【正文】 i等語(yǔ)言中均可使用。 VB是Visual Basic的簡(jiǎn)稱，是由美國(guó)微軟公司于1991年開(kāi)發(fā)的一種可視化的、面向?qū)ο蠛筒捎檬录?qū)動(dòng)方式的結(jié)構(gòu)化高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，可用于開(kāi)發(fā) Windows 環(huán)境下的各類應(yīng)用程序。} disbuff[i]=tab[unitPlace]。數(shù)碼管賦值子函數(shù)需要兩個(gè)輸入變量。 SBUF=0x02。 case 39。: IN++。39。,即k的值有變化時(shí)，程序就會(huì)對(duì)要由數(shù)碼管顯示的值做處理。39。\039。+39。 // 再置為高，產(chǎn)生移位時(shí)鐘上升沿，儲(chǔ)存器里的數(shù)據(jù)移位，數(shù)據(jù)輸入 }}void Par_OUT(void)//數(shù)據(jù)鎖存子程序{ST_CP=0。 //先置為低DS=Dataamp。} }void Ser_IN(uchar Data)//74hc595數(shù)據(jù)輸入子程序{uchar i。 Ser_IN(disbuff[a])。 TH0=(65535500)/256。數(shù)碼管顯示的流程為：，使程序進(jìn)入數(shù)碼管掃描中斷函數(shù)中。由于將3對(duì)數(shù)碼管的段選數(shù)據(jù)線接在了一起，所以對(duì)數(shù)碼管顯示控制一共需要十四位數(shù)據(jù)，八位段選數(shù)據(jù)位，6位數(shù)碼管位選數(shù)據(jù)線。動(dòng)態(tài)掃描用分時(shí)的方法輪流控制各個(gè)顯示器的COM端，使各個(gè)顯示器輪流點(diǎn)亮。要顯示新的數(shù)據(jù)時(shí)，單片機(jī)再發(fā)送新的字形碼。靜態(tài)顯示就是顯示驅(qū)動(dòng)電路具有輸出鎖存功能，單片機(jī)將所有要顯示的數(shù)據(jù)送出后就不再控制LED，直到下一次顯示時(shí)再傳送一次新的顯示數(shù)據(jù)。其中P為小數(shù)點(diǎn)。 } } if(TI) //判斷為發(fā)送 { TI=0。 //接收清零命令 ZDflag=1。 ES=1。 //設(shè)置波特率為4800SM0=0。各子程序編譯沒(méi)有錯(cuò)誤后再輸入單片機(jī)進(jìn)行驗(yàn)證，這兩項(xiàng)都通過(guò)后再將所有的程序整合到一起形成一個(gè)完整的程序再進(jìn)行編譯和驗(yàn)證[7]。若果RI不為0，則不會(huì)進(jìn)入中斷程序。首先判斷RI的值是否為1，如果是則開(kāi)始接收起始位后的2個(gè)字節(jié)，共16位。本次設(shè)計(jì)設(shè)定串口中斷優(yōu)先級(jí)為第一優(yōu)先級(jí)，定時(shí)/計(jì)數(shù)器0中斷為次級(jí)優(yōu)先級(jí)，所以設(shè)定中斷優(yōu)先級(jí)寄存器IP=0x10。因?yàn)椴煌闹袛嗤瑫r(shí)產(chǎn)生而CPU響應(yīng)的順序取決于內(nèi)部查詢順序。ET0=1。EA為中斷允許總控制位，EA=1時(shí)CPU開(kāi)發(fā)中斷；EA＝0時(shí)，CPU屏蔽所有中斷。MCS51單片機(jī)設(shè)置了4個(gè)專用寄存器用于中斷控制，分別為定時(shí)器控制寄存器（TCON），串行口中斷控制器（SCON），中斷允許控制寄存器（IE），中斷優(yōu)先級(jí)控制寄存器（IP）。Keil C51是美國(guó)Keil Software公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語(yǔ)言軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語(yǔ)言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用。原因之后章節(jié)陳述。第三章軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 軟件總體設(shè)計(jì) 該畢業(yè)設(shè)計(jì)的下位機(jī)選用了單片機(jī)以及其紅外收發(fā)模塊，編輯語(yǔ)言選用了c語(yǔ)言。提高程序的運(yùn)行效率。好軟件設(shè)計(jì)將為軟件程序編寫(xiě)打下良好的基礎(chǔ)。