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1、 红外线自动计数器设计 一设计方案的选择1. 单片机的论证与选择 方案一：选择普通8051内核的ST89C51单片机,此单片机价格便宜，满足本设计要求，但已经停产故不宜选择。方案二：选择加强型8051内核的STC89C2单片机,此单片机价格便宜，功能强大，完全满足本设计要求。方案三：采用飞思卡尔公司生产的MC9S12XS128单片机，此单片机具有8路PWM，16路AD采集通道，2个UART，2个硬件SPI，具有背景调试功能，方便实时查看程序中全局变量的值，具有80个引脚，硬件资源相当丰富。但其价格相对较高。综合以上三种方案，为了方便控制，节约成本，故我们选择方案二。2. 显示器件的选择方案一：
2、两位一体共阳数码管显示，数码管功耗低，价格便宜，显示清晰，完全符合本设计要求。方案二：采用液晶屏1602显示，1602液晶也叫1602字符型液晶它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块它有若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符。不过占用IO多，体积大，价格贵。综合以上二种方案，为了减少硬件资源，节约成本，故我们选择方案一。二硬件设计 1.硬件总方案确定 依据检测原理和设计思想经过细致比较研究得到如下总体设计方案： 直流输入5v直流电源7805 CPU stc89c52程序下载口数码管显示复位位驱动红外光电开关A蜂鸣器电路红外光电开关B2. LE
3、D指示灯 它是半导体二极管的一种，可以把电能转化成光能；常简写为LED。发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成，也具有单向导电性。当给发光二极管加上正向电压后，从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子，在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合，产生自发辐射的荧光。不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同。当电子和空穴复合时释放出的能量多少不同，释放出的能量越多，则发出的光的波长越短。常用的是发红光、绿光或黄光的二极管。发光二极管的反向击穿电压约5伏。它的正向伏安特性曲线很陡，使用时必须串联限流电阻以控制通过管子的电流。3.三极管 半导体三极管又称“晶体三极管”或“
4、晶体管”。在半导体锗或硅的单晶上制备两个能相互影响的PN结，组成一个PNP（或NPN）结构。中间的N区（或P区）叫基区，两边的区域叫发射区和集电区，这三部分各有一条电极引线，分别叫基极B、发射极E和集电极C，是能起放大、振荡或开关等作用的半导体电子器件。在本设计中选择了PNP三极管用来驱动蜂鸣器个双位数码管。4. 双位数码管显示的种类很多，从液晶显示、发光二极管显示到CRT显示器等，都可以与微机连接。其中单片机应用系统最常用的显示是发光二极管数码显示器（简称LED显示器）。液晶显示器简LCD。LED显示器价廉，配置灵活，与单片接口方便，LCD可显示图形，但接口较复杂成本也较高。该电路使用双位7
5、段LED构成字型“8”，另外还有一个发光二极管显示符号及小数点。这种显示器分共阳极和共阴极两种。这里采用共阳极LED显示块的发光二极管阳极共接，如下图左所示，当某个发光二极管的阴极为低电平时，该发光二极管亮。它的管脚配置如下图右所示。图左图右VCC实际上要显示各种数字和字符，只需在各段二极管的阴极上加不同的电平，就可以得到不同的代码。这些用来控制LED显示的不同电平代码称为字段码（也称段选码）。如下表为七段LED的段选码。 下表为七段LED的段选码显示字符共阳极段选码dp gfedcba显示字符共阳极段选码dp gfedcba 0 C0H A 88H 1 F9H B 83H 2 A4H C C
6、6H 3 B0H D A1H 4 99H E 86H 5 92H F 8EH 6 82H P 8CH 7 F8H y 91H 8 80H 8 00H 9 90H“灭” FFH本系统显示电路采用简单实用两位一体共阳数码管，位码用三极管驱动。5. STC89C52系统单片机 STC89C52 单片机是深圳宏晶科技有限公司生产的一种单片机，STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash 存储器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。STC89C52是一种低功
7、耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash 存储器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。 具有以下标准功能： 8k字节Flash，512字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，三个16 位 定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口。另外 STC89X52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，
