人流量統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

人流量統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)Preparedon22November2020Southwestuniversityofscienceandtechnology本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）基于紅外傳感器的公共場(chǎng)所人流量統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)設(shè)

計(jì)學(xué)院名稱 信息工程學(xué)院專業(yè)名稱 電子信息工程學(xué)生姓名 張?jiān)旅蓪W(xué)號(hào) 指導(dǎo)教師 鄧琥二0—四年六基于紅外傳感器的公共場(chǎng)所人流量統(tǒng)計(jì)系

統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我們的生活也不斷的朝智能化方向發(fā)展。各種智能化產(chǎn)品頻繁出現(xiàn)在我們的生活中，其中單片機(jī)是最常用的智能化控制核心，為了能更好的了解單片機(jī)，我打算利用單片機(jī)設(shè)計(jì)一個(gè)公共場(chǎng)所人流量統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)。本系統(tǒng)采用STC89C51單片機(jī)作為整個(gè)系統(tǒng)的控制核心，利用人體紅外感應(yīng)模塊來(lái)檢測(cè)是否有人員通過(guò)門(mén)，有人員通過(guò)則輸出高電平，再根據(jù)實(shí)際情況由單片機(jī)判斷人員是進(jìn)入還是出去，最后將人員進(jìn)出情況送液晶屏顯示。同時(shí)系統(tǒng)還具有顯示時(shí)間和時(shí)間可調(diào)的功能，這將使我們能更加直觀的了解到各個(gè)時(shí)段人流量的變化情況。本次設(shè)計(jì)中的單片機(jī)控制程序采用C語(yǔ)言編寫(xiě)，具有結(jié)構(gòu)清楚，便于理解以及改進(jìn)功能的特點(diǎn)。關(guān)鍵詞：人流量統(tǒng)計(jì)；人體紅外感應(yīng)器；51單片機(jī)DesignOfTheFlowOfPeopleStatisticsSystemBased

OnInfraredSensorAbstract:Withthedevelopmentofscienceandtechnology,ourlifehasbeendevelopinginthedirectionofintelligence.Variouskindsofintelligentproductsoftenappearinourlives,SCMisthecoreofintelligentcontrolofthemostcommonlyused,InordertobetterunderstandingofSCM,I'mgoingtodesignapublictrafficstatisticssystemusingsinglechipmicrocomputer.ThesystemusesSTC89C51microcontrollerasthecontrolcoreofthewholesystem,usingtheinfraredhumanbodyinductionmoduletodetectwhetherthereisthepeoplethroughthedoor,SomepeoplethroughthedoorInfraredhumanbodyinductionmoduleoutputhighlevel.Accordingtotheactualsituationbythemicrocontrollerjudgmentpersonnelintoandoutof,Finally,willsendtheLCDscreendisplay.Atthesametime,thesystemalsohasthefunctionofdisplayingtimeandtimecanbeadjusted,thiswillenableustounderstandthechangesoftheflowofpeoplemoreintuitive.SCMcontrolprogramofthisdesignusingClanguage,hastheadvantagesofthatthestructureisclear,easytounderstandandimprovethefunctions.Keyword:TheflowofpeopleStatistics,Thehumanbodyinfraredsensor,The51singlechip microcomputer第1章緒論選題背景及意義當(dāng)今社會(huì)，城市發(fā)展十分迅猛，城市的人口急劇增長(zhǎng)，人員流量日益加大?？土魍ǔＲ脖环Q作人流量，是大型商場(chǎng)、購(gòu)物中心、連鎖店、機(jī)場(chǎng)、車站、博物館、展覽館等公共場(chǎng)所在管理和決策方面不可缺少的數(shù)據(jù)，對(duì)于零售業(yè)而言，人流量更是非常基礎(chǔ)的指標(biāo)。在商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的今天，有效的商業(yè)管理已經(jīng)成為商業(yè)營(yíng)銷成敗的重要因素。商業(yè)模式逐步由傳統(tǒng)坐商向極具主動(dòng)性的行商轉(zhuǎn)變，對(duì)商業(yè)管理者提出了更高要求：必須在最短時(shí)間內(nèi)對(duì)市場(chǎng)的微弱變化做出快速反應(yīng)，且具備市場(chǎng)預(yù)見(jiàn)性和最大限度的節(jié)約商業(yè)運(yùn)做成本，提高商場(chǎng)日常經(jīng)營(yíng)決策的科學(xué)性、購(gòu)物環(huán)境舒適性、人力資源調(diào)配的合理性等。因其與銷售量直接的正比關(guān)系，人們對(duì)人流量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的重視由來(lái)已久。人流量對(duì)于依賴于人流量量的產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)意義重大。就拿零售業(yè)來(lái)說(shuō)，顧客是貨幣的攜帶者，又是商品的潛在購(gòu)買(mǎi)者，研究流量規(guī)律，可以增加銷售機(jī)會(huì)，將觀看者轉(zhuǎn)變?yōu)橘?gòu)物者，最大限度地挖掘商場(chǎng)的銷售潛力，增加利潤(rùn)。人流量是重要的衡量工具，通過(guò)這一準(zhǔn)確的量化的數(shù)據(jù)，您不但可以獲得您的商場(chǎng)、購(gòu)物中心、博物館或者飛機(jī)場(chǎng)完整的正在運(yùn)行的狀況，而且您還可以利用這些高精度的數(shù)據(jù)，進(jìn)行有效的組織運(yùn)營(yíng)工作！人流量統(tǒng)計(jì)的重要性主要可以表現(xiàn)在以下這些方面：通過(guò)統(tǒng)計(jì)出入口的人流量，您可以了解出入口設(shè)置的合理程度；通過(guò)統(tǒng)計(jì)出入口人流量進(jìn)出的方向，可以了解出入通道設(shè)置的合理程度；通過(guò)統(tǒng)計(jì)主要樓層人流量狀態(tài)，從而進(jìn)行店面的合理分布；統(tǒng)計(jì)各個(gè)區(qū)域的吸引率和繁忙度；有效評(píng)估所舉行的營(yíng)銷和促銷投資的回報(bào)；根據(jù)人流量變化，更有效分配物業(yè)管理、維護(hù)人員；通過(guò)人流量人群轉(zhuǎn)化率，提高商場(chǎng)服務(wù)質(zhì)量；通過(guò)人流量人群購(gòu)買(mǎi)率，提高營(yíng)銷和促銷的效率計(jì)算人流量人群的平均消費(fèi)能力；客觀決定租金價(jià)位水平；評(píng)估和優(yōu)化宣傳廣告和促銷預(yù)算。他們根據(jù)來(lái)訪顧客數(shù)量的多少來(lái)決定回饋顧客資金的使用。他們可以知道什么時(shí)間是開(kāi)關(guān)店的最佳時(shí)間。