具體接法如下圖212所示：圖211 八段數(shù)碼管結(jié)構(gòu)圖圖212 顯示電路接法 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)流程此次系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)一般大致分為五個(gè)階段：此階段是該統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)與硬件設(shè)計(jì)的立論之處，主要確定系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的開(kāi)發(fā)目標(biāo)。兩位八段數(shù)碼管有8個(gè)段選接口和2個(gè)位選接口。光敏二極管就是這樣完成電功能轉(zhuǎn)換的。與普通二極管一樣，它的PN結(jié)具有單向?qū)щ娦?，因此，光敏二極管工作時(shí)應(yīng)加上反向電壓。當(dāng)方向角度為零度時(shí)，其放射強(qiáng)度定義為100%，當(dāng)方向角度越大時(shí)，其放射強(qiáng)度相對(duì)的減少，發(fā)射強(qiáng)度如由光軸取其方向角度一半時(shí)，其值即為峰值的一半，此角度稱為方向半值角，此角度越小即代表元件之指向性越靈敏。圖211 紅外接收檢測(cè)電路紅外線發(fā)光二極管由紅外輻射效率高的材料（常用砷化鎵GaAs）制成PN結(jié)，外加正向偏壓向PN結(jié)注入電流激發(fā)紅外光。電路如圖210所示：圖210 串口通信系統(tǒng)電路圖 紅外對(duì)射收發(fā)器設(shè)計(jì) 紅外對(duì)射收發(fā)器主要使用紅外發(fā)光二極管和紅外接收二極管。RS232C標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了PC機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)總線TXD和接收數(shù)據(jù)總線RXD采用EIA電平，即傳送數(shù)字“1”時(shí)傳輸線上的電平在－3～－15V之間；傳送數(shù)字“0”時(shí)，傳輸線上的電平在＋3～＋15之間。ISP（InSystem Programming 在線系統(tǒng)編程），指電路板上的空白器件可以編程寫(xiě)入最終用戶代碼，而不需要從電路板上取下器件，已經(jīng)編程的器件也可以用ISP方式擦除或再編程。所以設(shè)計(jì)時(shí)選用了八路NPN達(dá)林頓管ULN2803加強(qiáng)驅(qū)動(dòng)，同時(shí)為了加強(qiáng)驅(qū)動(dòng)電流，在ULN2803的輸出端應(yīng)連接一個(gè)1K的上拉電阻。兩個(gè)74HC595級(jí)聯(lián)最多可以并行輸出16位數(shù)據(jù)。每次點(diǎn)亮八段數(shù)碼管時(shí)，先要由單片機(jī)處理信息，計(jì)算出八段數(shù)碼管所要顯示的信息。其第二功能和實(shí)際運(yùn)用如表21所示：表21 AT89S52 P3口第二功能的應(yīng)用端口第二功能實(shí)際作用RXD（串行輸入口）與上位機(jī)通信的數(shù)據(jù)輸入口TXD(串行輸出口)與上位機(jī)通信的數(shù)據(jù)輸出口AT89S52單片機(jī)的P0口留為外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展用，以備內(nèi)部存儲(chǔ)器和程序存儲(chǔ)器不夠用的情況時(shí)使用。,MISO,SCK端，以燒錄下位機(jī)程序。AT89S52的最小系統(tǒng)包括了外界時(shí)鐘電路和復(fù)位電路，選定一定數(shù)量的IO口作為控制口控制外部的各種器件和數(shù)據(jù)的輸出。256B的內(nèi)部RAMAT989S52具有以下特點(diǎn)：根據(jù)題目的要求該芯片必須要具有的就是方便的編程能力，因?yàn)樵谲浖O(shè)計(jì)時(shí)方便的程序下載對(duì)程序的驗(yàn)證和編寫(xiě)非常有用。（6）由串口完成單片機(jī)與上位機(jī)的通信，通信速度和數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃砸_(dá)到顯示要求。（2）驅(qū)動(dòng)電路要能提供數(shù)碼管所需范圍內(nèi)的電壓和電流要求。