教室人数统计

基于8051的教室人数统计系统仿真研究报告

组员:王煜阳于宏建周勋雨

指导教师：***

日期： 2011.6.10

内容摘要：

教室人数技术器系统设计，通过Proteus软件模拟教室人员的出入，当有同学进入时进行加计数，当有同学外出时进行减计数，并把现在教室人数通过LED 显示出来。通过这个程序，教室可以很好的了解教室内的学生人数，既方便了学生的人数统计，同时也方便了老师的教学进展。次系统硬件电路简单，程序简单易懂，照此思想，通过利用红外光敏开关作为外部脉冲，可实际设计出应用系统。

关键词：

单片机8051 89C51 8155 人数统计 LED显示光敏二极管传感器

目录

1.目的和意义 (4)

1.1设计目的及意义 (4)

1.2设计内容 (4)

1.3设计要求 (4)

2.硬件电路设计 (4)

2.1设计思路 (4)

2.2单片机电路如图： (5)

2.3光敏二极管传感器（程序中利用开关了进行仿真） (6)

3.软件电路设计 (7)

3.1工作原理 (7)

3.2程序流程图: (7)

3.2.1程序主流程图： (7)

3.2.2 加法流程图： (8)

3.3汇编程序 (9)

4.电路调试 (13)

5.参考文献： (14)

6．结题感想 (14)

1.目的和意义

1.1设计目的及意义

教室人数统计对于一些人数比较大的课堂一直是个比较困难的问题。于是，基于单片机80C51我们设计了一个教室人数自动统计系统。通过本次课程设计加深了对单片机课程的全面认识复习和掌握，对单片机课程的应用进一步的了解。掌握外部中断和LED显示的设置以及相应的传感器原理。通过此次课程设计能够将单片机软件结合起来，对程序进行编辑，校验。

1.2设计内容

设计教室人数统计系统，人员进入时系统进行加计数，人员离开时系统进行减计数并能够通过LED实时显示教室内的人数。

1.3设计要求

统计出教室内上课人数并能够通过LED显示出来。

2.硬件电路设计

2.1设计思路

教室前门不开，只通后门。测量系统硬件框图如图1所示。利用两个光敏二极管传感器，当有人从后门进出的时候，将产生电压脉冲，再利用单片机的外部中断功能进加减计数，最终显示出教室中的实际人数。

我们小组在设计电路上参考了所学教材上P195页的知识内容，设计了利用89C51通过8155及74LS138扩展4只共阴极LED数码管的接口电路，并结合了所查的资料进行了光敏二极管的理论研究（开关中以开关替代）。图中8155的B扣和所有LED的a~h引线相连，故B口为字形扣；各LED的位选线和8155的C口相连，故C口为字位口。8155的端口地址如下：2100H _命令/状态口2101H_A口2102H_B口 2103H_ C口

2.2单片机电路如图：

图 1.3 Proteus模拟电路图

2.3光敏二极管传感器（程序中利用开关了进行仿真）

结构原理：光敏二极管的结构与一般二极管相似。它装在透明玻璃外壳中，其PN结装在管的顶部，可以直接受到光照射。

工作原理：光敏二极管在电路中一般是处于反向工作状态，在没有光照射时，反向电阻很大，反向电流很小，反向电流称为暗电流，当光照射在PN结上，光子打在PN结附近，使PN结附近产生光生电子和光生空穴对，它们在PN结处的内电场作用下作定向运动，形成光电流。光的照度越大，光电流越大因此光敏二极管在不受适当波长光照射时处于截止状态，受适当波长光照射时处于导通状态。

图2

装置结构：将两个光敏二极管安装于同学们进出的过道一侧，并间隔一定的距离L，在相对的一侧安装两个激光发射器。如图3。

工作过程：当过道中无人员经过时，激光照射光敏二极管，使二极管导通，则图2中的电路导通，电阻RL两端高电压。当过道中有人员通过时，二极管截止，RL两端低电压。将两个传感器电路中RL电压变化产生的电压脉冲信号分别接入单片机的外部中断输入端／INT0与／INT1，触发中断程序，在中断程序中进行相应的操作，即可实现人数的加减计数。注：为满足单片机工作电平要求，图2电路中，电源E取5V，R取适当值。

3.软件电路设计

3.1工作原理

8051单片机可以响应外部中断中断请求，外部中断源的中断请求信号可以从P3．2和P3．3(即／INT0和／INT1)引脚上输入，有电平或负边沿两种引起中断的触发方式。本系统中利用负边沿触发方式。光敏二极管1电路中RL电压信号接／INTO，光敏二极管2电路中RL电压信号接／INT1。

工作过程：进入一一当有人员进入教室时，光敏二极管l光线首先被隔断，／INT0端首先产生负脉冲信号，引发单片机中断，在相应的中断程序中对计算人数的存储器R2进行加l计算，同时在程序中关闭／INTl的中断使能，这样就不会引起／INT1触发中断，并开始定时，在隔一定时间后利用定时中断打开／INT1中断使能·出去一一当有人员离开教室时，光敏二极管2光线首先被隔断，／INTl端首先产生负脉冲信号，引发单片机中断，在相应的中断程序中对计算人数的存储器R2进行减l计算，同时在程序中关闭／INT0的中断使能，这样就不会引起／INT0触发中断，并开始定时，在隔一定时间后利用定时中断打开／INT0中断使能。最终通过相应的LED显示程序显示的人数即当前教室里的人数了。

3.2程序流程图:

3.2.1程序主流程图：

图 1.4

3.2.2 加法流程图：

图 1.5

3.2.3减法流程图：

图 1.6 3.3汇编程序

ORG 0000H

LJMP MAIN

ORG 0003H

LJMP CT1

ORG 000BH

LJMP YS

ORG 0013H

AJMP CT2

GW EQU 20h

SW EQU 21H

BW EQU 22H

QW EQU 23H

MOV 20H,#00H

MOV 21H,#00H

MOV 22H,#00H

MOV 23H,#00H

MOV R2,#00H

MAIN:

SETB E X0 ;开INT0