡可能減少了儀器對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。protues可提供的調(diào)試手段 protues提供了比較豐富的測(cè)試信號(hào)用于電路的測(cè)試。這些測(cè)試信號(hào)包括模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)。圖4-2就是該軟件的仿真圖。圖4-2 protues 7仿真圖4.3 程序設(shè)計(jì)4.3.1 設(shè)計(jì)分析生活中有許多進(jìn)出關(guān)卡處會(huì)進(jìn)行各方面的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，比如進(jìn)出海關(guān)口人口的統(tǒng)

36、計(jì)、收費(fèi)站的過(guò)往車輛的統(tǒng)計(jì)等。在下面的畢業(yè)設(shè)計(jì)中我將用于進(jìn)出海關(guān)口人口的統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)中。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我將學(xué)到動(dòng)態(tài)掃描控制單片機(jī)計(jì)數(shù)原理和方法。我們知道，人的記憶力并不是很好，人的眼睛看多了就會(huì)感到疲勞，再加上腦與眼同時(shí)工作更會(huì)感到疲勞。因此有時(shí)會(huì)記錯(cuò)。為此若能利用單片機(jī)的計(jì)數(shù)原理，那么就能解決這個(gè)問(wèn)題了。單片機(jī)的i/o輸出引腳是能輸出高電平或低電平信號(hào)的。如果能設(shè)計(jì)一個(gè)程序，令單片機(jī)的某一個(gè)引腳按照一定的規(guī)律進(jìn)行輸出一些符合規(guī)律的高低電平信號(hào)，那么就能過(guò)進(jìn)行數(shù)的加減了。要輸出準(zhǔn)確的信息，可以利用延時(shí)程序來(lái)控制輸出高電平或低電平的持續(xù)時(shí)間；然后，當(dāng)持續(xù)時(shí)間到時(shí)，就令該信號(hào)傳輸，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)的累加

37、。4.3.2 實(shí)現(xiàn)功能分析本設(shè)計(jì)是數(shù)的累加電路，設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)的功能如下：當(dāng)傳感器（按鍵）檢測(cè)到有信號(hào)時(shí)，編寫程序?qū)崿F(xiàn)at8951的p1口控制數(shù)碼管顯示，數(shù)碼管顯示的段在p0口，位在p2口。循環(huán)顯示000999等百位數(shù)字，顯示數(shù)字的可變時(shí)間間隔通過(guò)按鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)。利用查表程序可以完成七段碼的轉(zhuǎn)換，從而取代硬件七段譯碼電路，查表程序本身并無(wú)復(fù)雜之處，需要注意的是七段碼的取值，因?yàn)槠叨螖?shù)碼管有共陽(yáng)極及共陰極之分。共陽(yáng)極是低電平有效時(shí)有效輸入。共陰極是高電平時(shí)有效輸入，所以在c51單片機(jī)里，數(shù)碼管是共陽(yáng)極的就要讓i/o口的電位變?yōu)榈碗娢?。如果是共陰極的就是合i/o口的電位變?yōu)楦唠娢?，因些不同的器件?huì)有不同的

38、數(shù)碼值。另外引腳信號(hào)與碼位的對(duì)應(yīng)關(guān)系也會(huì)影響碼值，即引腳可以由高到低排列(7-1)，也可以由低到高排列(1-7)。本畢業(yè)設(shè)計(jì)的數(shù)碼管為共陽(yáng)極，采用由高到低的排列。例如對(duì)應(yīng)0的二進(jìn)制代碼為11000000，在畢業(yè)設(shè)計(jì)圖中。由單片機(jī)進(jìn)行數(shù)的累加設(shè)計(jì)。當(dāng)光敏傳感器檢測(cè)到信號(hào)時(shí)，相關(guān)電位變?yōu)榈碗娢淮耸怯行?，就可進(jìn)行一次數(shù)的加。與此同是當(dāng)個(gè)為加到9時(shí)，自動(dòng)跳到十為進(jìn)1，而個(gè)為自動(dòng)清零。當(dāng)十位加到9時(shí)，再加一時(shí)個(gè)位與十為清零，百位加一。根據(jù)以上的設(shè)計(jì)功能要求，本畢業(yè)設(shè)計(jì)中要產(chǎn)生兩個(gè)累加信號(hào)，即兩個(gè)不同的信號(hào)。這兩個(gè)信號(hào)分別為控制進(jìn)站和出站人口的數(shù)量。對(duì)應(yīng)來(lái)說(shuō)，已可以詳細(xì)得知其原理分析，單片機(jī)的晶體振蕩器采