其流程為，用戶通過(guò)單擊上位機(jī)用戶窗口的功能按鈕，上位機(jī)產(chǎn)生控制命令數(shù)據(jù)并通過(guò)串口將數(shù)據(jù)串行輸出給單片機(jī)，單片機(jī)接收后執(zhí)行控制指令處理顯示代碼將控制內(nèi)容通過(guò)I/O口串行輸出并且控制譯碼電路完成串并轉(zhuǎn)換并行輸出，下位機(jī)的顯示驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行電壓和電流的處理以達(dá)到紅外對(duì)射傳感器正常工作所需的電流，電壓要求，進(jìn)而使所需控制實(shí)現(xiàn)。具體工作流程有兩條為： ，進(jìn)行電壓和電流的處理以達(dá)到紅外對(duì)射傳感器正常工作所需的電流，電壓；紅外對(duì)射傳感器檢測(cè)到人的進(jìn)出時(shí)，產(chǎn)生低電平信號(hào)。上位機(jī)用戶窗口是用戶直接使用的界面，所以對(duì)上位機(jī)編輯語(yǔ)言的選擇很十分重要。因此，軟件設(shè)計(jì)最終方案為采用C語(yǔ)言為程序語(yǔ)言，KELC為編譯工具按照數(shù)據(jù)處理、通信、顯示等幾個(gè)功能模塊來(lái)編寫(xiě)程序?；谝陨侠碛?，決定采用C語(yǔ)言為該顯示系統(tǒng)的編程語(yǔ)言。C可以進(jìn)行許多機(jī)器級(jí)函數(shù)控制而不用匯編語(yǔ)言。匯編語(yǔ)言(Assembly Language)是面向機(jī)器的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，是一種功能很強(qiáng)的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，也是利用計(jì)算機(jī)所有硬件特性并能直接控制硬件的語(yǔ)言。編寫(xiě)軟件之前得首先選擇一種合適的語(yǔ)言以及配套的編輯器和編譯軟件。本設(shè)計(jì)采用的是8段數(shù)碼管進(jìn)行人數(shù)顯示和LED發(fā)光二極管進(jìn)行報(bào)警，這兩種器件技術(shù)成熟、性能可靠、價(jià)格便宜、原理簡(jiǎn)單，非常適合作為本設(shè)計(jì)的顯示器件。紅外對(duì)射收發(fā)器：在現(xiàn)在的工程設(shè)計(jì)中，紅外收發(fā)器主要有兩種類別，一種是必須將信號(hào)調(diào)制到38KHZ載波上進(jìn)行傳輸?shù)募t外收發(fā)器，其接收端共有三個(gè)引腳；另外一種是直接發(fā)射紅外光線，接收端根據(jù)有無(wú)紅外線照射改變阻值，只有兩個(gè)引腳，又稱紅外光敏二極管。單由軟件實(shí)現(xiàn)會(huì)增加CPU負(fù)擔(dān)，降低其利用率，故目前常采用硬件實(shí)現(xiàn)。在串行發(fā)送時(shí)，數(shù)據(jù)是一位一位按順序進(jìn)行的，而計(jì)算機(jī)內(nèi)部的數(shù)據(jù)是并行的。計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)通信主要采用并行通信和串行通信兩種方式。在單片機(jī)和數(shù)碼管之間還需要增加以功能放大位目的的驅(qū)動(dòng)電路[7]。經(jīng)常采用的端口擴(kuò)展方法是用串并轉(zhuǎn)換芯片進(jìn)行譯碼。且51系列的I/O腳的設(shè)置和使用非常簡(jiǎn)單，當(dāng)該腳作輸入腳使用時(shí)，只須將該腳設(shè)置為高電平（復(fù)位時(shí)，各I/O口均置高電平）。圖21 硬件結(jié)構(gòu)方塊框圖單片機(jī)的技術(shù)門(mén)檻較低開(kāi)發(fā)成本也較低且技術(shù)相對(duì)成熟。常作為簡(jiǎn)單系統(tǒng)的控制單元。下位機(jī)控制單元：該單元是整個(gè)系統(tǒng)的核心部分，其功能為檢測(cè)紅外信號(hào)，處理數(shù)據(jù)，顯示數(shù)據(jù)和與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)和命令的交換，這里選用的是AT89S52。為實(shí)現(xiàn)這一方案，本設(shè)計(jì)著重從硬件和軟件兩個(gè)方面進(jìn)行了設(shè)計(jì)，下面將分別介紹。當(dāng)單片機(jī)檢測(cè)到高低電平的變化時(shí)，將會(huì)根據(jù)預(yù)先設(shè)置好的下位機(jī)程序進(jìn)行計(jì)數(shù)，并通過(guò)相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理程序進(jìn)行處理，之后通過(guò)顯示程序和具體的譯碼及顯示電路使數(shù)碼管顯示實(shí)時(shí)數(shù)值。