基于单片机的教室人数统计

沈阳航空航天大学

课程设计

（论文）

题目教室人数统计系统的设计

班级

学号

学生姓名

指导教师

沈阳航空航天大学

课程设计任务书

课程名称专业综合课程设计

院（系）自动化学院专业测控技术与仪器

班级04070101 学号姓名

课程设计题目教室人数统计系统的设计

课程设计时间: 2013 年12 月30 日至2014 年1 月10日

课程设计的内容及要求：

1.设计一个教室人数统计系统，系统功能如下:

①采用单片机作为控制核心电路；

②由安装于门口的两个光电传感器用于识别进出教室的人数；

③采用二位数码管显示教室里的人数。

2.设计硬件电路原理图。

3.焊接硬件电路并进行调试。

4.软硬件结合调试，系统能脱离开发系统单独运行。

指导教师年月日

负责教师年月日

学生签字年月日

沈阳航空航天大学

课程设计成绩评定单

课程名称专业基础课程设计

院（系）自动化学院专业测控技术与仪器

课程设计题目教室人数统计系统的设计

学号姓名答辩日期年月日指导教师（答辩组）评语：

课程设计成绩

指导教师（答辩组）签字

年月日

目录

0 前言 (2)

1 总体方案设计 (2)

2 硬件电路设计 (3)

2.1 单片机系统 (3)

2.1.1 AT89C51性能 (3)

2.1.2 AT89C51各引脚功能 (3)

2.1.3复位电路设计 (5)

2.1.4 时钟电路设计 (5)

2.3 LED显示系统设计 (7)

2.3.1LED基本结构 (7)

2.3.2 LED译码方式 (7)

3 软件设计 (8)

3.1工作原理 (8)

3.2程序流程图: (9)

3.3 显示子程序 (9)

4 调试分析 (10)

参考文献 (11)

课设体会 (12)

附录1 电路原理图 (14)

附录2 程序清单 (15)

教室人数统计系统的设计

沈阳航空航天大学自动化学院

摘要

本方案为教室人数技术器系统设计，通过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。本系统可以与智能教室系统结合到一体，根据教室人数多少只能调节光线等，达到节能环保的目的。

关键词单片机；数码管；光电传感器；

0 前言

本方案基于单片机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 总体方案设计

教室前门不开，只通后门。测量系统硬件框图所示。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。

图1 系统原理框图

2 硬件电路设计

2.1单片机系统

2.1.1 AT89C51性能

AT89C51是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含

有4KB的可反复擦写的只读程序存储器和128字节的随机存储器。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容，由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL 的AT89C51是一种高效微控制器，它为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。

AT89C51功能性能:与MCS-51成品指令系统完全兼容；4KB可编程闪速存储器；寿命：1000次写/擦循环；数据保留时间：10年；全静态工作：0-24MHz；三级程序存储器锁定；128*8B内部RAM；32个可编程I/O口线；2个16位定时/计数器；5个中断源；可编程串行UART通道；片内震荡器和掉电模式。

2.1.2 AT89C51各引脚功能

AT89C51提供以下标准功能：4KB的Flash闪速存储器，128B内部RAM，32个I/O口线，两个16位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内震荡器及时钟电路，同时，AT89C51可降至0Hz静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作，掉电方式保存RAM 中的内容，但震荡器停止工作并禁止其他所有工作直到下一个硬件复位。

AT89C51采用PDIP封装形式，引脚配置如图2所示。

图2 AT89C51的引脚图

AT89C51芯片的各引脚功能为：

P0口：这组引脚共有8条，P0.0为最低位。这8个引脚有两种不同的功能，分别适用于不同的情况，第一种情况是89C51不带外存储器，P0口可以为通用I/O口使用，P0.0-P0.7用于传送CPU的输入/输出数据，这时输出数据可以得到锁存，不需要外接专用锁存器，输入数据可以得到缓冲，增加了数据输入的可靠性；第二种情况是89C51带片外存储器，P0.0-P0.7在CPU访问片外存储器时先传送片外存储器的低8位地址，然后传送CPU对片外存储器的读/写数据。P0口为开漏输出，在作为通用I/O使用时，需要在外部用电阻上拉。

P1口：这8个引脚和P0口的8个引脚类似，P1.7为最高位，P1.0为最低位，当P1口作为通用I/O口使用时，P1.0-P1.7的功能和P0口的第一功能相同，也用于传送用户的输入和输出数据。

P2口：这组引脚的第一功能与上述两组引脚的第一功能相同即它可以作为通用I/O口使用，它的第一功能和P0口引脚的第二功能相配合，用于输出片外存储器的高8位地址，共同选中片外存储器单元，但并不是像P0口那样传送存储器的读/写数据。

P3口：这组引脚的第一功能和其余三个端口的第一功能相同，第二功能为控制功能，每个引脚并不完全相同，如下表1所示：