城市客車客流量統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)畢業(yè)論文

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p>　　題 目 城市客車客流量統(tǒng)計(jì)系統(tǒng) </p><p>　　學(xué)生姓名 </p><p>　　專業(yè)班級(jí) 工業(yè)控制104班 </p><p>　　學(xué) 號(hào)

2、 </p><p>　　所 在 系 電氣工程系 </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p>　　完成時(shí)間 2012年12月12日 </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　公交系統(tǒng)是城

3、市交通系統(tǒng)的重要組成部分，它的有序高效運(yùn)行對(duì)整個(gè)城市交通狀況的改善有著舉足輕重的作用。城市客車統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)作為城市智能公交調(diào)度系統(tǒng)的信息采集前端，是車輛調(diào)度、運(yùn)營管理的重要數(shù)據(jù)來源。</p><p>　　本產(chǎn)品主要利用了熱釋電紅外傳感器和反射式紅外傳感器的光電技術(shù)采集客流量，進(jìn)而區(qū)別出乘客與貨物，提高準(zhǔn)確性；通過該方法將乘客的上、下信息轉(zhuǎn)換為高低電平信號(hào)，以單片機(jī)為核心器件的主控器對(duì)高低電平信號(hào)進(jìn)行分析來判斷乘客上、

4、下車的數(shù)量。本文詳細(xì)闡述了乘客信息采集裝置設(shè)計(jì)、硬件電路設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)以及它們的使用。</p><p>　　該套客流量統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)能夠自動(dòng)、智能自動(dòng)采集各個(gè)站點(diǎn)上下車的客流量，得出客流方向、數(shù)量規(guī)律，是客流量統(tǒng)計(jì)、評(píng)估的有效辦法，提高公共交通的運(yùn)營管理效率和服務(wù)質(zhì)量。</p><p>　　關(guān)鍵字：城市公交車；紅外傳感器；單片機(jī)；客流量統(tǒng)計(jì)</p><p><b&g

5、t;　　ABSTRACT</b></p><p>　　The public transport system is the urban traffic system important constituent, its orderly and efficient operation of the whole city traffic improvement has a pivotal role. Ci

6、ty bus statistical system as the city public transport intelligent dispatching system information acquisition front end, is the vehicle scheduling and operation management of the important sources of data.</p><

7、;p>　　This product is mainly used the pyroelectric infrared sensor and reflection type infrared sensor photoelectric technology acquisition passenger flow, and then the difference between passengers and goods, improve

8、accuracy; Through the method of passengers, information into high and low level signals, based on the single chip computer as the core components of the master controller to high and low level signal analysis to determin

9、e the number of passengers on and off the bus. This paper elaborated</p><p>　　This set of passenger flow statistics system can automatic, intelligent automatic acquisition each site of passenger volume hop o

10、n and off, it is concluded that the passenger flow, quantity pattern, passenger flow statistics, evaluation, and some effective measures to improve the public transport for the operation and management efficiency and ser

11、vice quality.</p><p>　　Key words: the city bus; Infrared sensor; SCM; Passenger flow statistics</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　摘要………………………………………………………………………………………………1</

12、p><p>　　英文摘要…………………………………………………………………………………………2</p><p>　　第一章 引言…………………………………………………………………………………….6</p><p>　　1.1客流量統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)的意義 ………..........................................6</p><p

13、>　　1.2客流量統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)現(xiàn)狀……….............................................7</p><p>　　1.3客流量統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)的確定………...........................................7</p><p>　　1.4章節(jié)安排……….....................................

14、..................7</p><p>　　第二章 客流量統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)概述</p><p>　　2.1客流量統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的功能……….....................................8</p><p>　　2.2硬件系統(tǒng)的總體構(gòu)成……….............................................8&

15、lt;/p><p>　　2.3硬件系統(tǒng)的方案……….................................................9</p><p>　　2.4硬件系統(tǒng)方案的確定………............................................12</p><p>　　第三章 紅外傳感器部分………..............

16、...............................13</p><p>　　3.1熱釋電紅外傳感器………..............................................13</p><p>　　3.1.1熱釋電效應(yīng)原理………..............................................13</p><

17、p>　　3.1.2內(nèi)部電路及工作原理………..........................................13</p><p>　　3.1.3熱釋電紅外傳感器的主要參數(shù)………..................................15</p><p>　　3.1.4正確的安裝要求………..................................

