教室人数检测器的设计
摘 要高校教室人数检测器系统指的是一种以单片机等微型处理器作为主控核心，并且在片外结合相关功能传感器而构建成的一种控制系统，本课题就以这种系统作为研究对象，选用了大学期间较常使用的STC89C51单片机作为主控芯片，实现了教室计数器系统的能够对教室出入人员数量的分别统计并通过液晶屏对出入人数数量以及目前教室内总人数进行分别显示，与此同时还具有人数超过一定数量后进行报警等功能，由于系统内部采用的各类芯片和传感器外形较小，所以使得整个系统的外观体积也非常小，达到了便携式的指标。这款系统在硬件方面以STC89C51单片机最小系统、参数显示电路、蜂鸣器报警电路和数据存储电路设计等构建而成，在软件方面以主程序、液晶驱动子程序、有源蜂鸣器子程序和EEPROM驱动子程序等构建而成。为了能够直观的看到设计成果的工作状态，在课题的验证环节进行了多次测试实验，对各项功能指标都进行了测试，测试的结果显示这款高校教室人数检测器系统的一切工作正常，符合预期设计需求。
目录
一、 引言 1
（一） 高校教室人数检测器的发展背景 1
（二） 高校教室人数检测器的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 高校教室人数检测器的方案设计 3
三、 系统硬件设计 4
（一） 高校教室人数检测器主控电路设计 4
（二） 进入和离开教室检测电路设计 5
（三） 液晶屏显示电路设计 6
（四） 报警信号生成电路设计 7
（五） AT24C02芯片电路设计设计 8
四、 系统软件设计 10
（一） 高校教室人数检测器的主程序流程设计 10
（二） 进入和离开教室检测子程序设计 10
（三） 液晶显示子程序流程设计 11
（四） 报警子程序流程设计 12
（五） 数据存储子程序流程设计 12
五、 实物制作 14
（一） 实物调试 14
（二） 问题总结 15
总结 16
参考文献 17
致 谢 18
附录一 原理图 19
附录二 PCB图 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
20
附录三 元件列表 21
附录四 程序 22
引言
高校教室人数检测器的发展背景
本课题为这款高校教室人数检测器系统的主控核心选用的是目前市面上性价比较高的STC89C51单片机芯片，高校教室人数检测器系统在发展到今天这个阶段，主要的特征就是已经实现了整体数字化，通过对大量的产品文档和技术资料进行详细查阅后可以知道高校教室人数检测器系统这种控制系统历经了多个有代表性意义的阶段，首先在单片机等微处理器芯片研发和应用技术还没有普及甚至是没出现之前，高校教室人数检测器系统的研发人员只能够在种类较少的数字集成芯片中找寻到一些功能较为简单的逻辑门芯片、译码或者解码芯片，通过数十个这种功能较为简单的数字芯片进行电路搭建，构建出一个电路形式非常复杂的高校教室人数检测器系统架构，虽然电路架构看起来非常复杂，但是最终能够实现的功能却非常简单，此时的高校教室人数检测器系统外形体积较为庞大，大多数资料表示工程师最为头疼的就是当高校教室人数检测器系统出现故障时，故障排查工作以及维修非常麻烦，需要对硬件电路架构中的各个节点进行逐一排查，需要消耗较多的时间才能够找寻到问题的所在。在上世纪八十年代前后低性能的单片机等微处理器芯片被研发出来，伴随着微处理器芯片一同出现的是最新版本的C语言编程语言，单片机系统研发人员将这种最初适用于unix系统开发的高级语言，率先引入到了单片机系统开发领域，将C语言能够直接操作底层硬件的属性加以使用，由于可以直接操作单片机芯片中的各种类型的寄存器，因此就能够使得单片机按照C语言程序代码的控制而实现工作，这样设计人员就能够将设计灵感通过C语言程序代码进行转换，从而实现单片机控制系统的各种智能功能。