:該紅外對(duì)射管在室內(nèi)光照條件下，能夠正常使用，不受照明燈等關(guān)照影響:本設(shè)計(jì)為上位機(jī)存儲(chǔ)信息，上位機(jī)為pc，理論上可以滿足一般現(xiàn)實(shí)生活中所要求信息量的存儲(chǔ)。 技術(shù)指標(biāo)由于本次設(shè)計(jì)重點(diǎn)在于原理的實(shí)現(xiàn)，在技術(shù)指標(biāo)上沒(méi)有到達(dá)產(chǎn)品級(jí)別。上位機(jī)選用可視化編程語(yǔ)言vb。本次設(shè)計(jì)需要我們需要運(yùn)用的知識(shí)以及相應(yīng)知識(shí)對(duì)應(yīng)的內(nèi)容以及功能要求。而如何提高自動(dòng)計(jì)數(shù)器的實(shí)時(shí)性，抗干擾能力、往往是處于高溫，（單片機(jī)程序跑飛）或死機(jī)（程序進(jìn)入死循環(huán)）.這也是基于單片機(jī)構(gòu)成的產(chǎn)品自動(dòng)計(jì)數(shù)器存在的致命問(wèn)題。其中最成功的是INTEL的8031，因?yàn)楹?jiǎn)單可靠而性能不錯(cuò)獲得了很大的好評(píng)。但是人力畢竟是有限的，雖然國(guó)家加大了對(duì)這方面的投入，但是仍然顯得十分不夠。在此基礎(chǔ)上我們亦可以用相同的原理做成工業(yè)產(chǎn)品在生產(chǎn)線上的計(jì)數(shù)器。采用單片機(jī)控制會(huì)使得儀器儀表數(shù)字化、智能化、微型化，且功能比起采用電子或數(shù)字電路更加強(qiáng)大。隨著微電子技術(shù)、IC設(shè)計(jì)、EDA工具的發(fā)展，基于SoC的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)會(huì)有較大的發(fā)展。Philips公司以其在嵌入式應(yīng)用方面的巨大優(yōu)勢(shì)，將MCS51從單片微型計(jì)算機(jī)迅速發(fā)展到微控制器。中期發(fā)展：MCU即微控制器（Micro Controller Unit）階段，主要的技術(shù)發(fā)展方向是：在不斷擴(kuò)展?jié)M足嵌入式應(yīng)用時(shí)，通過(guò)增加對(duì)象系統(tǒng)要求的各種外圍電路與接口電路，以突顯其對(duì)象的智能化控制能力。單片機(jī)的發(fā)展主要經(jīng)歷了三個(gè)主要階段，分別為早期階段（SCM）、中期發(fā)展(MCU)、當(dāng)前階段(SoC)。90年代后隨著消費(fèi)電子產(chǎn)品大發(fā)展，單片機(jī)技術(shù)得到了巨大提高。 基于51單片機(jī)的紅外計(jì)數(shù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目錄第一章引言 1 1 2 背景及意義 2第二章系統(tǒng)總體方案及硬件平臺(tái)設(shè)計(jì) 4 設(shè)計(jì)內(nèi)容 4 技術(shù)指標(biāo) 4 總體方案設(shè)計(jì) 5 硬件總體方案設(shè)計(jì) 5 軟件總體方案 7 硬件平臺(tái)設(shè)計(jì) 9 控制單元設(shè)計(jì) 10 譯碼電路設(shè)計(jì) 12 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) 14 通信系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 16 紅外對(duì)射收發(fā)器設(shè)計(jì) 18 顯示電路設(shè)計(jì) 19 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)流程 20第三章軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 22 軟件總體設(shè)計(jì) 22 下位機(jī)程序設(shè)計(jì) 22 Keil 開(kāi)發(fā)環(huán)境 23 串口通信程序設(shè)計(jì) 23 數(shù)碼管顯示程序設(shè)計(jì) 26 數(shù)據(jù)處理程序設(shè)計(jì) 29 上位機(jī)程序設(shè)計(jì) 31 32 串口通信部分程序部分 32 控制及功能程序部分 36 顯示模塊 42第四章系統(tǒng)調(diào)試 44 硬件原理以及軟件聯(lián)合仿真 44 proteus仿真 44 硬件平臺(tái)調(diào)試 45 短路與虛焊檢測(cè) 46 上電測(cè)試 47 串口調(diào)試 47 軟件系統(tǒng)調(diào)試 48 系統(tǒng)聯(lián)調(diào) 49 調(diào)試結(jié)果及分析 50第五章結(jié)束語(yǔ) 51參考文獻(xiàn) 53致謝 54附錄1：硬件原理圖 55附錄2：設(shè)計(jì)程序 56附錄3：系統(tǒng)PCB圖 73外文資料原文 74外文資料譯文 76第一章引言單片機(jī)（Microcontrollers）誕生于1971年，經(jīng)歷了SCM、MCU、SoC三大階段，早期的SCM單片機(jī)都是8位或4位的。