基于红外传感器的公共场所人流量统计系统_设计毕业设计论文(编辑修改稿)

基于红外传感器的公共场所人流量统计系统_设计毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

25MHz～ 50MHz，具体在芯片上的型号名称后以 “XX”标注。 STC89C 系列单片机有较宽的工作电压， 5V 型号的可工作于 ～ ， 型号的可工作于～ (ISP/IAP 操作时对电压要求会稍严 )。 正常工作模式下的典型耗电为4mA～ 7mA，空闲模式为 2mA，掉电模式 (可由外部中断唤醒 )下则小于。 STC89C51 各引脚功能 STC89C51 芯片 总共有 有 40 个引脚， 其中 32 个外部双向输入 /输出（ I/O）口，5 个中断优先级 2 层中断嵌套中断， 2 个 16 位可编程定时计数器 ,2 个全双工串行通信口，看门狗（ WDT）电路，片内时钟振荡器。 STC89C51 芯片的引脚分布 图 如图31 所示。 西南科技大学本科生毕业论文 7 图 31 STC89C51 引脚图 STC89C51 芯片的 各引脚的功能如下： P0 口： P0 口为一个 8 位漏级开路双向 I/O 口，每脚可吸收 8TTL 门电流。 当 P1口的管脚第一次写 1 时，被定义为高阻输入。 P0 能够用于外部程序 数据存储器，它可以被定义为数据 /地址的第八位。 在 FIASH 编程时， P0 口作为原码输入口，当FIASH 进行校验时， P0 输出原码，此时 P0 外部必须被拉高。 P1 口： P1 口是一个内部提供上拉电阻的 8 位双向 I/O 口， P1 口缓冲器能接收输出 4TTL 门电流。 P1 口管脚写入 1 后，被内部上拉为高，可用作输入， P1 口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。 在 FLASH 编程和校验时， P1 口作为第八位地址接收。 P2 口： P2 口为一个内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口， P2 口缓冲器可接收，输出 4 个 TTL 门 电流，当 P2 口被写 “1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。 并因此作为输入时， P2 口的管脚被外部拉低，将输出电流。 这是由于内部上拉的缘故。 P2 口当用于外部程序存储器或 16 位地址外部数据存储器进行存取时， P2口输出地址的高八位。 在给出地址 “1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时， P2 口输出其特殊功能寄存器的内容。 P2 口在 FLASH 编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 P3 口： P3 口管脚是 8 个带内部上拉电阻的双向 I/O 口，可接收输出 4 个 TTL门 西南科技大学本科生毕业论文 8 电流。 当 P3 口写入 “1”后， 它们被内部上拉为高电平，并用作输入。 作为输入，由于外部下拉为低电平， P3 口将输出电流（ ILL）这是由于上拉的缘故。 P3 口也可作为 AT89C51 的一些特殊功能口，如 表 31 所示。 P3 口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。 表 31 P3 口特殊功能 引 脚 功 能 RXD（ 串行输入口 ） TXD（ 串行输出口 ） INT0（ 外部中断 0） INT1（ 外部中断 1） T0（ 记时器 0 外部输入 ） T1（ 记时器 1 外部输入 ） WR（ 外部数据存 储器写选通 ） RD（ 外部数据存储器读选通 ） RST：复位输入。 当振荡器复位器件时，要保持 RST 脚两个机器周期的高电平时间。 ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。 在 FLASH 编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。 在平时， ALE 端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的 1/6。 因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。 然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个 ALE 脉冲。 