现如今通过单片机芯片控制实现的高校教室人数检测器系统之所以能够进行普及，是因为这种系统具有独特的自身魅力，首先高校教室人数检测器控制系统实现的所有智能功能几乎都是在一片外形体积非常小的硅片芯片中进行控制实现的，这种高集成度的芯片不但工作稳定，还能够将高校教室人数检测器系统所要实现的智能功能实现高效的转换，程序设计员通过各种类型的语句代码即可将功能进行底层转换；另一方面要说到具有智能采集功能的传感器技术对单片机控制系统的贡献，通过各种各样的传感器的植入，使得单片机控制系统能够对系统外部的各种类型的信号进行高速采集并将采集信号以最大兼容方式送入单片机芯片中进行使用，这样就能够保证单片机系统的功能更加丰富。
高校教室人数检测器的国内外发展现状
高校教室人数检测器系统发展到今天这个阶段已经在市面上形成了低中高三种性能的产品档次，在过去一段时间内，由于中高端产品中采用的新型嵌入式技术刚被引入到这种系统中，因此研发成本迟迟下不来，处于一个较高成本的水平，而低端产品所表现出的性能尚且能够满足绝大多数用户的使用需求，所以在过去一段时间内低端档次的高校教室人数检测器系统竞争力非常足；而随着这种新型技术在高校教室人数检测器系统的研发中不断得到普及并且走向成熟，几乎任何一家研发企业都能够自主研发出这种新型技术，所以在最近一段时间内中高端系统的成本一直在下降，更为重要的是它的智能元素和功能都在不断被丰富，所以中高端档次的高校教室人数检测器系统性价比逐渐提高，市场竞争力也在不断提升。
本文主要研究内容
本课题设计的这款高校教室人数检测器系统采用了STC89C51单片机来作为核心处理器的方案，并且在STC89C51单片机片外结合了LCD1602液晶屏幕、有源蜂鸣器和EEPROM等元器件，实现了如下设计指标：能够将高校教室人数检测器系统的检测到的进入教室人数、出去人数以及现在总人数等数据通过高清晰度液晶显示效果展示出来。能够在STC89C51单片机GPIO管脚的高低电平控制下实现对有源蜂鸣器的工作状态控制，从而当教室内总人数超过最大容量时产生报警信号。能够实现对EEPROM芯片的底层电路驱动，STC89C51单片机能够灵活的对该芯片中已存数据进行读取并将数据进行写入，实现对人数统计的保存。能够通过配置红外对管传感器实现对进入教室和出去教师人数的分别检测，通过输出高低电平信号的组合使得单片机进行统计处理。
目录
一、 引言 1
（一） 高校教室人数检测器的发展背景 1
（二） 高校教室人数检测器的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 高校教室人数检测器的方案设计 3
三、 系统硬件设计 4
（一） 高校教室人数检测器主控电路设计 4
（二） 进入和离开教室检测电路设计 5
（三） 液晶屏显示电路设计 6
（四） 报警信号生成电路设计 7
（五） AT24C02芯片电路设计设计 8
四、 系统软件设计 10
（一） 高校教室人数检测器的主程序流程设计 10
（二） 进入和离开教室检测子程序设计 10
（三） 液晶显示子程序流程设计 11
（四） 报警子程序流程设计 12
（五） 数据存储子程序流程设计 12
五、 实物制作 14
（一） 实物调试 14
（二） 问题总结 15
总结 16
参考文献 17
致 谢 18
附录一 原理图 19
附录二 PCB图 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
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附录三 元件列表 21
附录四 程序 22
引言
高校教室人数检测器的发展背景