獲得了更多在銷售過(guò)程中有關(guān)銷售和訪問(wèn)者方面的真實(shí)想法。顯示當(dāng)前人流量狀態(tài)和變化趨勢(shì)，管理人員可以對(duì)流量比較大的區(qū)域采取預(yù)防突發(fā)事件措施[1],并可實(shí)施觀察商場(chǎng)當(dāng)前的實(shí)際人數(shù)等等。人流量統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)的需求分析國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀人們對(duì)人流量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)最早的方式是靠人工統(tǒng)計(jì)的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的。商場(chǎng)派出若干名員工在預(yù)先設(shè)定好的時(shí)間內(nèi)，在出入口持續(xù)地對(duì)進(jìn)入商場(chǎng)的顧客通過(guò)目測(cè)進(jìn)行計(jì)數(shù)，然后利用手工統(tǒng)計(jì)的方式來(lái)了解、掌握商場(chǎng)的客流信息。由于當(dāng)今社會(huì)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)異常殘酷，人工統(tǒng)計(jì)方式已經(jīng)完全不能滿足市場(chǎng)需求，逐步被自動(dòng)化統(tǒng)計(jì)所取代已是必然趨勢(shì)。紅外遮擋系統(tǒng)和壓力傳感系統(tǒng)是早期自動(dòng)客流信息統(tǒng)計(jì)所采用的主要方法，雖然它們具有易實(shí)現(xiàn)、低成本等優(yōu)點(diǎn)，但是也有計(jì)數(shù)不準(zhǔn)確、應(yīng)用場(chǎng)所有 限等缺點(diǎn)。特別是在人流密集擁堵時(shí)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果誤差很大。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，傳感器技術(shù)也越來(lái)越多的應(yīng)用在了客流量采集方面，出現(xiàn)了基于傳感器的客流信息采集系統(tǒng)，但此系統(tǒng)適應(yīng)性不強(qiáng)，僅適于客流量小的場(chǎng)所。后來(lái)又引入的壓力傳感器計(jì)數(shù)技術(shù)，通過(guò)對(duì)人體通過(guò)壓力傳感器時(shí)產(chǎn)生的壓力信號(hào)進(jìn)行判斷來(lái)確定人數(shù)。然而壓力傳感器的缺點(diǎn)也很明顯，不但客流密集時(shí)不能準(zhǔn)確計(jì)數(shù)，而且使用壽命短，安裝調(diào)試也很不方便。近年來(lái)的研究熱點(diǎn)是基于視頻的客流統(tǒng)計(jì)方法。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展和圖像處理技術(shù)的日益興起與不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的客流統(tǒng)計(jì)方法所面對(duì)的很多問(wèn)題有了新的應(yīng)對(duì)方法。采用視頻分析技術(shù)的視頻客流統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)開(kāi)始嶄露頭角，因其優(yōu)越的性能、精確的統(tǒng)計(jì)結(jié)果、簡(jiǎn)單的安裝實(shí)現(xiàn)方式以及低廉的成本等特性，正逐步被商場(chǎng)等購(gòu)物場(chǎng)所采納使用⑵。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前香港、日本、新加坡、歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)90%以上的大型商場(chǎng)及連鎖商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)都在廣泛使用實(shí)時(shí)客流分析系統(tǒng)。生產(chǎn)需求狀況對(duì)于那些希望切實(shí)監(jiān)控商場(chǎng)各個(gè)門(mén)店客流銷售情況，并且正確的做出決策的管理者，人流統(tǒng)計(jì)分析是一個(gè)很好地輔助工具。它可以向管理者展示當(dāng)前的事實(shí)客流數(shù)據(jù)，使管理者對(duì)各個(gè)時(shí)段的客流做出分析，高效的完成商場(chǎng)的管理工作。對(duì)于人流量比較集中的大型公共場(chǎng)所，掌握各個(gè)區(qū)域的人流量變化情況顯得更加重要，管理者可以提前對(duì)流量比較大的區(qū)域采取預(yù)防突發(fā)事件措施，所以說(shuō)人流量統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)的發(fā)展前景非常好。隨著電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，智能視頻技術(shù)將成為研究的熱點(diǎn)，并替代傳統(tǒng)的人流統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)。本文的工作和結(jié)構(gòu)本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是：以51單片機(jī)為核心，添加必要的元器件，實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)易的人流量統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)，它符合人流量統(tǒng)計(jì)的基本要求，并且具有顯示時(shí)間和時(shí)間可調(diào)的功能。論文首先討論了研究方案的選擇以及各種元器件的選擇之后，開(kāi)始介紹整個(gè)系統(tǒng)的硬件電路的各個(gè)模塊的功能，以及整個(gè)系統(tǒng)的仿真結(jié)果。最后通過(guò)必要的流程圖講解了整個(gè)軟件的設(shè)計(jì)過(guò)程，最終完成論文的編寫(xiě)。第2章設(shè)計(jì)方案研究設(shè)計(jì)內(nèi)容本次的設(shè)計(jì)內(nèi)容是利用單片機(jī)和必要的元器件設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)易的公共場(chǎng)所人流量統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)，具體要求如下：、用電子器件設(shè)計(jì)制作一個(gè)人流量系統(tǒng)，使之可以統(tǒng)計(jì)和顯示在某一時(shí)間內(nèi)進(jìn)出的人流量。、每當(dāng)有一個(gè)人從門(mén)進(jìn)入時(shí)，IN門(mén)將顯示加一；當(dāng)有一個(gè)人從門(mén)出去時(shí)，OUT門(mén)將顯示加一。、該系統(tǒng)能夠顯示時(shí)間從早上8:00——晚上8:00，從而計(jì)算在這段時(shí)間的人流量。設(shè)計(jì)方案討論此次設(shè)計(jì)的人流量統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)有兩種方案：第一種是采用壓力傳感器來(lái)檢測(cè)，通過(guò)判斷人體的重量來(lái)判斷是否有人進(jìn)出。第二種是采用紅外傳感器檢測(cè)，其中方案一傳感器對(duì)人體重量要求嚴(yán)格，對(duì)踩在上面的人所產(chǎn)生的壓力的不確定性而產(chǎn)生誤判，而且工程量大，不易安裝。所以，在本次設(shè)計(jì)中我決定采用紅外傳感器來(lái)得到是否有人通過(guò)的信號(hào)，傳感器與單片機(jī)相連，單片機(jī)通過(guò)傳感器輸入的電信號(hào)的變化判斷人員的進(jìn)出，最后由單片機(jī)將人員進(jìn)出情況送液晶顯示屏進(jìn)行顯示，原理框圖如圖2-1所示。