教室人数计数器

单片机项目实践报告1 设计任务 (1)2整体设计方案及框图 (3)2.1 整体设计方案流程 (3)2.2 整体设计框图 (3)3 硬件设计 (3)3.1 各部分电路原理及原理图 (3)3.1.1 最小系统原理及原理图 (4)3.1.2 显示电路原理及原理图 (4)3.1.3 红外发射接收电路原理及原理图 (4)3.2 所用芯片介绍及其使用方法 (5)3.2.1 SST89E516RD芯片 (5)3.2.2 MAX232芯片 (6)3.2.3 74LS138芯片 (6)3.2.4 74HC573芯片 (7)3.2.5 HS0038芯片 (7)4 软件设计 (7)4.1 各模块设计流程 (7)4.1.1 显示电路 (7)4.1.2 红外发射接收部分 (8)4.2 程序实现代码及注释 (8)5 实现过程中遇到的问题及解决方法 (10)6 效果图 (10)6.1 电路板原始照片 (10)6.2 电路板正面 (10)6.3 电路板反面 (11)7 实验总结及其建议 (11)8 参考文献 (11)1 设计任务利用两组红外发射与接收元件，设计一个教室人数计数器，可以实时测量进出教室的人数，并在数码管上显示出来。

2整体设计方案及框图2.1 整体设计方案流程1）根据实验电路原理图，找出关于时钟设计的相关芯片及原件并利用相关图书资料和网络资源搞清楚其功能结构，最终将各个元件连成时钟电路图画在草稿纸上。

2）根据画好的电路原理图进行电路的焊接过程。

3）电路焊接完毕后，首先进行最小系统的调试，测试最小系统是否能够实现。

4）最小系统在测试通过后进行时钟电路的焊接及测试，若最小系统没有通过测试，则进行错误排查直至最小系统成功实现。

5）最小系统及时钟电路测试通过后进行软件部分编写。

6）根据搜集到的芯片相关资料，了解各芯片管脚结构及功能后进行软件编写。

7）对编写好的程序下载到单片机中进行测试直至所要求功能全部实现。

2.2 整体设计框图3 硬件设计3.1 各部分电路原理及原理图3.1.1 最小系统原理及原理图1) 最小系统电路由芯片SST89E516RD和MAX232ACPE，复位电路，LED双色灯，数据通信串口，USB连接口以及晶振部分组成。

2) 单片机SST89E516RD工作在12MHz频率下，控制整个电路的运行。

3) 复位电路主要通过按钮的短接来实现电路的复位功能。

4) 9针的通信串口与MAX232ACPE芯片连接与单片机上的RXD(串行数据接收)和TXD(串行数据发送)来实现单片机与计算机之间的通信。

5) LED双色显示主要通过单片机上的1.6与1.7口来控制。

6) 按钮通过2.4~2.7管脚口来实现其功能。

7) USB接口通过与计算机USB接口相连为电路板上的电路提供电源。

3.1.2 显示电路原理及原理图1) 芯片SN74HC573AN实现数码管显示的控制，其8条线路分别控制数码管上a，b，c，d，e，f，g和dot的亮灭，从而将相关数据显示在数码管中。

2) 数码管上的Y0~Y7口分别与74LS138芯片上的管脚相连，来实现对数码管某一位的亮灭控制。

3.1.3 红外发射接收电路原理及原理图红外发射电路红外接收电路1）红外发射接收电路有发送和接收两个组成部分。

发送端采用单片机将待发送的二进制信号编码调制为一系列的脉冲串信号，通过红外发射管发射红外信号。

红外接收完成对红外信号的接收、放大、检波、整形，并解调出遥控编码脉冲。

为了减少干扰，采用的是性能可靠的一体化红外接收头(HS0038，它接收红外信号频率为38kHz，周期约26μs)接收红外信号，它同时对信号进行放大、检波、整形得到TTL电平的编码信号，再送给单片机，经单片机解码并执行去控制相关对象。

2）红外发送部分由51单片机、键盘、红外发光二极管和7段数码管组成。

键盘用于输入指令，51单片机检测键盘上按键的状态，并对红外信号进行调制，发光二极管产生红外线，数码管用来显示发送的键值。

3）红外接收部分由51单片机、一体化红外接收头HS0038和7段数码管组成。

51单片机检测HS0038，并对HS0038接收到的数据解码，通过数码管显示接收到的键值。

3.2 所用芯片介绍及其使用方法3.2.1 SST89E516RD芯片内置超级FLASH存储器的单片机，工作电压 VDD=4.5～5.5V，5伏工作电压时0～40MHz的频率范围，工作电压 VDD=2.7～3.6V，在3伏工作电压下,原厂保证0～25MHz的工作频，实际最高可达40MHz，与现行的80C52列单片机硬件PIN-TO-PIN完全兼容，软件、开发工具也完全兼容。

1K*8的内部RAM（256Bytes+768Bytes，可使用C语言编程）两块超级FLASH EEPROM，即SST89E516RD/SST89V516RD:64K*8的基本存储块和8K*8的二级存储块（扇区大小为 128 字节）和SST89E58RD/SST89V58RD:32K*8的基本存储块和8K*8的二级存储块（扇区大小为128字节），（二级存储块可用于存放掉电后要保存的数据，放在内部具有极强的抗干扰性）。