本课题为这款高校教室人数检测器系统的主控核心选用的是目前市面上性价比较高的STC89C51单片机芯片，高校教室人数检测器系统在发展到今天这个阶段，主要的特征就是已经实现了整体数字化，通过对大量的产品文档和技术资料进行详细查阅后可以知道高校教室人数检测器系统这种控制系统历经了多个有代表性意义的阶段，首先在单片机等微处理器芯片研发和应用技术还没有普及甚至是没出现之前，高校教室人数检测器系统的研发人员只能够在种类较少的数字集成芯片中找寻到一些功能较为简单的逻辑门芯片、译码或者解码芯片，通过数十个这种功能较为简单的数字芯片进行电路搭建，构建出一个电路形式非常复杂的高校教室人数检测器系统架构，虽然电路架构看起来非常复杂，但是最终能够实现的功能却非常简单，此时的高校教室人数检测器系统外形体积较为庞大，大多数资料表示工程师最为头疼的就是当高校教室人数检测器系统出现故障时，故障排查工作以及维修非常麻烦，需要对硬件电路架构中的各个节点进行逐一排查，需要消耗较多的时间才能够找寻到问题的所在。在上世纪八十年代前后低性能的单片机等微处理器芯片被研发出来，伴随着微处理器芯片一同出现的是最新版本的C语言编程语言，单片机系统研发人员将这种最初适用于unix系统开发的高级语言，率先引入到了单片机系统开发领域，将C语言能够直接操作底层硬件的属性加以使用，由于可以直接操作单片机芯片中的各种类型的寄存器，因此就能够使得单片机按照C语言程序代码的控制而实现工作，这样设计人员就能够将设计灵感通过C语言程序代码进行转换，从而实现单片机控制系统的各种智能功能。现如今通过单片机芯片控制实现的高校教室人数检测器系统之所以能够进行普及，是因为这种系统具有独特的自身魅力，首先高校教室人数检测器控制系统实现的所有智能功能几乎都是在一片外形体积非常小的硅片芯片中进行控制实现的，这种高集成度的芯片不但工作稳定，还能够将高校教室人数检测器系统所要实现的智能功能实现高效的转换，程序设计员通过各种类型的语句代码即可将功能进行底层转换；另一方面要说到具有智能采集功能的传感器技术对单片机控制系统的贡献，通过各种各样的传感器的植入，使得单片机控制系统能够对系统外部的各种类型的信号进行高速采集并将采集信号以最大兼容方式送入单片机芯片中进行使用，这样就能够保证单片机系统的功能更加丰富。
高校教室人数检测器的国内外发展现状
高校教室人数检测器系统发展到今天这个阶段已经在市面上形成了低中高三种性能的产品档次，在过去一段时间内，由于中高端产品中采用的新型嵌入式技术刚被引入到这种系统中，因此研发成本迟迟下不来，处于一个较高成本的水平，而低端产品所表现出的性能尚且能够满足绝大多数用户的使用需求，所以在过去一段时间内低端档次的高校教室人数检测器系统竞争力非常足；而随着这种新型技术在高校教室人数检测器系统的研发中不断得到普及并且走向成熟，几乎任何一家研发企业都能够自主研发出这种新型技术，所以在最近一段时间内中高端系统的成本一直在下降，更为重要的是它的智能元素和功能都在不断被丰富，所以中高端档次的高校教室人数检测器系统性价比逐渐提高，市场竞争力也在不断提升。
本文主要研究内容
本课题设计的这款高校教室人数检测器系统采用了STC89C51单片机来作为核心处理器的方案，并且在STC89C51单片机片外结合了LCD1602液晶屏幕、有源蜂鸣器和EEPROM等元器件，实现了如下设计指标：能够将高校教室人数检测器系统的检测到的进入教室人数、出去人数以及现在总人数等数据通过高清晰度液晶显示效果展示出来。能够在STC89C51单片机GPIO管脚的高低电平控制下实现对有源蜂鸣器的工作状态控制，从而当教室内总人数超过最大容量时产生报警信号。能够实现对EEPROM芯片的底层电路驱动，STC89C51单片机能够灵活的对该芯片中已存数据进行读取并将数据进行写入，实现对人数统计的保存。能够通过配置红外对管传感器实现对进入教室和出去教师人数的分别检测，通过输出高低电平信号的组合使得单片机进行统计处理。
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