系統(tǒng)想要準(zhǔn)確的統(tǒng)計(jì)出進(jìn)出門(mén)的人數(shù)，就要求傳感器要有很強(qiáng)的抗干擾性，現(xiàn)在最常用的傳感器是紅外對(duì)管和熱釋電人體紅外傳感器。紅外對(duì)管的原理是：一個(gè)紅外發(fā)射，一個(gè)紅外接收，當(dāng)有物體檔在中間時(shí)，接收管接收不到信號(hào)，發(fā)出的電脈沖也不一樣大小，可以利用電脈沖的變化來(lái)判斷有無(wú)人員通過(guò)門(mén)［3］。但是采用紅外對(duì)管不利于安裝，并且干擾很大，比如一個(gè)人推著一個(gè)箱子通過(guò)門(mén)進(jìn)入室內(nèi)，這時(shí)紅外信號(hào)將被遮擋兩次，導(dǎo)致統(tǒng)計(jì)結(jié)果就是進(jìn)入2人，統(tǒng)計(jì)誤差將會(huì)很大［4］。所以在這次的設(shè)計(jì)中我將采用熱釋電人體紅外傳感器來(lái)檢測(cè)人員的進(jìn)出，熱釋電人體紅外傳感器的特點(diǎn)是它只有在由于外界的輻射而引起它本身的溫度變化時(shí)，才給出一個(gè)相應(yīng)的電信號(hào)，當(dāng)溫度的變化趨于穩(wěn)定后就再?zèng)]有信號(hào)輸出，所以熱釋電人體紅外傳感器只對(duì)運(yùn)動(dòng)的人體敏感，不會(huì)被其他物體干擾，所以不會(huì)出現(xiàn)上面的情況。所以說(shuō)熱釋電人體紅外傳感器比紅外對(duì)管具有更高的抗干擾性，而且安裝更為方便。此外系統(tǒng)還要求能顯示時(shí)間并且時(shí)間可調(diào)，一種方法是通過(guò)程序控制單片機(jī)自己的系統(tǒng)時(shí)鐘做“秒”“分”“時(shí)”的累計(jì)，模擬出一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。另一種是用DS1302時(shí)鐘芯片，它能夠向單片機(jī)提供秒、分、時(shí)、日、月、年、及星期等實(shí)時(shí)時(shí)間信息，并能夠?qū)﹂c年天數(shù)自動(dòng)調(diào)整，日歷有效至2100年。第一種方案中單片機(jī)的定時(shí)器用的是它自己的晶振，不是專門(mén)用來(lái)做電子鐘的，因此精度不高，而且操作麻煩，不容易實(shí)現(xiàn)。DS1302它是一種時(shí)鐘芯片，內(nèi)部有專用的寄存器用于存年月日時(shí)分秒，用的晶振也是另接的，高精度。當(dāng)秒改變到一定量是，分會(huì)自動(dòng)加一，寫(xiě)程序比較簡(jiǎn)單，所以采用時(shí)鐘芯片向單片機(jī)提供時(shí)間信息。在顯示方面可以采用LCD或LED來(lái)顯示，其中數(shù)碼管顯示內(nèi)容單一，液晶則比較豐富；數(shù)碼管一般就是一個(gè)7段的8字，當(dāng)然多的有16段的中間米字型的，液晶可以顯示各種內(nèi)容。（最基本的）數(shù)碼管是自發(fā)光的，液晶是靠背光（環(huán)境）的。數(shù)碼管是LED發(fā)光的效果，液晶是分子偏轉(zhuǎn)引起的暗影效果，而且數(shù)碼管比液晶耗電。所以在系統(tǒng)中采用LCD顯示內(nèi)容［5］。系統(tǒng)總體框圖如圖2-2所示。顯示：LCD1602單片機(jī)

時(shí)間設(shè)置：按鍵紅外傳感器單片機(jī)

時(shí)間設(shè)置：按鍵紅外傳感器DS1302第3章人流量統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)的硬件電路單片機(jī)最小系統(tǒng)系統(tǒng)STC89C51芯片簡(jiǎn)介STC89C51RC是采用8051核的ISP（InSystemProgramming）在系統(tǒng)可編程芯片，最高工作時(shí)鐘頻率為80MHz，片內(nèi)含8KBytes的可反復(fù)擦寫(xiě)1000次的Flash只讀程序存儲(chǔ)器，器件兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISPFlash存儲(chǔ)單元，具有在系統(tǒng)可編程（ISP）特性，配合PC端的控制程序即可將用戶的程序代碼下載進(jìn)單片機(jī)內(nèi)部，省去了購(gòu)買(mǎi)通用編程器，而且速度更快。STC89C51系列單片機(jī)是從引腳到內(nèi)核都完全兼容標(biāo)準(zhǔn) 8051的單片機(jī)，有PDIP-40、PLCC-44、PQFP-44三種封裝形式。STC89C51/52/53/54/55/58/516芯片分別含有4K/8K/15K/16K/20K/32K/64K字節(jié)FLASHROM供用戶編程使用。除了內(nèi)含F(xiàn)LASHROM容量的不同外，STC89C系列單片機(jī)還分成STC89C5xRC/RD+（VCC為5V）、S17C89LE5xRC/RD+（VCC為、STC89LE5xAD（VCC為，帶8位A/D轉(zhuǎn)換電路）等型號(hào)。其中51/52/53型號(hào)后綴為RC，表明片內(nèi)集成了512字節(jié)RAM。54/58/516型號(hào)后綴為RD+，表明片內(nèi)集成了1280字節(jié)RAM。后綴為AD則表明片內(nèi)集成了A/D轉(zhuǎn)換電路和512字節(jié)RAM。STC89C系列單片機(jī)是高速/低功耗的新一代8051單片機(jī)，最高工作頻率可分別達(dá)到25MHz?50MHz，具體在芯片上的型號(hào)名稱后以“-XX”標(biāo)注。STC89C系列單片機(jī)有較寬的工作電壓，5V型號(hào)的可工作于?，型號(hào)的可工作于?（ISP/IAP操作時(shí)對(duì)電壓要求會(huì)稍嚴(yán)）。正常工作模式下的典型耗電為4mA?7mA，空閑模式為2mA，掉電模式（可由外部中斷喚醒）下則小于心。STC89C51各引腳功能STC89C51芯片總共有有40個(gè)引腳，其中32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）口，5個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)2層中斷嵌套中斷，2個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個(gè)全雙工串行通信口，看門(mén)狗（WDT）電路，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器。STC89C51芯片的引腳分布圖如圖3-1所示。圖3-1STC89C51引腳圖STC89C51芯片的各引腳的功能如下：P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開(kāi)路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門(mén)電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫(xiě)1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時(shí)，P0口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門(mén)電流。P1口管腳寫(xiě)入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門(mén)電流，當(dāng)P2口被寫(xiě)“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫(xiě)時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門(mén)電流。當(dāng)P3口寫(xiě)入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如表3-1所示。