如想禁止 ALE 的输出可在 SFR8EH 地址上置 0。 此时， ALE 只有在执行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起作用。 另外，该引脚被略微拉高。 如果微处理器在外部执行状态 ALE 禁止，置位无效。 /PSEN：外部程序存储器的选通信号。 在由外部程序存储器取指期间，每个机 器周期两次 /PSEN 有效。 但在访问外部数据存储器时，这两次有效的 /PSEN 信号将 不 会 出现。 西南科技大学本科生毕业论文 9 /EA/VPP：当 /EA 保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（ 0000HFFFFH），不管是否有内部程序存储器。 注意加密方式 1 时， /EA 将内部锁定为RESET；当 /EA 端保持高电平时，此间内部程序存储器。 在 FLASH 编程期间，此引脚也用于施加 12V编程电源（ VPP）。 XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2：来自反向振荡器的输出。 最小 系统 电路图 单片机最小系统 ,或者称为最小应用系统 , 就是指一个单片机能开始独立工作所需的最基本的外部电路连接 [6]。 对 51 系列单片机来说 ， 最小系统一般应该包括 ： 单片机、晶振电路、复位电路。 在 Protues 中绘制的 最小系统 如 图 32 所示。 图 32 单片机最小系统图 在单片机系统中，复位电路是非常关键的，当程序运行不正常或死机（停止运行 ）时，就需要进行复位 操作。 MCS5l 系列单片机的复位引脚 RST（ 第 9 管脚） 出现 2 个机器周期以上的高电平时，单片机就执行复位操作。 如果 RST 持续为高电平，单片机就处于循环复位状态。 在电路图中，电容的的大小是 10uF，电阻的大小是 10k。 所以根据公式，可以算 出电容充电到电源电压的 倍（单片机的电源是 5V，所以 当 充电到 倍即为 ），需要的 充电 时间是 电容的值与电阻的值相乘为。 西南科技大学本科生毕业论文 10 在启动的 内，电容两端的电压从 0~ 增加。 这个时候 10K 电阻两端的电压为从 5~ 减少。 所以在 内， RST 引脚所接收到的电压是 5V~。 而在 51 单片机中小于 的电压信号为低电平信号，所以在开机 内，单片机系统自动复位。 在单片机启动 后，电容 C 两端的电压持续充电为 5V，这是时候10K 电阻两端的电压接近于 0V， RST 处于低电平所以系统正常工作。 当按键按下的时候，开关导通，这个时候电容两端形成了一个回路，电容被短路，所以在按键按下的这个过程中，电容开始释放之前充的电量。 随着时间的推移，电容的电压在 内，从 5V 释放到变为了 ，甚至更小，这个时候 10K 电阻两端 的电压为，甚至更大，所以 RST 引脚又接收到高电平，单片机系统自动复位。 时钟是单片机的心脏，单片机各功能部件的运行都是以时钟频率为基准，有条不紊地一拍一拍地工作 [7]。 因此，时钟频率直接影响单片机的速度，时钟电路的质量也直接影响单片机系统稳定性。 电路中的电容典型值通常选择 30pF 左右，该电容大小会影响振荡器频率的高低、振荡器的稳定性、起振的快速性和温度的稳定性 [8]。 晶振的振荡器频率的范围通常在 ～ 12MHz 之间，晶体的频率越高，则系统的 时钟频率也就变高，单片机的运行速度也就越快。 但反过来运行 速度快，对存储器的速度要求就高。 对印刷电路板的工艺要求也高，即要求浅间的寄生电容要小；晶体和电容应尽可能安装得与单片机芯片靠近，以减少寄生生活，更好的保证振荡器稳定，可靠地工作。 电路中的两个电容的作用有两个：一是帮助振荡器起振（ C1 C2 的值大，起振的速度慢；反之，速度快。 ）；二是对振荡器的频率起到微调的作用（ C1 C2 的值大，频率略有减少，反之，频率略有提高）。 本设计采用 12MHz 晶振，并联两个 22pF 瓷片电容 C1 及 C2 构成时钟电路。 DS1302 时钟芯片模块 DS1302 时钟 芯片简介 DS1302 是 DALLAS 公司推出的涓流充电时钟芯片，内含一个实时时钟 /日历和31 字节静态 RAM，可以通过串行接口与单片机进行通信。 实时时钟 /日历电路提供秒、分、时、日、星期、月、年的信息，每个月的天数和闰年的天数可 以 自动调整，时钟操作可通过 AM/PM 标志位决定采用 24 或 12 小时时间格式。 DS1302 与单片机之间能简单地采用同步串行的方式进行通信，仅需三根 I/O 线：复位西南科技大学本科生毕业论文 11 （ RST）、 I/O 数据线、串行时钟（ SCLK）。 