18、............15</p><p>　　3.2光電傳感器………....................................................16</p><p>　　3.2.1光電傳感器簡介………..............................................16</p><p>　　3.2.2紅外發(fā)射

19、二極管………..............................................16</p><p>　　3.2.3紅外接收模塊………................................................17</p><p>　　第四章 單片機(jī)及其他芯片……….........................................

20、.17</p><p>　　4.1單片機(jī)的選擇及應(yīng)用………............................................17</p><p>　　4.1.1單片機(jī)芯片的發(fā)展概況及選擇………..................................17</p><p>　　4.1.2單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)………..............

21、..............................18</p><p>　　4.1.3 STC89C52RC的引腳說明……….......................................19</p><p>　　4.1.4上電按鈕復(fù)位電路………............................................21</p><

22、;p>　　4.1.5晶振電路………....................................................22</p><p>　　4.1.6下載端口………....................................................22</p><p>　　4.1.7顯示電路………......................

23、..............................23</p><p>　　4.2 BISS0001芯片簡介……….............................................23</p><p>　　4.2.1 BISS0001性能特點(diǎn)………...........................................23</p>

24、<p>　　4.2.2 BISS0001功能引腳圖及說明………...................................24</p><p>　　4.3 555定時(shí)器………....................................................25</p><p>　　第五章 LED顯示電路………..................

25、..............................27</p><p>　　5.1 LED數(shù)碼管引腳及符號(hào)………..........................................27</p><p>　　5.2 LED數(shù)碼管使用條件……….......................................... .29</p><p

26、>　　第六章 系統(tǒng)的軟件程序設(shè)計(jì)………........................................29</p><p>　　6.1系統(tǒng)軟件的總體設(shè)計(jì)劉程………........................................30</p><p>　　6.2系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)說明……….....................................

27、.........30</p><p>　　6.3程序的模擬調(diào)試………................................................31</p><p>　　第七章 調(diào)試及安裝使用說明………........................................31</p><p>　　7.1熱釋電紅外傳感器模塊的調(diào)試………

28、....................................31</p><p>　　7.2反射式紅外傳感器模塊的調(diào)試………....................................31</p><p>　　7.3單片機(jī)硬件系統(tǒng)的調(diào)試………..........................................31</p><p&g

29、t;　　7.4客流量統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)的安裝使用說明………..................................32</p><p>　　第八章 結(jié)束語………......................................................32</p><p>　　謝辭………...........................................

30、......................39</p><p>　　參考文獻(xiàn)………............................................................40</p><p>　　附錄1 單片機(jī)程序……….....................................................41</p>&l

31、t;p>　　附錄2 探測部分電路圖.......................................................43</p><p>　　附錄3 單片機(jī)系統(tǒng)電路圖</p><p><b>　　引言</b></p><p>　　隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，城市建設(shè)日新月異，隨之而來的交通問題也是日益嚴(yán)峻。影響

32、城市交通的主要因素之一，是城市的公交車輛，公交車輛也是直接反映著城市形象的問題。目前，公交車輛的調(diào)度管理還存在一些問題，公交企業(yè)在行車計(jì)劃的制定、線路的調(diào)整及規(guī)劃等方面的決策還缺乏一定數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，從而出現(xiàn)了公交車有時(shí)空車行駛，有時(shí)又?jǐn)D得密密麻麻，造成交通擁堵的情況，這樣就會(huì)加大了燃料的消耗及設(shè)備損耗，給城市的發(fā)展留下了不好的印象，間接地增加了公交企業(yè)的運(yùn)營成本。</p><p>　　1.1客流量統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)的意義<

33、;/p><p>　　公交車客流量統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)是公交車上能夠自動(dòng)、智能準(zhǔn)確地采集每個(gè)時(shí)段上下車的客流量，并對(duì)每個(gè)站點(diǎn)的客流量信息進(jìn)行匯總，得出得出客流方向、數(shù)量規(guī)律，為公交企業(yè)的管理者提供實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的旅客統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)作為規(guī)劃、車輛調(diào)度、運(yùn)營管理的依據(jù)。從而可以提高公交車的載客率、降低公交車的空駛率、減少燃料的消耗和設(shè)備的損壞，進(jìn)而可以提高公交企業(yè)的經(jīng)營效益，提高公共服務(wù)水平，改善城市的交通狀況，為市民出行提供便利，提升城市的形

