会场人员计数器.docx

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会场人员计数器

会

场

人

员

计

数

器

1方案论证与比较3

方案一:

3

方案二:

3

方案三:

3

方案论证：

3

2.系统方案4

2.1总体设计4

2.2总电路设计4

2.3主程序流程图6

3、模块介绍7

3.1单片机控制模块7

3.2.红外对管信号采集模块8

3.3.数码管显示模块8

3.4.模拟拍照模块9

3.5.电源模块9

4、设计总结10

附录1（仿真图）10

附录2（总电路原理图）11

作品名称：

会场人员技术器系统设计

作品简介：

本系统应用数字化智能控制，主要分为五个模块：

单片机控制模块、红外对管采集模块、数码管显示模块、模拟拍照片模块、电源模块。

以AT89C51单片机为核心，采用红外对管采集信号，通过数码管实时显示数值。

主要是利用红外对管采集人员进出的红外信号，计数范围在099之间计数。

这种设计可

应用于会场、停车场、教室、公园等多种公共场合，适用范围广，实用性强，符合可持续发展需求。

1方案论证与比较方案一:

可以采用多种数字逻辑电路来实现逻辑控制、主门、门控、计数单元的设计要求，

这样设计的电路整体比较复杂，而且不易完全发挥部分的功能要求。

可以采用FPG/来实现逻辑控制、主门、门控、计数单元的设计要求，并且设计方便，但对于对FPG/的掌握不够熟练。

可以采用以AT89C51单片机为核心，利用红外对管采集人员进出时的红外信号，并把信号传输给单片机，经单片机计算后再通过数码管实时显示。

可分单片机控制模块、红外对管采集模块、数码管显示模块、模拟拍照片模块、电源模块等，这种设计优点是简单、实用、灵敏度高。

从以上三种方案很容易看出，方案一，这样设计的电路整体比较复杂，而且不易完全发挥部分的功能要求。

方案二，对于对FPGA勺掌握不够熟练。

方案三，电路比较简单、实用、灵敏度高，故采用方案三。

2.系统方案

2.1总体设计

本系统是设计一款基于单片机的人数进出检测系统设计，其中的单片机是人数进出检测系统设计的核心，用于接收处理人数检测信号，通过两对红外对管分别检测进出时的人体红外线、并将信号传递到单片机，再用单片机进行计算，并通过七段数码管实时显示会场人员的数量。

此系统具有无线控制方式，方案基于单片机技术的人员进出检测系统设计原理，并根据系统的基本原理制作出实物模型。

总系统主要由以下几个模块组成：

单片机控制模块、红外对管采集模块、数码管显示模块、模拟拍照片模块、。

红外对管感应控制信息转变为单片机可以识别的二进制代码，通过与单片机内部的程序配合实现人数进出的检测；单片机控制模块的核心组成元件是AT89c51芯片，作为人数检测系统的总的控制模块。

红外对管安装在人员出入必须经过的地方，如果没有人员出入，对射光线没有被遮挡时，接收电路输出高电平；而当有人员等物体通过时，光线被遮挡，接收电路就输出低电平。

从两路检测脉冲的先后顺序，可以判断出人员运动方向；再由检测脉冲的个数，可以计算进出的人数。

进入时计数器加1，外出时计数器减1，通过累计就可以计算出出入人员的数量。

这就是红外对管识别人数系统的基本原则。

人员计数器总系统设计的组成不管采用的是纯硬件电路还是单片机电路，其基本组成方式是完全相同的，只不过可逆计数器和判断执行电路部分，是由硬件完成还有软件来完成的而已。

2.2总电路设计1.总电路框图如（图2-1）所示：

该设计主要采用两对红外对管分别作为进出两路信号采集，当有人从感应区经过时，红外对管会由原来的高电位变成低电位，并把两路信号分别经电压比较器比较后传输给单片机，再经单片机简单的程序计算后，通过数码管实时显示会场人数，采用发光二极管模拟拍照进入会场的人员信息。

（图2-1）总电路框图

2.总电路原理图如（图2-2）所示

C1

__I

匚

221

F

19

-∣XMHZ

U1

IXTALI

RST

C222pF

18

XTAL2

PO.O/ADO

P0.1/AD1

P0.2/AD2

P0.3/AD3

P0.4/AD4

P0.5/AD5

P0.6∕AD6

P0.7∕AD7

C3

10uF

29

30

PSENALEEA

P2.0∕A8

P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15

21

22

-b→

23

C*

24

d■

25

e■

26

f•

27

g*

-28~h*

*

+5v

+5v

+5v

U2:

B

fl

LM324

本入口

红外对管

R5

510

R4

510

RV2

10k

I-

+5v

11

22

33

44

55

66

77

88

P1.0

P1.1

P1.2

P1.3

P1.4

P1.5

P1.6

P1.7

80C51

Q-RED

P3.2/INT0P3.3/INT1

P3.4/T0P3.5/T1

P3.6/WR

P3.7/RD

P3.0/RXD

P3.1/TXD

φ

莫拟拍照

口

红外对管

+5v

R3

510

U2:

A

LM324

fl

RV1

10k

R2

510

（图2-2）总电路原理图

2.3主程序流程图

主程序流程图如图（2-3）所示：

（图2-3）主程序流程图

3、模块介绍

3.1、单片机控制模块

单片机模块是此设计的核心器件，此模块采用AT89C51芯片，AT89C51

的主要特性与51系列单片机兼容；8KB片上可编程速闪存储器，可擦写1000次；完全静态操作模式：

O〜24MHZ;可编程的3级程序锁存器；256B的内部RAM2.1.2。

主要利用单片机进行程序化，使硬件电路简单化，另外也因为此芯片价格便宜，应用简单，能使设计操作性、灵敏性、显示的实时性等性能大大

3.2.红外对管信号采集模块

红外对管是红外线发射管与光敏接收管，或者红外线接收管，或者红外线接收头配合在一起使用时候的总称。

红外线在光谱中波长自O.76至4OO微米的一段称为红外线，红外线是不可见光线。

红外线接收管是在LED行业中命名的，是专门用来接收和感应红外线发射管发出的红外线光线的。

一般情况下都是与红外线发射管成套运用在产品设备当中。

光敏接收管是一个具有光敏特征的PN结，属于光敏三极管，具有单向导电性，因此工作时需加上反向电压。

红外线扫描器的作用：

由一个100欧姆，20K欧姆，红外对管组成，分别安装在大厅的出入口的两侧，红外对管平行放置，平常处于接收状态，经比较器输出低电平，当有人经过时，红外对管被挡住，接收管接收不到红外线，经比较器输出高电平，这样，当有人经过时便会产生一个电平的跳变。

3.3.数码管显示模块

基本原理为当红外对管两端检测部分检测到有人经过时，红外接收电路

LM324芯片的输出口将产生一个低电平信号，这个信号将供给单片机进行控制；显示部分是通两个七段数码显示管显示，显示范围在00-99，当接收到进的信号

会自动加一，当接收到出的信号后会自动减一，加到100时会自动复原00，减到00时会自动停在00，此设计采用的是两个共阳七段数码管为显示器，如（图3-1）

39

（图3-1）数码管显示图

3.4、模拟拍照模块

此模块设计主要是针对人员身份辨别，以及一些不法分子的违法行为所进行信息记录，可作为破案的有效证据。

当进入一路采集到有人员进入的信号就会及时拍照，每进入一个人就会拍照一次，出口不进行拍照。

此系统设计这一部分由于元件及资金的限制无法达到真正摄像头拍照，我们以发光二极管代替

每进入一个人发光二极管亮一次，其它状态都保持熄灭状态。

3.5、电源模块

该系统采用直流+5V为主要电源，因为+5V电源适用该系统的整体的有源元件，硬件电路电源采用USB接口，因为这种供电简便、实用。

4、设计总结

调试成功，硬件测试成功！

”经过这段时间的努力，基于单片机的人员

进出检测系统设计完成了，过去一段时间遇到难题时的郁闷一挥而散了，现在

回味起来真有点小小的成就感。

经过这次课程设计得到的收获还是特别多的，

它不仅让我了解了做一个单片机系统的各项工作流程，我在这个过程中学到了很多过去不知道的东西以及课本上所不能讲述给你的东西，同时也让我深刻让地

认识到我对知识的理解程度以及掌握程度还是极其有限的。

生命是有限的，我

们就应该抓住每一个机会来锻炼自己、提高自己，只有在工作中你才能发现你自身的不足，才能让你端正学习、工作、生活态度，并且只有在工作中你才能真正细致地去学习一个东西、去研究一个东西。

可见生产实践是何其重要啊，它是你提升你自己的有效平台。

附录1（仿真图）

C1

T卜

22pF

C2

"κ2H卜

22pF

'.≡'x1

R1

L

C3

Hll

10uF

1

1I

2

2■

3

3L

・44

W=

■

5

5■

6

6I

/

7

8

8■

IXTALI

P0.0/AD0

P0.1/AD1

P0.2/AD2

XTAL2

P03/AD3

P0.4/AD4

P0.5/AD5

P0.6/AD6

RST

P07/AD7

P2.0/A8

P2.1/A9

P2.2/A10

PSLN

ALE

P2.4/A12

LA

P2.6/A14

P2.7/A15

P1.0

P3.0/RXD

P1.1

P3.1/TXD

P1.2

P3.2/INT0"

P13

P33/1NTT

P1.4

P3.4/T0

P1.5

P3.5/T1

P16

P1.7

P3.7/RD

U1

19

9-

80C51

29L"30-

12MHZ18

567

■10-Tr

■24

■25

■26

27

■28

D1

LED-RED

ODE

F

附录2（总电路原理图）

C1

+5v

入口立

红外对管

22pF

U1

19

C2

JL

I-X1

12MHZ

18

22pF

R1

IOk

C3

IOuF

29

30

31

11

J2

33

88

*XTAL1

P0.0/AD0

P0.1/AD1

P0.2/AD2

XTAI2

P03/AD3

P0.4/AD4

P0.5/AD5

P0.6/AD6

RST

P07/AD7

P2.0/A8

P2.1/A9

P2.2/A10

PSEN

P2.3/A11

ALE

P2.4/A12

EA

P2.5/A13

P2.6/A14

P2.7/A15

P1.0

P3.0/RXD

P1.2

P3.1/IXD

P3.2/INT0

P1.3

P3.3/INT1

P1.4

P3.4/T0

P1.5

P3.5/T1

P1.6

P3.6/WR

P1.7

P3.7/RD

80C51

39

38

37

36

35

34

33

32

21a

22b

23C

24d

25e

26f

27g

28h

10

11

12

13

14

15

16

17

+5v

510

R5

+5v

模拟拍照

.ED-RED

U2:

BA

IOk

LM324

R4

RV2

+5v

本岀口

红外对管

R3

510

R2

2

3

U2:

A

510

LM324

10k

RV1