39、用的是12mhz的石英晶體振蕩器，用p1.0引腳作為傳感器信息的輸入引腳，用p1.1引腳作為另一個(gè)傳感器信息的輸入引腳用分別進(jìn)行各自相關(guān)數(shù)的累加。當(dāng)p1.0引腳上的電平信號(hào)從高電平轉(zhuǎn)為低電平時(shí)，系統(tǒng)啟動(dòng)數(shù)碼管加一；反之，當(dāng)p1.0引腳上的電平信號(hào)從低電平轉(zhuǎn)為高電平時(shí)，系統(tǒng)停止加數(shù)。另外，當(dāng)p1.1引腳上的電平信號(hào)從高電平轉(zhuǎn)為低電平時(shí)，系統(tǒng)同樣啟動(dòng)數(shù)碼管累加顯示。反之，當(dāng)p1.1引腳上的電平信號(hào)從低電平轉(zhuǎn)為高電平時(shí)，系統(tǒng)停止計(jì)數(shù)。從單片機(jī)引腳中輸出的信號(hào)比較弱，而且還伴有一些干擾信號(hào)的影響。因此，為了能得到清晰、穩(wěn)定和準(zhǔn)確的信號(hào)，在單片機(jī)的按鍵程序中因加延時(shí)的，這樣才能夠避免誤操作。電路中使用的

40、數(shù)碼管為普通共陽(yáng)極六位七段數(shù)碼管即可完成設(shè)計(jì)。源程序清單（附錄 所示）。4.3.3 流程圖的設(shè)計(jì)根據(jù)前面的設(shè)計(jì)功能分析，程序中要設(shè)計(jì)一個(gè)延時(shí)的子程序兩個(gè)分別顯示000-999的子程序，然后，借此延時(shí)程序，就能完成判斷是否是傳感器的誤操作。具體的程序流程如圖4-3所示。開始把初始值賦給6個(gè)數(shù)碼管 按鍵判斷n yk1按下k2按下個(gè)位加1個(gè)位加1個(gè)位是10？個(gè)位是10？nnyy十位加1，個(gè)位清零十位加1，個(gè)位清零十位是10？十位是10？nnyy百位加1，個(gè)位、十位清零百位加1，個(gè)位、十位清零百位是10？百位是10？nnyy個(gè)、十、百位都清零個(gè)、十、百位都清零圖4-3 流程圖結(jié) 論通過(guò)這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，

41、使我對(duì)單片機(jī)有了更深的認(rèn)識(shí)，從理論和實(shí)踐上都得到了很大的提高，所以這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成使我學(xué)到了很多東西。首先，豐富了自己的知識(shí)面，學(xué)到了以前沒能學(xué)通的東西，具體了解了怎樣去完成一個(gè)電路的設(shè)計(jì)：從流程圖、電路圖、仿真等一整套東西。從畢業(yè)設(shè)計(jì)中，學(xué)到了單片機(jī)at89c51的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其工作原理，了解了時(shí)鐘電路和控制電路的工作原理，還有共陽(yáng)極數(shù)碼管的工作原理，鞏固了匯編語(yǔ)言的使用能力，提高了自己動(dòng)手的能力，學(xué)到了很多經(jīng)驗(yàn)，并且提高了自己分析問(wèn)題的能力和創(chuàng)新能力，得到了理論聯(lián)系實(shí)際的機(jī)會(huì)，做出了成果。使自己在硬件設(shè)計(jì)方面樹立了信心，為以后從事這方面的工作打好了基礎(chǔ)，這也是這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的最大收獲。本次利