34、象。</p><p>　　1.2客流量統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)現(xiàn)狀</p><p>　　目前，現(xiàn)有的統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)采用的方法很多但其大都功能單一，統(tǒng)計(jì)任務(wù)的準(zhǔn)確性較差，所以，乘客流量統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)在應(yīng)用中要達(dá)到理想目的是有相當(dāng)大難度的。</p><p>　　乘客流量統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)的國內(nèi)外現(xiàn)狀</p><p>　　目前國內(nèi)統(tǒng)計(jì)乘客流量的方式主要有下邊四種：</p>

35、<p>　　①機(jī)械式，靠乘客踏在機(jī)械踏板上來計(jì)數(shù)，機(jī)械踏板為單開關(guān)模式，乘客踏在機(jī)械踏板上，開關(guān)閉合；乘客離開機(jī)械踏板時(shí)，開關(guān)斷開，但是由于這種方法只能籠統(tǒng)地統(tǒng)計(jì)出通過的乘客數(shù)量而不能區(qū)分乘客上、下車狀態(tài)，所以僅能判斷乘客是否通過而不能判斷乘客的上、下車情況，故采用這種方法采集的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤率較高，不能滿足公交公司的線路安排及票款管理的需要。</p><p>　?、谝罁?jù)編碼調(diào)制的光電感應(yīng)式，靠人上、下遮擋

36、光線感應(yīng)傳輸來計(jì)數(shù)，該方法雖然采用編碼調(diào)制方法在信號(hào)源處清除干擾，但是無法解決被測對(duì)象本身的干擾，自然光、樹影都有可能引起誤動(dòng)作，更為嚴(yán)重的是乘客之間的相互干擾，它將引起判斷乘客上、下車的邏輯錯(cuò)誤，造成記錄不準(zhǔn)確，故該方法也很難適應(yīng)我國當(dāng)前大客流量的現(xiàn)狀。</p><p>　?、墼诠卉囬T兩側(cè)安裝紅外線探頭，上海遙薇實(shí)業(yè)有限公司發(fā)明的乘客自動(dòng)計(jì)數(shù)儀(發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)枮?0030314)，就是采用這種方法，經(jīng)過試驗(yàn)分

37、析，這種方法的缺點(diǎn)也是前后兩個(gè)人容易相互干擾，造成乘客上、下車判斷過程中的邏輯錯(cuò)誤，使計(jì)數(shù)結(jié)果不準(zhǔn)確，這種方法同樣難以適應(yīng)我國大客流量的現(xiàn)狀。</p><p>　?、艹鞘泄籌C卡應(yīng)用系統(tǒng)，采用IC卡刷卡消費(fèi)這種方法可以很準(zhǔn)確的記錄上、下車乘客數(shù)量，但是，由于現(xiàn)階段我國城市發(fā)展迅速，流動(dòng)人口大，無法完全普及IC卡的使用，故采用IC卡也無法滿足公交公司的實(shí)際要求。</p><p>　　在國際

38、上，瑞士、美國、德國等國家采用的是特定編碼調(diào)制紅外技術(shù)，其特點(diǎn)是借助反射和對(duì)射紅外線探測人的信息，再經(jīng)過信息處理來完成計(jì)數(shù)功能。由于國外乘客少，并且規(guī)定只能前門上車、后門下車，所以無需判斷乘客上、下情況，這樣就對(duì)計(jì)數(shù)器的要求大大降低，乘客數(shù)量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以滿足公交公司的參考要求，但是，國內(nèi)的乘車環(huán)境、條件、大客流量等都決定了這種方法無法在國內(nèi)應(yīng)用。</p><p>　　所以，目前國內(nèi)外均無適合我國大客流量特點(diǎn)的乘

39、客流量統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)，并且價(jià)格也想到昂貴，很難在國內(nèi)廣泛使用。</p><p>　　1.3客流量統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)的確定</p><p>　　通過對(duì)國內(nèi)外現(xiàn)狀的分析，我們根據(jù)現(xiàn)有的知識(shí)，設(shè)計(jì)出一款價(jià)格較低，性能穩(wěn)定的客流量統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)。系統(tǒng)通過紅外傳感器將信息轉(zhuǎn)換為高低電平信號(hào)輸入到主控器，由主控器的核心器件根據(jù)高低電平信號(hào)來進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)?？土髁拷y(tǒng)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)及難點(diǎn)是主控器的核心器件的程序編程，如何才能實(shí)