P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。表3-1P3口特殊功能引腳 功能RXD（串行輸入口）TXD（串行輸出口）INT0（外部中斷0）INT1（外部中斷1）T0（記時(shí)器0外部輸入）T1（記時(shí)器1外部輸入）WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通）RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。ALE/PROG：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)，ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無(wú)效。/PSEN:外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不會(huì)出現(xiàn)。/EA/VPP:當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)舊人端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。XTAL2:來(lái)自反向振蕩器的輸出。最小系統(tǒng)電路圖單片機(jī)最小系統(tǒng)，或者稱為最小應(yīng)用系統(tǒng)，就是指一個(gè)單片機(jī)能開(kāi)始獨(dú)立工作所需的最基本的外部電路連接［6］。對(duì)51系列單片機(jī)來(lái)說(shuō)，最小系統(tǒng)一般應(yīng)該包括：?jiǎn)纹瑱C(jī)、晶振電路、復(fù)位電路。在Protues中繪制的最小系統(tǒng)如圖3-2所示。圖3-2單片機(jī)最小系統(tǒng)圖在單片機(jī)系統(tǒng)中，復(fù)位電路是非常關(guān)鍵的，當(dāng)程序運(yùn)行不正?；蛩罊C(jī)（停止運(yùn)行）時(shí)，就需要進(jìn)行復(fù)位操作。MCS-51系列單片機(jī)的復(fù)位引腳RST（第9管腳）出現(xiàn)2個(gè)機(jī)器周期以上的高電平時(shí)，單片機(jī)就執(zhí)行復(fù)位操作。如果RST持續(xù)為高電平，單片機(jī)就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)。在電路圖中，電容的的大小是10uF，電阻的大小是10k。所以根據(jù)公式，可以算出電容充電到電源電壓的倍（單片機(jī)的電源是5V,所以當(dāng)充電到倍即為），需要的充電時(shí)間是電容的值與電阻的值相乘為。在啟動(dòng)的內(nèi)，電容兩端的電壓從0?增加。這個(gè)時(shí)候10K電阻兩端的電壓為從5?減少。所以在內(nèi)，RST引腳所接收到的電壓是5V?。而在51單片機(jī)中小于的電壓信號(hào)為低電平信號(hào)，所以在開(kāi)機(jī)內(nèi)，單片機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)復(fù)位。在單片機(jī)啟動(dòng)后，電容C兩端的電壓持續(xù)充電為5V，這是時(shí)候10K電阻兩端的電壓接近于0V，RST處于低電平所以系統(tǒng)正常工作。當(dāng)按鍵按下的時(shí)候，開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，這個(gè)時(shí)候電容兩端形成了一個(gè)回路，電容被短路，所以在按鍵按下的這個(gè)過(guò)程中，電容開(kāi)始釋放之前充的電量。隨著時(shí)間的推移，電容的電壓在內(nèi)，從5V釋放到變?yōu)榱?，甚至更小，這個(gè)時(shí)候10K電阻兩端的電壓為，甚至更大，所以RST引腳又接收到高電平，單片機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)復(fù)位。時(shí)鐘是單片機(jī)的心臟，單片機(jī)各功能部件的運(yùn)行都是以時(shí)鐘頻率為基準(zhǔn)，有條不紊地一拍一拍地工作［7］。因此，時(shí)鐘頻率直接影響單片機(jī)的速度，時(shí)鐘電路的質(zhì)量也直接影響單片機(jī)系統(tǒng)穩(wěn)定性。電路中的電容典型值通常選擇30pF左右，該電容大小會(huì)影響振蕩器頻率的高低、振蕩器的穩(wěn)定性、起振的快速性和溫度的穩(wěn)定性［8］。晶振的振蕩器頻率的范圍通常在?12MHz之間，晶體的頻率越高，則系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率也就變高，單片機(jī)的運(yùn)行速度也就越快。但反過(guò)來(lái)運(yùn)行速度快，對(duì)存儲(chǔ)器的速度要求就高。對(duì)印刷電路板的工藝要求也高，即要求淺間的寄生電容要小；晶體和電容應(yīng)盡可能安裝得與單片機(jī)芯片靠近，以減少寄生生活，更好的保證振蕩器穩(wěn)定，可靠地工作。電路中的兩個(gè)電容的作用有兩個(gè)：一是幫助振蕩器起振（C1C2的值大，起振的速度慢；反之，速度快。）；二是對(duì)振蕩器的頻率起到微調(diào)的作用（C1C2的值大，頻率略有減少，反之，頻率略有提高）。本設(shè)計(jì)采用12MHz晶振，并聯(lián)兩個(gè)22pF瓷片電容C1及C2構(gòu)成時(shí)鐘電路。DS1302時(shí)鐘芯片模塊DS1302時(shí)鐘芯片簡(jiǎn)介DS1302是DALLAS公司推出的涓流充電時(shí)鐘芯片，內(nèi)含一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷和31字節(jié)靜態(tài)RAM，可以通過(guò)串行接口與單片機(jī)進(jìn)行通信。實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷電路提供秒、分、時(shí)、日、星期、月、年的信息，每個(gè)月的天數(shù)和閏年的天數(shù)可以自動(dòng)調(diào)整，時(shí)鐘操作可通過(guò)AM/PM標(biāo)志位決定采用24或12小時(shí)時(shí)間格式。DS1302與單片機(jī)之間能簡(jiǎn)單地采用同步串行的方式進(jìn)行通信，僅需三根I/O線：復(fù)位（RST）、I/O數(shù)據(jù)線、串行時(shí)鐘（SCLK）。時(shí)鐘/RAM的讀/寫(xiě)數(shù)據(jù)以一字節(jié)或多達(dá)31字節(jié)的字符組方式通信。DS1302工作時(shí)功耗很低，保持?jǐn)?shù)據(jù)和時(shí)鐘信息時(shí)，功耗小于1mW。工作電壓寬達(dá)?。采用雙電源供電（主電源和備用電源），可設(shè)置備用電源充電方式，提供了對(duì)后背電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。DS1302的外部引腳功能說(shuō)明如圖3-3所示。圖3-3DS1302引腳圖DS1302各引腳功能如表3-2所示。表3-2DS1302各引腳功能引腳功能X1，X2晶振引腳GND地RST復(fù)位（低電平有效）I/O數(shù)據(jù)輸入/輸出SCLK串行時(shí)鐘VCC1可提供單電源控制也可用作備用電源VCC2主電源引腳DS1302的內(nèi)部主要組成部分為：電源控制、移位寄存器、命令與控制邏輯、振蕩器與分頻器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘以及RAM。雖然數(shù)據(jù)分成兩種，但是對(duì)單片機(jī)的程序而言，其實(shí)是一樣的，就是對(duì)特定的地址進(jìn)行讀寫(xiě)操作。DS1302的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3-4所示。圖3-4DS1302結(jié)構(gòu)圖DS1302芯片工作原理DS1302工作時(shí)為了對(duì)任何數(shù)據(jù)傳送進(jìn)行初始化，需要將復(fù)位腳（RST）置為高電平且將8位地址和命令信息裝入移位寄存器。