隨著工業(yè)控制領(lǐng)域要求的提高，開(kāi)始出現(xiàn)了16位單片機(jī)，但因?yàn)樾詢r(jià)比不理想并未得到很廣泛的應(yīng)用。而在作為掌上電腦和手機(jī)核心處理的高端單片機(jī)甚至可以直接使用專用的Windows和Linux操作系統(tǒng)。在開(kāi)創(chuàng)嵌入式系統(tǒng)獨(dú)立發(fā)展道路上，Intel公司功不可沒(méi)。在發(fā)展MCU方面，最著名的廠家當(dāng)數(shù)Philips公司。向MCU階段發(fā)展的重要因素，就是尋求應(yīng)用系統(tǒng)在芯片上的最大化解決，因此，專用單片機(jī)的發(fā)展自然形成了SoC化趨勢(shì)。這是由于單片機(jī)具有體積小、功耗低、控制功能強(qiáng)、擴(kuò)展靈活、微型化和使用方便等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于儀器儀表中，結(jié)合不同類型的傳感器，可實(shí)現(xiàn)諸如電壓、電流、功率、頻率、濕度、溫度、流量、速度、厚度、角度、長(zhǎng)度、硬度、元素、壓力等物理量的測(cè)量。而本次設(shè)計(jì)屬于單片機(jī)在生活領(lǐng)域的一個(gè)應(yīng)用，結(jié)合紅外對(duì)射傳感器做成一個(gè)人流量監(jiān)測(cè)器。這樣就導(dǎo)致了很多社會(huì)問(wèn)題，比如黃金長(zhǎng)假景區(qū)人流過(guò)多造成了很多擁堵，使得人們觀景感受體驗(yàn)下降，也容易發(fā)生踩踏等安全事故；隨著近年來(lái)恐怖組織等犯罪集團(tuán)越來(lái)越猖獗，博物館，圖書(shū)館等公共設(shè)施也需要有效的管控人流數(shù)量，讓公共環(huán)境更加安全可靠。早期的單片機(jī)都是8位或4位的。、輔以多種外圍硬件搭配而成的計(jì)數(shù)裝置已成為現(xiàn)在自動(dòng)計(jì)數(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的潮流。該系統(tǒng)要求具有較強(qiáng)的抗干擾性，計(jì)數(shù)準(zhǔn)確。所以要求C語(yǔ)言編程功底深厚。本次設(shè)計(jì)硬件部分的內(nèi)容有：計(jì)數(shù)器硬件系統(tǒng)的上位機(jī)為pc電腦，供用戶使用，通過(guò)通信系統(tǒng)與單片機(jī)相連；下位機(jī)為單片機(jī)，需要完成電路板的設(shè)計(jì)繪制焊接。3. 收發(fā)管最大相隔距離，即門(mén)的寬度不小于50厘米。當(dāng)有人擋住紅外光，接收管沒(méi)有接收到紅外信號(hào)時(shí)，紅外對(duì)射收發(fā)管將輸出低電平給單片機(jī)IO口[3]。這樣就實(shí)現(xiàn)了本設(shè)計(jì)的統(tǒng)計(jì)人流數(shù)量并可以進(jìn)行管控的功能。本設(shè)計(jì)的具體硬件結(jié)構(gòu)方塊框圖如圖21所示。其中應(yīng)用最廣泛的單片機(jī)首推Intel的51系列，由于產(chǎn)品硬件結(jié)構(gòu)合理，指令系統(tǒng)規(guī)范，加之生產(chǎn)歷史“悠久”，有先入為主的優(yōu)勢(shì)。所以在控制部分方案的選擇中選定51系列單片機(jī)作為控制部分的核心器件[4]。常作為簡(jiǎn)單系統(tǒng)的控制單元。譯碼電路：由于本設(shè)計(jì)的顯示部分采用了6個(gè)8段的數(shù)碼管，共計(jì)需要14個(gè)IO口，再加上報(bào)警系統(tǒng)和紅外檢測(cè)系統(tǒng)，會(huì)顯得IO口非常的不夠用，因此要對(duì)單片機(jī)的端口個(gè)數(shù)進(jìn)行擴(kuò)展[5]。驅(qū)動(dòng)電路：51系列單片機(jī)端口低電平時(shí)，吸入電流可達(dá)20 mA，具有一定的驅(qū)動(dòng)能力；而為高電平時(shí)，輸出電流僅數(shù)十μA甚至更