40、現(xiàn)這一功能。</p><p><b>　　1.4章節(jié)安排</b></p><p>　　本文共有八個(gè)章節(jié)，其中，第一章主要介紹設(shè)計(jì)本產(chǎn)品的背景及它在生活中的重要意義；第二章至第七章主要介紹該產(chǎn)品的原理和設(shè)計(jì)方案，以及一些硬件的功能；第八章是對(duì)該產(chǎn)品的一個(gè)總結(jié)和未來的展望。其詳細(xì)的章節(jié)分布如下：</p><p>　　緒論部分，主要介紹本文設(shè)計(jì)的背景

41、及國內(nèi)外現(xiàn)狀，確定乘客流量統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。</p><p>　　系統(tǒng)框架的總體概述及工作原理，通過比較各種元器件功能的優(yōu)劣，最終確定系統(tǒng)將采用哪一種方案來實(shí)現(xiàn)客流量信息采集。</p><p>　　介紹探測部分的硬件構(gòu)成，包括熱釋電紅外傳感器、紅外二極管的發(fā)射與接收的元器件原理及注意事項(xiàng)。</p><p>　　主要介紹單片機(jī)的原理，同時(shí)也會(huì)介紹人體紅外處理芯片、5

42、55定時(shí)器的功能原理。</p><p>　　介紹LED數(shù)碼管顯示電路的構(gòu)成。</p><p>　　介紹乘客流量統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)。</p><p>　　介紹該產(chǎn)品的使用及注意事項(xiàng)。</p><p>　　對(duì)本文進(jìn)行總結(jié)，并對(duì)今后還需要解決問題及系統(tǒng)的擴(kuò)展應(yīng)用做進(jìn)一步展望。</p><p><b>　　客流量統(tǒng)計(jì)

43、系統(tǒng)概述</b></p><p>　　2.1客流量統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的功能</p><p>　?。?）人數(shù)采集統(tǒng)計(jì)功能</p><p>　　公交車在各個(gè)停靠站點(diǎn)上下車的人數(shù)都能精確無誤地被系統(tǒng)記錄。</p><p><b>　　（2）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能</b></p><p>　　每個(gè)公交車?？?/p>

44、站點(diǎn)以及該站點(diǎn)的客流量為一對(duì)一記錄保存，以便公交公司工作人員分析各站點(diǎn)的客流量，合理的制定相應(yīng)的運(yùn)營計(jì)劃。</p><p><b>　?。?）數(shù)據(jù)傳輸功能</b></p><p>　　車載人數(shù)統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)可以將各個(gè)公交?？空军c(diǎn)的客流量數(shù)據(jù)通過有線或者無線方式傳輸給計(jì)算機(jī)。</p><p>　　2.2硬件系統(tǒng)的總體構(gòu)成</p><

45、p>　　本系統(tǒng)硬件部分主要考慮的功能有：當(dāng)有人從熱釋電紅外傳感器和反射式紅外傳感器前面走過時(shí)，將同時(shí)產(chǎn)生兩個(gè)高電平，產(chǎn)生的高電平經(jīng)過與非門處理之后輸入單片機(jī)，計(jì)數(shù)系統(tǒng)將加1或減1，同時(shí)LED指示燈會(huì)閃爍一下。當(dāng)有人從旁邊經(jīng)過或只有物體通過時(shí)，該計(jì)數(shù)器將不會(huì)計(jì)數(shù)。</p><p>　　2.3 硬件系統(tǒng)的方案</p><p>　　根據(jù)我們要實(shí)現(xiàn)的功能，我們擬定了三種可供選擇的方案：<

46、;/p><p>　　方案一：熱釋電紅外傳感器模塊采用LM324對(duì)熱釋電紅外傳感器輸出的信號(hào)放大；反射式紅外傳感器發(fā)射模塊采用38k晶振和非門元器件進(jìn)行紅外線發(fā)射，接收模塊采用紅外接收二極管和LM358芯片組成接收端。</p><p>　　方案二：熱釋電紅外傳感器模塊采用人體專用紅外傳感器BISS0001芯片對(duì)熱釋電紅外傳感器輸出的信號(hào)進(jìn)行放大；反射式紅外傳感器發(fā)射模塊采用555定時(shí)器芯片來發(fā)射