數(shù)據(jù)在時(shí)鐘（SCLK）的上升沿時(shí)串行輸入，前8位指定訪問(wèn)地址，命令字裝入移位寄存器后，在之后的時(shí)鐘周期，讀操作時(shí)輸出數(shù)據(jù)，寫(xiě)操作時(shí)輸出數(shù)據(jù)。時(shí)鐘脈沖的個(gè)數(shù)在單字節(jié)方式下為8+8（8位地址+8位數(shù)據(jù)），在多字節(jié)方式下為8加最多可達(dá)248的數(shù)據(jù)。DS1302的寄存器和控制命令對(duì)DS1302的操作就是對(duì)其內(nèi)部寄存器的操作，DS1302內(nèi)部共有12個(gè)寄存器，其中有7個(gè)寄存器與日歷、時(shí)鐘相關(guān)，存放的數(shù)據(jù)位為BCD碼形式。此外，DS1302還有年份寄存器、控制寄存器、充電寄存器、時(shí)鐘突發(fā)寄存器及與RAM相關(guān)的寄存器等。時(shí)鐘突發(fā)寄存器可一次性順序讀寫(xiě)除充電寄存器以外的寄存器。日歷、時(shí)間寄存器及控制字如表3-3所示。表3-3DS1302時(shí)間寄存器及控制字寄存器名稱取值范圍D7D6D5D4D3D2D1D0秒寄存器00?59CH秒的十位秒的個(gè)位分寄存器00?590分的十位分的個(gè)位小時(shí)寄存器01~12或00?2312/240A/PHR小時(shí)的個(gè)位日寄存器01?3100日的十位日的個(gè)位月寄存器01?120001/0月的個(gè)位星期寄存器01?070000星期幾年寄存器01?99年的十位年的個(gè)位寫(xiě)保護(hù)寄存器WP00000000涓流充電寄存器TCSTCSTCSTCSDSDSRSRSRS時(shí)鐘突發(fā)寄存器小時(shí)寄存器（85h、84h）的位7用于定義DS1302是運(yùn)行于12小時(shí)模式還是24小時(shí)模式。當(dāng)為高時(shí)，選擇12小時(shí)模式。在12小時(shí)模式時(shí)，位5是，當(dāng)為1時(shí)，表示PM。在24小時(shí)模式時(shí)，位5是第二個(gè)10小時(shí)位。秒寄存器（81h、80h）的位7定義為時(shí)鐘暫停標(biāo)志（CH）。當(dāng)該位置為1時(shí)，時(shí)鐘振蕩器停止，DS1302處于低功耗狀態(tài)；當(dāng)該位置為0時(shí)，時(shí)鐘開(kāi)始運(yùn)行?？刂萍拇嫫鳎?Fh、8Eh）的位7是寫(xiě)保護(hù)位（WP），其它7位均置為0。在任何的對(duì)時(shí)鐘和RAM的寫(xiě)操作之前，WP位必須為0。當(dāng)WP位為1時(shí)，寫(xiě)保護(hù)位防止對(duì)任一寄存器的寫(xiě)操作。DS1302的控制字如3-5圖所示，要想與DS1302通信，首先要先了解DS1302的控制字。圖3-5DS1302控制字控制字的最高有效位（位7）必須是邏輯1，如果它為0，則不能把數(shù)據(jù)寫(xiě)入到DS1302中。位6：如果為0，則表示存取日歷時(shí)鐘數(shù)據(jù)，為1表示存取RAM數(shù)據(jù)。位5至位1（A4?A0）:指示操作單元的地址。位0（最低有效位）：如為0，表示要進(jìn)行寫(xiě)操作，為1表示進(jìn)行讀操作?？刂谱挚偸菑淖畹臀婚_(kāi)始輸出。在控制字指令輸入后的下一個(gè)SCLK時(shí)鐘的上升沿時(shí)，數(shù)據(jù)被寫(xiě)入DS1302，數(shù)據(jù)輸入從最低位（0位）開(kāi)始。同樣，在緊跟8位的控制字指令后的下一個(gè)SCLK脈沖的下降沿，讀出DS1302的數(shù)據(jù)，讀出的數(shù)據(jù)也是從最低位到最高位。數(shù)據(jù)讀寫(xiě)時(shí)序如圖3-6所示。圖3-6DS1302讀寫(xiě)時(shí)序時(shí)鐘電路在系統(tǒng)的時(shí)鐘電路模塊的設(shè)計(jì)中，將DS1302時(shí)鐘芯片的SCLK、I/O、RST引腳分別與單片機(jī)的?口連接構(gòu)成實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路的控制部分，將調(diào)整時(shí)間的4個(gè)按鍵分別與單片機(jī)的?接口連接組成系統(tǒng)的按鍵電路。時(shí)鐘電路的連接如圖3-7所示。圖3-7時(shí)鐘電路時(shí)鐘芯片部分，將DS1302的X1與X2引腳分別與晶振相連，并通過(guò)兩個(gè)分立電容相連然后接地VCC2與主電源相連，VCC1與電池相連用作備用電源，構(gòu)成DS1302的供電電路［9］。將DS1302的SLK引腳與單片機(jī)的引腳相連構(gòu)成DS1302的時(shí)鐘端電路；將DS1302的I/O引腳與單片機(jī)的引腳相連構(gòu)成DS1302的I/O端口電路；將DS1302的RST引腳與單片機(jī)的引腳相連構(gòu)成DS1302的復(fù)位引腳電路。四個(gè)按鍵key1?key4分別與單片機(jī)的?引腳相連，key1按鍵作為切換鍵用來(lái)選擇調(diào)整時(shí)間的小時(shí)或分鐘；key2按鍵作為加；key3按鍵作為減；key4按鍵作為確認(rèn)鍵，時(shí)間調(diào)整好之后，按key4鍵即可確認(rèn)。LCD1602液晶顯示模塊LCD1602簡(jiǎn)介1602液晶顯示屏也叫1602字符型液晶顯示屏，它是一種專門(mén)用來(lái)顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的點(diǎn)陣型液晶顯示模塊。它由若干個(gè)5X7或者5X11等點(diǎn)陣字符位組成，每個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符，每位之間有一個(gè)點(diǎn)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，正因?yàn)槿绱怂运荒芎芎玫仫@示圖形（用自定義CGRAM，顯示效果也不好）。1602LCD是指顯示的內(nèi)容為16X2，即可以顯示兩行，每行16個(gè)字符液晶模塊（顯示字符和數(shù)字）。LCD1602引腳圖如圖3-8所示。圖3-8LCD1602引腳圖LCD1602各引腳功能如下：第1腳：VSS為地電源。第2腳：VDD接5V正電源。第3腳：VL為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過(guò)高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過(guò)一個(gè)10K的電位器調(diào)整對(duì)比度。第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。第5腳：R/W為讀寫(xiě)信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫(xiě)操作。當(dāng)RS和R/W共同為低電平時(shí)可以寫(xiě)入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平R/W為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng)RS為高電平R/W為低電平時(shí)可以寫(xiě)入數(shù)據(jù)。第6腳：E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。第7?14腳：D0?D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。第15腳：背光源正極。第16腳：背光源負(fù)極。