42、用mcs51匯編語(yǔ)言編制，運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)的特點(diǎn)：可靠性高、易擴(kuò)展、控制功能強(qiáng)、適用性強(qiáng)、系統(tǒng)成本低廉、操作簡(jiǎn)單。所以在市場(chǎng)的前景非常樂(lè)觀。當(dāng)然由于時(shí)間倉(cāng)促，加上本人的水平有限以及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的缺乏，設(shè)計(jì)中尚有許多不足之處，盡請(qǐng)各位老師評(píng)閱指正！致 謝本文是在老師的精心指導(dǎo)下完成的。在此，向他表示衷心的感謝；以及各個(gè)老師的認(rèn)真的教導(dǎo)才使我學(xué)會(huì)這些知識(shí)和技術(shù)。雖然在做畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到了許多困難，但是溫洪昌老師一直鼓勵(lì)我們要認(rèn)真的把畢業(yè)設(shè)計(jì)做下去，并且?guī)椭覀兘鉀Q當(dāng)中的困難，才使我最終完成了這份畢業(yè)設(shè)計(jì)。這兩年的學(xué)習(xí)過(guò)程中我也遇到了很多很多的困難甚至有些時(shí)候都想放棄，是教我們的老師和班主任一直在精神上和

43、實(shí)際的行動(dòng)中支持我，才使我走完了這兩年的時(shí)光，現(xiàn)在回想起來(lái)還真的是一段難以讓人忘記的記憶！也感謝評(píng)閱我畢業(yè)設(shè)計(jì)的各位老師們，能夠認(rèn)真、嚴(yán)厲的指出我其中的錯(cuò)誤，使我加以改正，我相信這樣對(duì)我以后人生道路上會(huì)有很大幫助，也許你們會(huì)讓我變的更加不怕失敗、不怕接受批評(píng)！當(dāng)然在此，我也必須感謝互聯(lián)網(wǎng)百度、谷歌公司在網(wǎng)絡(luò)上為我提供了大量的資料，使我在網(wǎng)絡(luò)上學(xué)到和得到了許多的知識(shí)和資料，才使我在做畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)候變的這么的輕松！ 總之是我身邊的同學(xué)、老師給我了大量的幫助才使我完成了這份畢業(yè)設(shè)計(jì)，我做完這份畢業(yè)設(shè)計(jì)也使我在其中學(xué)到許多許多的知識(shí)，也使我認(rèn)識(shí)到了困難和問(wèn)題是人可以解決的，使我相信只有相信自己，才會(huì)得

44、到自己想要的答案和結(jié)果。我堅(jiān)信這樣會(huì)對(duì)我以后的人生有很大幫助！這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)之所以能很好的完成，除了自己的努力外，也離不開老師、同學(xué)的幫助，特別是老師，可以說(shuō)沒有他們的幫助，我就很難完成這次畢業(yè)設(shè)計(jì)。在此對(duì)他們的無(wú)私幫助表示感謝。感謝我的導(dǎo)師老師，他嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣，他循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無(wú)盡的啟迪，是他的親歷親為的指導(dǎo)才使我得以完成了本次設(shè)計(jì)。參考文獻(xiàn)1 micrel inc，qwikradio tm uhf ask transmitter j，20012 肖婧.單片機(jī)入門與趣味實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)m.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，20083 偉斌.8051系列單片機(jī)應(yīng)用手冊(cè)m.北京：科學(xué)出版社，19974 吳金戌，郭庭吉.8051單片機(jī)實(shí)踐與應(yīng)用j.北京：清華大學(xué)出版社，20025 胡漢才.單片機(jī)原理及其接口技術(shù)m.北京：清華大學(xué)出版社，20026 徐建軍.mcs-51單片機(jī)系列應(yīng)用及接口技術(shù)m.北京：人民郵電出版社，20037 李曉奎.單片機(jī)原理與應(yīng)用j.北京：電子工業(yè)出版社，20038 李朝青.單片機(jī)及接口技術(shù)m.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，20039 汪德彪.mcs-51單片機(jī)原理及接口技