47、紅外傳感器信號(hào)，接收模塊采用IR3638集成芯片對(duì)紅外線信號(hào)進(jìn)行接收。</p><p><b>　　熱釋電傳感器電路</b></p><p>　　LF0038紅外接收電路</p><p>　　方案三：熱釋電紅外傳感器模塊采用人體專用紅外傳感器BISS0001芯片對(duì)熱釋電紅外傳感器輸出的信號(hào)進(jìn)行放大；反射式紅外傳感器發(fā)射模塊的紅外信號(hào)發(fā)射采用單片

48、機(jī)STC89C52RC內(nèi)部包含PWM輸出控制; 接收模塊采用IR3638集成芯片對(duì)紅外線信號(hào)進(jìn)行接收。</p><p>　　2.4 硬件系統(tǒng)方案的確定</p><p>　　綜合上述的三套系統(tǒng)放案，它們從理論上來說都可以實(shí)現(xiàn)對(duì)客流量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，但它們也有各自的缺點(diǎn)。</p><p>　　（1）熱釋電紅外傳感器模塊：芯片BISS0001相對(duì)于LM324而言，其抗干擾的能力

49、比較強(qiáng)。</p><p>　?。?）反射式紅外傳感器發(fā)射模塊：方案一與方案二的反射式紅外信號(hào)發(fā)射模塊對(duì)電路的影響不大，而方案三采用單片機(jī)STC89C52RC內(nèi)部包含PWM輸出控制紅外發(fā)射二極管發(fā)射紅外信號(hào)很容易實(shí)現(xiàn)載波信號(hào)的設(shè)置，但單片機(jī)管腳的輸出驅(qū)動(dòng)能力有限，發(fā)射的距離不遠(yuǎn)，并且有可能會(huì)影響到單片機(jī)的性能。</p><p>　?。?）反射式紅外傳感器接收模塊：紅外傳感器接收模塊部分，紅外

50、接收二極管和LM358芯片組成的接收端電路設(shè)計(jì)比較復(fù)雜且靈敏度不高，因此不予采用。</p><p>　　經(jīng)過慎重考慮之后，決定采用第二套方案，它的電路設(shè)計(jì)簡單，可靠性高。</p><p><b>　　電紅外傳感器部分</b></p><p>　　3.1熱釋熱釋電紅外傳感器</p><p>　　熱釋電紅外傳感器是一種被動(dòng)式

51、調(diào)制型溫度敏感元件，它是通過目標(biāo)與背景的溫差來探測目標(biāo)，其工作原理是利用熱釋電效應(yīng)，即在鈦酸鋇一類晶體的上、下表面設(shè)置電極，在上表面覆以黑色膜，若有紅外線間歇地照射，其表面溫度將上升△T，其晶體內(nèi)部的原子排列將產(chǎn)生變化，引起自發(fā)極化電荷，在上下極之間產(chǎn)生電壓△U。常用的熱釋電紅外光敏元件的材料有陶瓷氧化物和壓電晶體，如:鈦酸鋇、鉭酸鋰、硫酸三甘肽及鈦鉛酸鉛等。</p><p>　　3.1.1熱釋電效應(yīng)原理<

52、/p><p>　　實(shí)質(zhì)上，熱釋電傳感器是對(duì)溫度敏感的傳感器。它由陶瓷氧化物或壓電晶體元件組成，在元件兩個(gè)表面做成電極。在環(huán)境溫度有△T的變化時(shí)，由于有熱釋電效應(yīng)，在兩個(gè)電極上會(huì)產(chǎn)生電荷△Q，即在兩電極之間產(chǎn)生一微弱的電壓△U。由于它輸出阻抗極高，在傳感器中有一個(gè)場效應(yīng)管進(jìn)行阻抗變換。熱釋電效應(yīng)所產(chǎn)生的電荷△Q會(huì)被空氣中的離子所結(jié)合而消失，即當(dāng)環(huán)境溫度穩(wěn)定不變時(shí)，△T=0，則傳感器無輸出。當(dāng)人體進(jìn)入檢測區(qū)，因人體溫度與

53、環(huán)境有差別，產(chǎn)生△T，則有△T輸出；若人體進(jìn)入檢測區(qū)后不動(dòng)，則溫度沒有變化，傳感器也沒有輸出。所以這種傳感器也稱為人體運(yùn)動(dòng)傳感器。由實(shí)驗(yàn)證明，傳感器不加光學(xué)鏡（也稱菲捏爾透鏡）其檢測距離小于2米，而加上光學(xué)透鏡后，其檢測距離可增加到10米左右。</p><p>　　3.1.2內(nèi)部電路及其工作原理</p><p>　　熱釋電紅外傳感器內(nèi)部由光學(xué)濾鏡、場效應(yīng)管、紅外感應(yīng)源（熱釋電元件）、偏置電