LCD1602指令及時(shí)序說(shuō)明1602液晶模塊內(nèi)部的控制器共有11條控制指令，如表3-4所示：表3-4LCD1602控制指令序號(hào)指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01清顯示00000000012光標(biāo)返回000000001*3置輸入模式00000001I/DS4顯示開(kāi)/關(guān)控制0000001DCB5光標(biāo)/字符移位000001R/CR/L**6置功能00001DLNF**7置字符發(fā)生存儲(chǔ)地址0001字符發(fā)生存儲(chǔ)器地址8置數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器位置001顯示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址9讀忙標(biāo)志或地址01BF計(jì)數(shù)器地址10讀數(shù)到CGRAM或DRAM10要寫(xiě)入的數(shù)據(jù)內(nèi)容11從GRAM或DRAM讀數(shù)據(jù)11要讀出的數(shù)據(jù)內(nèi)容1602液晶模塊的讀寫(xiě)操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過(guò)指令編程來(lái)實(shí)現(xiàn)的。指令1：清顯示，指令碼01H，光標(biāo)復(fù)位到地址00H位置。指令2：光標(biāo)復(fù)位，光標(biāo)返回到地址00H。指令3：光標(biāo)和顯示模式設(shè)置I/D:光標(biāo)移動(dòng)方向，高電平右移，低電平左移S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。高電平表示有效，低電平則無(wú)效。指令4：顯示開(kāi)關(guān)控制。D：控制整體顯示的開(kāi)與關(guān)，高電平表示開(kāi)顯示，低電平表示關(guān)顯示。C:控制光標(biāo)的開(kāi)與關(guān)，高電平表示有光標(biāo)，低電平表示無(wú)光標(biāo)B：控制光標(biāo)是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍。指令5：光標(biāo)或顯示移位S/C:高電平時(shí)移動(dòng)顯示的文字，低電平時(shí)移動(dòng)光標(biāo)。指令6：功能設(shè)置命令DL:高電平時(shí)為4位總線，低電平時(shí)為8位總線N:低電平時(shí)為單行顯示，高電平時(shí)雙行顯示F:低電平時(shí)顯示5x7的點(diǎn)陣字符，高電平時(shí)顯示5x10的點(diǎn)陣字符。指令7：字符發(fā)生器RAM地址設(shè)置。指令8：DDRAM地址設(shè)置。指令9：讀忙信號(hào)和光標(biāo)地址BF：為忙標(biāo)志位，高電平表示忙，此時(shí)模塊不能接收命令或者數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙。指令10：寫(xiě)數(shù)據(jù)。指令11：讀數(shù)據(jù)?；静僮鲿r(shí)序如表3-5所示：表3-5LCD1602基本操作時(shí)序狀態(tài)輸入輸出讀狀態(tài)RS=L,RW=H,E=HDB0-DB7=狀態(tài)字寫(xiě)指令RS=L,RW=L,E=下降沿脈沖無(wú)DB0-DB7=指令碼讀數(shù)據(jù)RS=H,RW=HE=HDB0-DB7=數(shù)據(jù)寫(xiě)數(shù)據(jù)RS=H,RW=L,E=下降沿脈沖無(wú)DB0-DB7=數(shù)據(jù)LCD1602的RAM地址映射液晶顯示模塊是一個(gè)慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前一定要確認(rèn)模塊的忙標(biāo)志為低電平，表示不忙，如果忙標(biāo)志位高電平，則此指令失效。要顯示字符時(shí)要先輸入顯示字符地址，也就是告訴模塊在哪里顯示字符，圖3-9是1602的內(nèi)部顯示地址。圖3-9LCD1602的內(nèi)部顯示地址想要在LCD1602屏幕的第一行第一列顯示一個(gè)“A”字，就要向DDRAM的00H地址寫(xiě)入“人”字的代碼就行了。顯示電路的設(shè)計(jì)LCD1602液晶顯示屏的硬件電路連接如圖3-10所示，其中1602的D0?D7與單片機(jī)的P0口相連［1。］，傳送數(shù)據(jù)信息，分別用、、作為L(zhǎng)CD1602的RS、RW、E控制線，傳輸LCD1602的控制信息。圖3-10顯示電路的連接人體紅外感應(yīng)模塊人體紅外感應(yīng)模塊說(shuō)明熱釋電紅外傳感器是一種能夠檢測(cè)人或動(dòng)物發(fā)射的紅外線而輸出電信號(hào)的傳感器凹。早在1938年，有人提出過(guò)利用熱釋電效應(yīng)探測(cè)紅外輻射，但并未受到重視，直到六十年代，隨著激光、紅外技術(shù)的迅速發(fā)展，才又推動(dòng)了對(duì)熱釋電效應(yīng)的研究和對(duì)熱釋電晶體的應(yīng)用［12］。熱釋電晶體已廣泛用于紅外光譜儀、紅外遙感以及熱輻射探測(cè)器，它可以作為紅外激光的一種較理想的探測(cè)器。它正在被廣泛的應(yīng)用到各種自動(dòng)化控制裝中。本次設(shè)計(jì)中用到HC-SR501人體紅外感應(yīng)模塊，如圖3-11所示。圖3-11HC-SR501人體紅外感應(yīng)模塊HC-SR501人體紅外感應(yīng)模塊參數(shù)如表3-6所示。表3-6人體紅外感應(yīng)模塊參數(shù)產(chǎn)品型號(hào) HC-SR501人體紅外感應(yīng)模塊工作電壓 直流電壓：?20V靜態(tài)電流 小于50uA電平輸出 高電平低電平0V觸發(fā)方式 L不可重復(fù)觸發(fā)/H重復(fù)觸發(fā)延時(shí)時(shí)間封鎖時(shí)間?200S延時(shí)時(shí)間封鎖時(shí)間（默認(rèn)）調(diào)整方式未知人體紅外感應(yīng)模塊具有以下功能特點(diǎn)：全自動(dòng)感應(yīng)：感應(yīng)角度為小于100度的錐腳，當(dāng)有人進(jìn)入其感應(yīng)范圍則輸出高電平，人離開(kāi)感應(yīng)范圍則自動(dòng)延時(shí)關(guān)閉高電平。輸出低電平。延時(shí)時(shí)間可調(diào)秒~200秒）。光敏控制（可選，出廠時(shí)未設(shè)）：模塊預(yù)留有專門(mén)的位置，可以設(shè)置光敏控制，白天或光線強(qiáng)時(shí)不感應(yīng)。兩種觸發(fā)方式：L不可重復(fù)，H可重復(fù)。可跳線選擇，默認(rèn)為H。不可重復(fù)觸發(fā)方式：即感應(yīng)輸出高電平后，延時(shí)時(shí)間一結(jié)束，輸出將自動(dòng)從高電平變?yōu)榈碗娖??？芍貜?fù)觸發(fā)方式：即感應(yīng)輸出高電平后，在延時(shí)時(shí)間段內(nèi)，如果有人體在其感應(yīng)范圍內(nèi)活動(dòng)，其輸出將一直保持高電平，直到人離開(kāi)后才延時(shí)將高電平變?yōu)榈碗娖剑ǜ袘?yīng)模塊檢測(cè)到人體的每一次活動(dòng)后會(huì)自動(dòng)順延一個(gè)延時(shí)時(shí)間段，并且以最后一次活動(dòng)的時(shí)間為延時(shí)時(shí)間的起始點(diǎn)）。具有感應(yīng)封鎖時(shí)間（默認(rèn)設(shè)置：秒，調(diào)整方式未知）：感應(yīng)模塊在每一次感應(yīng)輸出后（高電平變?yōu)榈碗娖剑?，可以緊跟著設(shè)置一個(gè)封鎖時(shí)間，在此時(shí)間段內(nèi)感應(yīng)器不接收任何感應(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。工作電壓范圍寬：默認(rèn)工作電壓至20V。微功耗：靜態(tài)電流小于50微安，特別適合干電池供電的電器產(chǎn)品。輸出高電平信號(hào)：可方便與各類電路實(shí)現(xiàn)對(duì)接。外接示意圖和典型應(yīng)用如圖3-12所示。圖3-12外接示意圖和典型應(yīng)用人體紅外感應(yīng)模塊的硬件電路連接由于在Protues仿真庫(kù)中沒(méi)有人體紅外感應(yīng)模塊，所以在Protues仿真電路中我用開(kāi)關(guān)代替人體紅外感應(yīng)模塊，作為傳感器感應(yīng)到人時(shí)的感應(yīng)信號(hào)的輸入，連接如圖3-13所示。