独立的块加密，IAP 下的并行操作，块地址重映射。

最大片外程序/数据地址空间为64K*8（当然也可以通过I/O口进行块切换，实现超64K扩展）。

三个高电流驱动引脚（每个16mA,可直接驱动LED）和三个16位定时器/计数器。

全双工增强型UART：帧错误检测、自动地址识别。

9个中断源，四个中断优先级。

看门狗定时器（Watchdog Timer, 缺省情况下不打开，用户不需要时可不使用）。

可编程计数阵列（PCA），标准为每个机器周期12个时钟，器件可选择在每个机器周期6个时钟基础上加倍。

掉电检测（Brow-out缺省为产生复位，也可设置为产生中断）。

降低EMI模式（通过AUXR SFR 不允许ALE 输出时钟）四个8位 I/O 口（32 根输入输出线—）。

3.2.2 MAX232芯片max232是一种把电脑的串行口RS232信号转换为单片机所用到的TTL信号电平的芯片。

由于电脑串口rs232电平是-10v 到+10v，而一般的单片机应用系统的信号电压是TTL电平0 到+5v，max232就是用来进行电平转换的,该器件包含2驱动器、2接收器和一个电压发生器电路提供TIA/EIA-232-F电平。

该器件符合TIA/EIA-232-F标准，每一个接收器将TIA/EIA-232-F电平转换成5-V TTL/CMOS电平。

每一个发送器将TTL/CMOS电平转换成TIA/EIA-232-F电平。

232是电荷泵芯片，可以完成两路TTL/RS-232电平的转换，它的的9、10、11、12引脚是TTL电平端，用来连接单片机。

3.2.3 74LS138芯片74LS138为3线－8线译码器。

当一个选通端（G1）为高电平，另两个选通端（/(G2A)/(G2B)）为低电平时，可将A、B和C的二进制编码在一个对应的输出端以低电平译出。

利用G1、/(G2A)/(G2B)可级联扩展成24线译码器；若外接一个反相器还可级联扩展成32线译码器。

若将选通端中的一个作为数据输入端时，它还可作为数据分配器。

3.2.4 74HC573芯片74HC573是8进制3态非反转透明锁存器，它的输入是和标准 CMOS 输出兼容的；加上拉电阻，它与LS/ALSTTL 可以输出兼容。

当锁存使能端为高时，这些器件的锁存对于数据是透明的（输出同步）。

当锁存使能变低时，符合建立时间和保持时间的数据会被锁存。

它还带有带有保护电路，以免被高的静态电压或电场损坏。

然而，对于高阻抗电路，必须要采取预防以免工作在任何高于最大值范围的条件下工作。

3.2.5 HS0038芯片HS0038是一体化集成的红外接收器件，直接就可以输出解调后的高低电平信号；红外接收需先进行解调，解调的过程是通过红外接收管进行接收的。

其基本工作过程为：当接收到调制信号时，输出高电平，否则输出为低电平，是调制的逆过程。

4 软件设计4.1 各模块设计流程4.1.1 显示电路4.1.2 红外发射接收部分38KHz红外发射管红外接收管单片机LED数码管4.2 程序实现代码及注释#include<reg52.h>#define uchar unsigned charsbit disp1=P3^2;sbit disp2=P3^3;uchar count,count4ms; //延时计数器uchar disp_buff[2];uchar code Tab1[]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F};void FillDispBuffer(void){disp_buff[0]=count/10;disp_buff[1]=count%10;}void main(void){P0=0x00;count=0;TMOD=0x01; //设定时器0和1为16位模式1TH0=(65536-4000)/256;TL0=(65536-4000)%256; //设定时值0为38K也就是每隔26us中断一次 EA=1; //允许CPU中断ET0=1; //定时器0中断允许IT0=1;EX0=0;TR0=1; //开始计数while(1){if(count==100) count=0;FillDispBuffer();}}void INT0_service(void) interrupt 0{count++;}void T0_service(void) interrupt 1{TH0=(65536-4000)/256;TL0=(65536-4000)%256;count4ms++;if(count4ms%2==0){disp2=1;disp1=0;P0=Tab1[disp_buff[0]];}else{disp1=1;disp2=0;P0=Tab1[disp_buff[1]];}if(count4ms==100){count4ms=0;}}5 实现过程中遇到的问题及解决方法1) 最小系统无法实现：利用万用表对线路电压，电阻及短路与否进行逐个排查直至找出错误连接点2) LED数码管显示不正确：参照电路原理图与电路对照，发现线路接反，重新焊接后数码管显示正常3) 软件部分在程序编写过程中进行过多次调试，修改代码，直至达到要求。

6 效果图6.1 电路板原始照片6.2 电路板正面6.3 电路板反面7 实验总结及其建议1) 掌握了电路焊接的基本方法，如焊锡及电烙铁的使用，以及电路的基本布局方法。

2) 了解SST89E516RD、MAX232、74LS138和74HC573等芯片的结构功能以及在实际中的简单应用。