8、RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35Mhz，6T/12T可选。6. 蜂鸣器播报 蜂鸣器采用三极管放大，单片机IO口控制，通过高低电平触发使其工作。每当检测有人进出时，播放一段优美的音乐，人性化的旋律。7. 单片机复位电路单片机复位后的状态： 单片机的复位操作使单片机进入初始化状态，其中包括使程序计数器PC0000H，这表明程序从0000H地址单元开始执行。单片机冷启动后，片内RAM为随机值，运行中的复位操作不改变片内RAM区中的内容，21个特殊功能寄存器复位后的状态为确定值，见下表。值得指出的是，记住一些特殊功能寄存器复位后的主要状
9、态，对于了解单片机的初态，减少应用程序中的韧始化部分是十分必要的。说明：表中符号*为随机状态；A00H，表明累加器已被清零；特殊功能寄存器初始状态特殊功能寄存器初始状态A00HTMOD00HB00HTCON00HPSW00HTH000HSP07HTL000HDPL00HTH100HDPH00HTL100HP0P3FFHSBUF不定IP*00000BSCON00HIE0*00000BPCON0*BPSW00H，表明选寄存器0组为工作寄存器组；SP07H，表明堆栈指针指向片内RAM 07H字节单元，根据堆栈操作的先加后压法则，第一个被压入的内容写入到08H单元中；Po-P3FFH，表明已向各端口线
10、写入1，此时，各端口既可用于输入又可用于输出；IP00000B，表明各个中断源处于低优先级；IE000000B，表明各个中断均被关断；51单片机在系统复位时，将其内部的一些重要寄存器设置为特定的值，（在特殊寄存器介绍时再做详细说明）至于内部RAM内部的数据则不变。系统复位是任何微机系统执行的第一步，使整个控制芯片回到默认的硬件状态下。51单片机的复位是由RESET引脚来控制的，此引脚与高电平相接超过24个振荡周期后，51单片机即进入芯片内部复位状态，而且一直在此状态下等待，直到RESET引脚转为低电平后，才检查EA引脚是高电平或低电平，若为高电平则执行芯片内部的程序代码，若为低电平便会执行外部
11、程序。9.数码管显示电路采用两组双位共阳数码管，实现人体计数，段选分别接P0口和P1口，位选通过PNP三极管放大，然后接单片机I/O口。数码管动态显示1 动态显示概念用数码管显示信息时，由于每个数码管至少需要8 个I/O 口，如果需要多个数码管，则需要太多I/O 口，而单片机的I/O 口是有限的。在实际应用中，一般采用动态显示的方式解决此问题。 在编程时，需要输出段选和位选信号，位选信号选中其中一个数码管，然后输出段码，使该数码管显示所需要的内容，延时一段时间后，再选中另一个数码管，再输出对应的段码，高速交替。例如需要显示数字“12”时，先输出位选信号，选中第一个数码管，输出1 的段码，延时一
12、段时间后选中第二个数码管，输出2 的段码。把上面的流程以一定的速度循环执行就可以显示出“12”，由于交替的速度非常快，人眼看到的就是连续的“12”。 在动态显示程序中，各个位的延时时间长短是非常重要的，如果延时时间长，则会出现闪烁现象；如果延时时间太短，则会出现显示暗且有重影。 三软件设计红外自动计数器主要由光电传感检测电路、进出门处理与识别电路、中央处理显示电路、数码管显示电路，蜂鸣器播报音乐电路组成。鉴于单片机技术比较成熟，且开发过程中可以利用的资源和工具丰富、价格便宜、成本低。故设计用C语言对其编程并烧录到芯片内部，C语言表达和运算能力比较强，且具有很好的可移植性和硬件控制能力。采用KE
13、IL51的C52编译器。KEIL Uvision3是众多单片机应用开发软件中的优秀软件之一，它支持众多不同公司的构架的芯片，集编辑、编译、仿真等于一体，同时还支持PLM，汇编和C语言的程序设计，它的界面和常用的微软VC+的界面相似，界面友好，易学易用，在调试程序，软件仿真方面也有很强的功能。硬件设计和软件设计是电子设计中必不可少的内容，为了满足设计的功能和指标的要求，我们必须在开始设计的时候就要考虑到硬件和软件的协调；不然不是造成硬件资源的浪费就是增加软件实现时困难和复杂程度，甚至造成信号的断层，即使硬件和软件能单独使用，却不能使它们组成的系统工作。故在设计的过程中必须考虑软硬件的处理能力以及
14、它们的接口是否兼容，实现软硬件的信号过渡。其次设计时硬件之间应尽可能减小联系，只要把必要的信号线相连则可。这样做的优点是：首先，调试时可以减少很多不必要的麻烦，因为电路是相对独立的，故在调整电路参数值时其影响和干扰就小，在满足发射和接收模块的要求后可单独对控制模块进行调整；再者，当出现问题时检查电路就容易缩小问题的范围，使得排错效率高。由于硬件的分离，在软件的调试时就可以单独针对控制模块。 1. 进出方向控制程序方向的判断，是通过红外光电开关检测到物体的前后顺序不同来判断的，当第一个光电开关先检测到人通过，接着第二个光电开关检测到有人通过，说明有人进门，相反，则有人出门。具体控制程序如下：void direction(void) if(dirvalue=0x18)if(hongwai1=1)dirvalue=1;if(hongwai2=1)dirvalue=1;while(hongwai1|hongwai2);