圖3-13紅外感應(yīng)模塊的硬件電路連接人體紅外感應(yīng)模塊1、2分別與單片機(jī)的和口相連，1表示進(jìn)門(mén)的傳感器，2表示出門(mén)的傳感器，在兩個(gè)傳感器同時(shí)檢測(cè)到人的情況下，通過(guò)兩個(gè)傳感器檢測(cè)不到人的先后順序來(lái)判斷人員的進(jìn)出。系統(tǒng)性能仿真仿真結(jié)果KeilC51標(biāo)準(zhǔn)C編譯器為8051微控制器的軟件開(kāi)發(fā)提供了C語(yǔ)言環(huán)境，在Keil中編寫(xiě)完程序后，就要將正確無(wú)誤的程序通過(guò)燒寫(xiě)器燒寫(xiě)到單片機(jī)中，這時(shí)就需要在Keil中產(chǎn)生一個(gè).HEX格式的文件，只有通過(guò)這種格式，燒錄器才能將寫(xiě)好的程序燒寫(xiě)到單片機(jī)中運(yùn)行。.HEX文件格式是由Intel公司提出的按地址排列的數(shù)據(jù)信息，數(shù)據(jù)寬度為字節(jié)，所有數(shù)據(jù)使用16進(jìn)制數(shù)字表示，常用來(lái)保存單片機(jī)或其他處理器的目標(biāo)程序代碼，它保存物理程序存儲(chǔ)區(qū)中的目標(biāo)代碼映象，一般的編程器都支持這種格式。Protues是世界上著名的EDA工具（仿真軟件），從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。迄今為止是世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺(tái)。將單片機(jī)各部分硬件電路在Protues中繪制好之后，選中單片機(jī)點(diǎn)擊右鍵，找到用KeilC51編譯后產(chǎn)生的目標(biāo)代碼文件：.HEX文件，將文件添加到單片機(jī)中，點(diǎn)擊開(kāi)始仿真的按鈕，就可以在Protues的原理圖中看到模擬的實(shí)物運(yùn)行狀態(tài)和過(guò)程，如圖3-14所示。圖3-14系統(tǒng)電路連接系統(tǒng)默認(rèn)的時(shí)間是8點(diǎn)整，我們可以通過(guò)接在?的按鍵key1?key4來(lái)調(diào)整時(shí)間。按一下key1（時(shí)間設(shè)置按鈕），屏幕右上方出現(xiàn)H字樣，如圖3-14所示此時(shí)可以通過(guò)key2（加）和key3（減）按鍵來(lái)調(diào)整小時(shí)的數(shù)值。此時(shí)如果按key4按鍵則確認(rèn)并退出時(shí)間調(diào)整模式，如果按key1按鍵，則屏幕右上方出現(xiàn)F字樣，如圖3-15所示。此時(shí)可以通過(guò)key2和key3按鍵來(lái)調(diào)整分鐘的數(shù)值。調(diào)整完之后可以通過(guò)確認(rèn)鍵key4來(lái)完成調(diào)整。圖3-14調(diào)試過(guò)程a 圖3-15調(diào)試過(guò)程b在判斷人員進(jìn)出情況時(shí)，由于單片機(jī)的和腳上電時(shí)默認(rèn)為高電平，我們可以認(rèn)為兩個(gè)傳感器一直處于同時(shí)檢測(cè)到有人在門(mén)附近的情況，如果按下與相連的按鍵時(shí)，腳變?yōu)榈碗娖?，可以認(rèn)為是第一個(gè)傳感器先檢測(cè)不到人的信號(hào)，此時(shí)表示有人通過(guò)門(mén)進(jìn)入，IN顯示加一。按下與相連的按鍵時(shí)，腳變?yōu)榈碗娖剑梢哉J(rèn)為是第二個(gè)傳感器先檢測(cè)不到人的信號(hào)，此時(shí)表示有人通過(guò)門(mén)出去，OUT顯示加一，仿真結(jié)果如圖3-16所示圖3-16系統(tǒng)仿真結(jié)果仿真分析在仿真過(guò)程中，點(diǎn)擊開(kāi)始仿真后發(fā)現(xiàn)液晶顯示屏只有背光燈亮，顯示屏上沒(méi)有內(nèi)容顯示，查閱資料后才知道是因?yàn)镻0口沒(méi)有加上拉電阻，而Protues軟件中的1602內(nèi)部也沒(méi)有集成的上拉電阻，在加上上拉電阻之后屏幕顯示正常。由于P0口內(nèi)部沒(méi)有上拉電阻，是開(kāi)漏的，不管它的驅(qū)動(dòng)能力多大，相當(dāng)于它是沒(méi)有電源的，需要外部的電路提供，絕大多數(shù)情況下P0口是必需加上拉電阻的。P0口作為I/O口輸出的時(shí)候時(shí)，輸出低電平為0輸出高電平為高組態(tài)（并非5V，相當(dāng)于懸空狀態(tài)，也就是說(shuō)P0口不能真正的輸出高電平）不能給所接的負(fù)載提供電流，因此必須接上拉電阻（一般電阻連接到VCC），由電源通過(guò)這個(gè)上拉電阻給負(fù)載提供電流。P0作輸入時(shí)不需要上拉電阻，但要先置1。因?yàn)镻0口作一般I/O口時(shí)上拉場(chǎng)效應(yīng)管一直截止，所以如果不置1，下拉場(chǎng)效應(yīng)管會(huì)導(dǎo)通，永遠(yuǎn)只能讀到0。因此在輸入前置1，使下拉場(chǎng)效應(yīng)管截止，端口會(huì)處于高阻浮空狀態(tài)，才可以正確讀入數(shù)據(jù)。硬件調(diào)試在軟件仿真調(diào)試都通過(guò)之后，就要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)物調(diào)試了。在按照原理圖焊接好電路板后，應(yīng)該先檢查電源、每個(gè)器件的連接是否正確；在確認(rèn)連接無(wú)誤后，方能加電。其調(diào)試方法和軟件調(diào)試類似，把KeilC軟件編譯生成的.hex文件通過(guò)ISP下載線將二進(jìn)制數(shù)據(jù)文件下載到單片機(jī)上，上電開(kāi)始檢查硬件的各個(gè)模塊是否工作正常。在調(diào)試過(guò)程中，LCD顯示屏顯示的內(nèi)容正確，但在調(diào)整時(shí)間時(shí)，控制時(shí)間加的按鍵不起作用。通過(guò)萬(wàn)用表檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)單片機(jī)的引腳在按鍵按下和沒(méi)按下的情況下輸出始終是5V的高電平，也就是說(shuō)按鍵焊接出了問(wèn)題，沒(méi)有接地。在對(duì)按鍵電路進(jìn)行檢查并且改善后，時(shí)間加按鍵功能恢復(fù)正常。在對(duì)人體紅外感應(yīng)器調(diào)試的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)無(wú)論是人從哪邊通過(guò)，IN和OUT的數(shù)值都沒(méi)有變化。用萬(wàn)用表檢測(cè)后，傳感器的供電和輸出都正常，檢查程序后，發(fā)現(xiàn)程序也沒(méi)有問(wèn)題。后來(lái)將兩個(gè)傳感器位置互換后，上電后發(fā)現(xiàn)，無(wú)論是進(jìn)還是出，都只有IN的數(shù)值在變化。用萬(wàn)用表檢重新檢測(cè)傳感器的輸出后，發(fā)現(xiàn)進(jìn)門(mén)的傳感器在人未通過(guò)門(mén)的過(guò)程中，輸出的是連續(xù)的高電平。而出門(mén)的傳感器只有很短的時(shí)間輸出高電平，查閱人體紅外傳感器資料后，才知道它們的觸發(fā)方式不同，一個(gè)是可連續(xù)觸發(fā)，另一個(gè)是不可連續(xù)觸發(fā)。調(diào)整完觸發(fā)方式后，IN和OUT的顯示正常，這個(gè)硬件電路基本完善。第4章系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)整體流程圖主函數(shù)的任務(wù)是進(jìn)行上點(diǎn)初始化，并在程序運(yùn)行中不斷查詢按鍵情況并執(zhí)行相應(yīng)的功能。在接收到有人通過(guò)門(mén)的信號(hào)之后，將該信號(hào)送單片機(jī)處理判斷人員進(jìn)出情況，最后將人員進(jìn)出情況送LCD液晶顯示屏顯示。公共場(chǎng)所人流量統(tǒng)計(jì)的主程序流程圖如圖4-1所示。開(kāi)始_通取6。_通取6。3帽始前時(shí)間讀初始化單片機(jī)系統(tǒng):NN時(shí)間顯示及設(shè)置流程圖在時(shí)間顯示方面，設(shè)計(jì)要求系統(tǒng)能夠統(tǒng)計(jì)從早上8點(diǎn)到晚上8點(diǎn)這一時(shí)間段內(nèi)的人流量，所以我給系統(tǒng)設(shè)置的初始化時(shí)間為早上8點(diǎn)，即系統(tǒng)開(kāi)機(jī)或初始化之后顯示的時(shí)間為8點(diǎn)整。如果系統(tǒng)檢測(cè)到需要調(diào)整時(shí)間的信號(hào)后，將進(jìn)入時(shí)間調(diào)整模式，時(shí)間調(diào)整結(jié)束之后，按確認(rèn)鍵即可完成調(diào)整并將調(diào)整的好的時(shí)間送LCD屏進(jìn)行顯示。流程圖如圖4-2所示。