时钟 /RAM 的读 /写数据以一字节或多达 31 字节的字符组方式通信。 DS1302 工作时功耗很低，保持数据和时钟信息时，功耗小于 1mW。 工作电压宽达 ～。 采用双电源供电（主电源和备用电源），可设置备用电源充电方式，提供了对后背电源进行涓细电流充电的能力。 DS1302 的外部引脚功能说明如图 33 所示。 图 33 DS1302 引脚图 DS1302 各引脚功能如表 32 所示。 表 32 DS1302 各引脚功能 引 脚 功 能 X1， X2 晶振引脚 GND 地 RST 复位 (低电平有效 ) I/O 数据输入 /输出 SCLK 串行时钟 VCC1 可提供单电源控制也可用作备用电源 VCC2 主电源引脚 DS1302 的内部主要组成部分为： 电源控制、 移位寄存器、 命令与 控制逻辑、振荡器 与分频器 、实时时钟以及 RAM。 虽然数据分成两种，但是对单片机的程序而言，其实是一样的，就是对特定的地址进行读写操作。 DS1302 的内部 结构如图 34所示。 西南科技大学本科生毕业论文 12 图 34 DS1302 结构图 DS1302 芯片工作原理 DS1302 工作时为了对任何数据传送进行初始化，需要将复位脚（ RST）置为高电平且将 8 位地址和命令信息装入移位寄存器。 数据在时钟（ SCLK）的上升沿 时 串行输入，前 8 位指定访问地址，命令字装入移位寄存器后，在之后的时钟周期，读操作时输出数据，写操作时输出数据。 时钟脉冲的个数在单字节方式下为 8+8（ 8 位地址 +8 位数据），在多字节方式下为 8 加最多可达 248 的数据。 DS1302 的寄存器和控制命令 对 DS1302 的操作就是对其内部寄存器的操作， DS1302 内部共有 12 个寄存器，其中有 7 个寄存器与日历、时钟相关，存放的数据位为 BCD 码形式。 此外，DS1302 还有年份寄存器、控制寄存器、充电寄存器、时钟突发寄存器及与 RAM 相关 的寄存器等。 时钟突发寄存器可一次性顺序读写除充电寄存器以外的寄存器。 日历、时间寄存器及控制字如表 33 所示。 西南科技大学本科生毕业论文 13 表 33 DS1302 时间寄存器及控制字 寄存器 名 称 取值范围 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 秒寄存器 00~59 CH 秒的十位 秒的个位 分寄存器 00~59 0 分的十位 分的个位 小时寄存器 01~12 或00~23 12/24 0 A/P HR 小时的个位 日寄存器 01~31 0 0 日的十位 日的个位 月寄存器 01~12 0 0 0 1/0 月的个位 星期寄存器 01~07 0 0 0 0 星期几 年寄存器 01~99 年的十位 年的个位 写保护寄存器 WP 0 0 0 0 0 0 0 0 涓流充电寄存器 TCS TCS TCS TCS DS DS RS RS RS 时钟突发寄存器 小时寄存器（ 85h、 84h）的位 7 用于定义 DS1302 是运行于 12 小时模式还是 24小时模式。 当为高时， 选择 12 小时模式。 在 12 小时模式时，位 5 是 ，当为 1 时，表示 PM。 在 24 小时模式时，位 5 是第二个 10 小时位。 秒寄存器（ 81h、 80h）的位 7 定义为时钟暂停标志（ CH）。 当该位置为 1 时，时钟振荡器停止， DS1302 处于低功耗状态；当该位置为 0 时，时钟开始运行。 控制寄存器（ 8Fh、 8Eh）的位 7 是写保护位（ WP） ，其它 7 位均置为 0。 在任何的对时钟和 RAM 的写操作之前， WP 位必须为 0。 当 WP 位为 1 时，写保护位防止对任一寄存器的写操作。 DS1302 的控制字如 35 图所示，要想与 DS1302 通信，首先要先了解 DS1302 的控制字。 西南科技大学本科生毕业论文 14 图 35 DS1302 控制字 控制字的最高有 效位（位 7）必须是逻辑 1，如果它为 0，则不能把数据写入到 DS1302 中。 位 6：如果为 0，则表示存取日历时钟数据，为 1 表示存取 RAM 数据。 位 5 至位 1（ A4～ A0）：指示操作单元的地址。 位 0（最低有效位 ）： 如为 0，表示要进行写操作，为 1 表示进行读操作。 控制字总是从最低位开始输出。 在控制字指令输入后的下一个 SCLK 时钟的上升沿时，数据被写入 DS1302，数据输入从最低位（ 0 位）开始。 同样，在紧跟 8 位的控制字指令后的下一个 SCLK 脉冲的下降沿，读出 DS1302 的数据，读出的数据。