红外线人数计数器设计说明

红外线室人数统计设计
目录
摘要 (1)
Abstract: (2)
1 方案与比较论证 (3)
1.1 总体设计方案云比较 (3)
1.2实验器材 (4)
1.3模块电路设计与论证 (4)
2．系统设计 (7)
2.1总体设计 (7)
2.2 软件流程图 (8)
2.3 主控电路 (9)
3 测试数据与分析 (11)
3.1 模块测试 (11)
3.2整机调试 (11)
3.3 测试结果 (12)
4 系统特色 (12)
5 总结 (13)
摘要：
本文详细描述了红外线室人数统计系统的设计方法。

设
计理念是有两组红外线发射和接收系统组成，将信号传递给控制单片机，由其判断两组信号的触发顺序来给出室人数是增加还是减少，然后将结果控制LCD液晶显示模块显示。

本系统基本实现了数字控制，可分为四个模块：单片机控制模块、恒流驱动电源模块、红外线发射和接收模块、LCD液晶显示模块。

单片机控制模块主要以MSP430F2274单片机为核心，主要由555定时器构成的多谐振荡器给红外线发射38KHz 脉冲信号，单片机通过对接收到的信号进行运算处理，将信号转为LCD显示屏显示。

恒流驱动电源模块主要给整个电路提供合适的工作电压。

关键词单片机控制恒流电源 555定时器构成的多谐振荡器 LCD显示
Abstract:
This paper describes the infrared indoor toll system design method. Design concept is two groups of infrared emitting and receiving system, will signals to control chip, two groups by
the judgment of the signal to trigger sequence number is indoor, then will increase or decrease the LCD LCD display control module. This system realizes the digital control, which can be divided into four modules: SCM control module, constant-current power module driver, infrared emitting and receiving module, LCD display module. SCM control module mainly MSP430F2274 singlechip, mainly composed of 555 timing by more harmonic oscillator infrared emission 38KHz pulse signal to a single chip computer through the signal processing operations, LCD display shows to signal. Constant-current power modules for the main driving circuit provides appropriate working voltage.
Keywords single-chip microcomputer control constant-current source of much harmonic 555 timing LCD oscillator
1 方案与比较论证
1.1 总体设计方案云比较
方案一：
采用红外线遥控器提供红外线发射信号，但由于红外线遥控器提供的信号是间断的不能实现要求，故舍弃。

方案二：
采用555定时器构成的多谐振荡器给红外线发射管提供振荡频率，从而有了连续不间断的红外线发射信号满足设计要求。

而且电路比较简单，容易焊接，效果较好。

故选择此种方案。

1.2实验器材
需要准备的器材：MSP430F2274实验板一块、红外线发射管两只、集成红外接收模块两只、555定时器一块、5V 电源、电阻8k两只、电容102一只、电容103一只、可变电阻器一块（1K~5k）、lcd液晶显示器一块、AMS1117-3.3恒流稳压块及其组成电路元器件等。

1.3模块电路设计与论证
○1单片机控制模块
主控制器采用MSP430F2274单片机。

是一种16位的单片机，它具有集成度高、外围设备丰富、超低功耗等优点。

且性价比高，足够实现本设计要求，并还可以扩展研发，具有充分的扩展性。

○2恒流驱动电源模块
电源采用AMS1117-3.3恒流稳压块，使用简单可靠，足
以为本设计提供可靠电源，且性价比高。

○3由555定时器构成的多谐振荡器如图 (a)所示，其工作波形见图 (b)。

接通电源后，电源VDD通过R1和R2对电容C充电，当Uc<1/3VDD时，振荡器输出Vo=1，放电管截止。

当Uc充电到≥2/3VDD后，振荡器输出Vo翻转成0，此时放电管导通，
使放电端(DIS)接地，电容C通过R2对地放电，使Uc下降。

当Uc下降到≤1/3VDD后，振荡器输出Vo又翻转成1，此时放电管又截止，使放电端(DIS)不接地，电源VDD通过R1和R2又对电容C充电，又使Uc从1/3VDD上升到2/3VDD,触发器又发生翻转，如此周而复始，从而在输出端Vo得到连续变化的振荡脉冲波形。

脉冲宽度TL≈0.7R2C，由电容C放电时间决定；TH=0.7(R1+R2)C，由电容C充电时间决定，脉冲周期T≈TH+TL。

图555构成多谐振荡器
○4LCD液晶显示模块
这里介绍的字符型液晶模块是一种用5x7点阵图形来显示字符的液晶显示器，根据显示的容量可以分为1行16个字、2行16个字、2行20个字等等，这里我们使用常用的2行16个字的LCD1602液晶模块来介绍它的编程方法。

LCD1602 液晶模块部的字符发生存储器（CGROM）已经存储了160个不同的点阵字符图形，这些字符有：阿拉伯
数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等，每一个字符都有一个固定的代码，其代码与标准的ASCII字符代码一致。

因此，我们只要写入显示字符的ASCII码即可，这种标准化的设计给使用带来很大的方便。

比如大写的英文字母“A”的ASCII代码是01000001B （41H），显示时单片机往液晶模块写入显示指令，模块就把地址41H中的点阵字符图形显示出来，我们就能在相应位置上看到字母“A”。

2．系统设计
2.1总体设计
总体设计框图如图2-1所示：
图2-1总体框图
2.2 软件流程图
图2-2程序流程图2.3 主控电路
主控电路图如图2-3所示
图2-3设计电路图
3 测试数据与分析
3.1 模块测试
○1控制模块
接通电源，将程序下载至芯片，用电压表测试各个管脚的高低电平情况，对照是否与程序所写一致！
○2显示模块
当控制芯片测试好后将显示屏接至控制芯片，然后在程序中调试其显示，使其能按要求正确显示。

注意在接线时的管脚连接正确！
○3红外线模块
正确为其接好外围电路，用万用表测其发射端频率是否为38khz,接收头是否可以接收到信号。

○4恒流驱动电源模块
接好其电路后用电压表测试其输出电压，然后进行改良元件微调使其输出达到符合要求。

3.2整机调试
连接好所有电路，测试观察其是否正常显示，然后用挡板模拟人经过，测试其计数是否准确。

3.3 测试结果
4 系统特色
4.1 系统模块化设计: 系统采用了模块化技术架构，具有良好的持续升级和功能扩展能力。

随着技术的发展和用户功能需求的变化而不断升级。

4.2 全中文液晶显示：采用液晶显示可以显示更多的信息，接口电路简单，控制方便，显示直观，便于用户设置时间参数。

5 总结
我们在整个设计制作过程中，始终关注系统的性能指标和运行的稳定性，本着稳定性和精确性并重的原则，我们采取了诸多的有效措施，基本完成了设计题目所规定的指标和要求，而且对于有些指标进行了扩展设计，功能提高。

同时考虑到性价比和人机互动，简化电路，改善显示界面，优化整机构造，提出更人性化的设计。