按鍵調(diào)整時(shí)間的過(guò)程如下：當(dāng)keyl按鍵按下時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)入調(diào)整小時(shí)的模式，此時(shí)可以通過(guò)調(diào)整時(shí)間的加(key2)或減(key3)按鍵來(lái)調(diào)整小時(shí)的數(shù)值。調(diào)整結(jié)束后，按確認(rèn)鍵(key4)則完成調(diào)整，按keyl鍵則進(jìn)入調(diào)整分鐘的界面。調(diào)整分鐘的方式與調(diào)整小時(shí)的方式一樣，此時(shí)按keyl鍵系統(tǒng)將返回到調(diào)整小時(shí)的模式，按key4鍵將完成時(shí)間的調(diào)整，離開(kāi)時(shí)間調(diào)整模式，顯示屏顯示調(diào)整之后的時(shí)間。按鍵調(diào)整時(shí)間的流程圖如圖4-2所示。Keyl按下Key4按下時(shí)數(shù)據(jù)寫(xiě)入DS1302險(xiǎn)顯票下分?jǐn)?shù)據(jù)寫(xiě)入DS13021按下示F顯示Keyl按下Key4按下時(shí)數(shù)據(jù)寫(xiě)入DS1302險(xiǎn)顯票下分?jǐn)?shù)據(jù)寫(xiě)入DS13021按下示F顯示H調(diào)整流程圖*?Key2或key3調(diào)整小時(shí)Key2或key3

調(diào)整分鐘Key4按下判斷人數(shù)流程圖自動(dòng)延系統(tǒng)利用人體紅外感應(yīng)模塊來(lái)檢測(cè)是否有人員進(jìn)出，當(dāng)傳感器檢測(cè)到有人通過(guò)時(shí)就會(huì)輸出高電平，此時(shí)傳感器如果是可連續(xù)觸發(fā)模式，在延時(shí)時(shí)間段內(nèi)能檢測(cè)到人員在運(yùn)動(dòng)，則傳感器將輸出連續(xù)的高電平，直到人員離開(kāi)監(jiān)測(cè)區(qū)域時(shí)才會(huì)時(shí)變?yōu)榈碗娖?。而如果是不可連續(xù)觸發(fā)模式下，只要延時(shí)時(shí)間一到，就馬上變?yōu)榈碗娖?，延時(shí)時(shí)間一般在到200S之間可調(diào)。在此次設(shè)計(jì)中我采用的是不可連續(xù)觸發(fā)模式，因?yàn)樵诳蛇B續(xù)觸發(fā)模式下，傳感器在檢測(cè)到人員通過(guò)門(mén)后，還要經(jīng)過(guò)一定的延時(shí)后，才能將內(nèi)容送LCD顯示，導(dǎo)致顯示過(guò)程緩慢。自動(dòng)延兩個(gè)傳感器判斷人員進(jìn)出的規(guī)則是：當(dāng)有人通過(guò)門(mén)時(shí)即兩個(gè)傳感器都檢測(cè)到有人在門(mén)附近時(shí)，人繼續(xù)移動(dòng)，當(dāng)進(jìn)門(mén)的那個(gè)傳感器先檢測(cè)不到人了，而另一個(gè)傳感器依然檢測(cè)到人的存在，那么就說(shuō)明人進(jìn)去了，此時(shí)IN門(mén)加一。反之即為人出門(mén)，OUT門(mén)加一。考慮到走出房間的人數(shù)不可能比進(jìn)入房間的人數(shù)多這種情況，所以當(dāng)OUT的值大于IN的值時(shí)，令OUT的值等于IN的值即兩個(gè)門(mén)顯示的人數(shù)將相等，如圖4-3所示。N-^數(shù)流程圖a時(shí)檢測(cè)到人其軟件程序如下所示N-^數(shù)流程圖a時(shí)檢測(cè)到人其軟件程序如下所示傳感器判斷if(IN==1&&OUT==1)change=1;于人流量統(tǒng)計(jì)的災(zāi)害救援系統(tǒng)研究[J].單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用，2012,11(09)：60-66.⑵宋磊，陳國(guó)強(qiáng)，林洪波，譚業(yè)剛.[J].電子科技，2012，25(1)：36-45.王儉.紅外傳感器在障礙物探測(cè)應(yīng)用中的抗干擾問(wèn)題[J].徐州師范大學(xué)學(xué)報(bào).2003,30(01):3436.陳永甫.[M].北京：人民郵電出版社，2004：462-555.，，.基于單片機(jī)的圖書(shū)館人流量統(tǒng)計(jì)器的設(shè)計(jì)[J].硅谷，2012，10(19)：43-44.曹天漢，傅衛(wèi)衛(wèi).[M].北京：電子工業(yè)出版社，2006：1-128.馬家辰，孫玉德，張穎.[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1998：1-120.劉坤，宋戈，趙紅波，張憲棟.51單片機(jī)C語(yǔ)言應(yīng)用開(kāi)發(fā)技術(shù)大全[M].北京：人民郵電出版社，2008：11-173.邊春元，李文濤，江杰，杜平.C51單片機(jī)典型模塊設(shè)計(jì)與運(yùn)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008：121-213.邵婷婷，任蒙，張瑤.[J].電子設(shè)計(jì)工程，2012，20(19)：70-76.劉梅鋒，鐘國(guó)韻.基于單片機(jī)AT89C51熱釋電紅外報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].科技廣場(chǎng)，2006,18(01)：95-96.馬志.[J].昆明冶金高等專科學(xué)校學(xué)報(bào)，2008，24(5)：127-136.S.J.Cahill.Thesinglechipmicrocomputer[M].California：Prentice-Hall,1987：1-20.Milos，Tomas-lang，Jamime.IntroductiontoDigitalSystem[M].Johnwileyson，1998：1-80Brian.TheCProgrammingLanguage[M].London：PearsonHigherIsiaEducation，1988：1-60.人流量統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)實(shí)物圖系統(tǒng)主程序如下：#include<>#include<>#include<>#defineuintunsignedint#defineucharunsignedcharsbitIO=P3A5;sbitSCLK=P3A4;sbitRST=P3A6;sbitRS=P2A5;sbitRW=P2A6;sbitEN=P2A7;sbitkey1=P1A。；sbitkey2=P1A1;sbitkey3=P1A2;sbitkey4=P1A3;sbitIN=P1A6;sbitOUT=P1A7;ucharx1=0;ucharchange=0;ucharDateTime[9];ucharlcd1[]={"TIME00-00-00"};ucharlcd2[]={"IN:000OUT:000"};uintin=0;uintout=0;voiddelayms(ucharx){uchari,j;for(i=x;i>0;i--)for(j=110;j>0;j--);}voiddelayus(ucharx){uchari;for(i=0;i<x;i++);}voidDS1302WriteByte(uchardat){uchari;SCLK=0;delayus(2);for(i=0;i<8;i++){〃定義1302管腳〃定義1602管腳