54、阻、EMI電容等元器件組成。</p><p>　　光學(xué)濾鏡的主要作用是只允許波長在10微米左右的紅外線（人體發(fā)出的紅外線波長）通過，而將燈光、太陽光及其他輻射濾掉，以抑制外界的干擾。</p><p>　　為了抑制自身溫度變化產(chǎn)生的干擾，紅外感應(yīng)源通常由兩個(gè)串聯(lián)或者并聯(lián)的熱釋電元件組成，這兩個(gè)熱釋電元件的電極相反，環(huán)境背景輻射對(duì)兩個(gè)熱釋電元件幾乎具有相同的作用，使其產(chǎn)生的熱釋電相互抵消，輸出

55、信號(hào)接近為零，一旦有人進(jìn)入探測區(qū)域內(nèi)，人體紅外輻射通過部分鏡面聚焦，并被熱釋電元件接受收，由于角度不同，兩片熱釋電元件接收到的熱量不同，熱釋電能量也不同，不能完全抵消，經(jīng)處理電路處理后輸出控制信號(hào)。</p><p>　　熱釋電效應(yīng)同電壓效應(yīng)類似，是指由于溫度的變化而引起晶體表面電荷的現(xiàn)象。熱釋電紅外傳感器由陶瓷氧化物或壓電晶體元件組成，在元件兩個(gè)表面做成電極，在傳感器監(jiān)測范圍內(nèi)溫度有△T變化時(shí)，熱釋電會(huì)在兩個(gè)電極

56、上產(chǎn)生電荷△Q，即在兩電極之間產(chǎn)生一微弱的電壓△U。由于熱釋電元件輸出的是電荷信號(hào)，并不能直接使用，因而需要用電阻將其轉(zhuǎn)換成電壓形式，該阻抗高達(dá)104兆歐，故引入一個(gè)場效應(yīng)管進(jìn)行阻抗變換。熱釋電效應(yīng)所產(chǎn)生的電荷△Q會(huì)被空氣中的離子結(jié)合而消失，即當(dāng)環(huán)境溫度穩(wěn)定不變時(shí)，△T=0，傳感器無輸出。在自然界，任何高于絕對(duì)溫度（-273攝氏度）時(shí)，物體都會(huì)產(chǎn)生紅外光譜，不同溫度的物體，其釋放的紅外能量的波長是不一樣的，因此，紅外線波長與溫度的高低有

57、關(guān)。人體或者體積較大的動(dòng)物都有恒定的體溫，一般在37攝氏度左右，所以會(huì)發(fā)出10微米左右的波長，當(dāng)人體進(jìn)入檢測區(qū)，因人體溫度與環(huán)境溫度有差別，人體發(fā)出10微米左右的紅外線通過菲捏爾透鏡濾光片增強(qiáng)后聚焦到紅外感應(yīng)源（熱釋電元件）上，紅外感應(yīng)源在接收到人體紅外輻射時(shí)就會(huì)失去電荷平衡，向外放釋電荷，進(jìn)而產(chǎn)生△T并將△T向外圍電路輸出，后繼電路經(jīng)檢測處理后就能產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)</p><p>　　常用的熱釋電紅外傳感器型號(hào)主要

58、有:P220、LHI958、LHI954、RE200B、KDS209、LHI878、PD632等。熱釋電紅外傳感器通常采用3引腳金屬封裝，各引腳分別為:電源供應(yīng)端（內(nèi)部開關(guān)管D極，DRAIN）、信號(hào)輸出端（內(nèi)部開關(guān)管S極，SOURCE）、接地端（GROUND）</p><p>　　3.1.3熱釋電紅外傳感器的主要參數(shù):</p><p>　　工作電壓:常用的熱釋電紅外傳感器工作電壓范圍為3～

59、15V</p><p>　　工作波長:8.0～14微米</p><p>　　源極電壓:0.4～1.1V，R=47千歐</p><p>　　輸出信號(hào)電壓:通常大于2.0V</p><p>　　檢測距離:常用的熱釋電紅外傳感器檢測距離約為6～10m</p><p>　　水平角度:約為120度</p><

60、p>　　工作溫度:-10～40攝氏度</p><p>　　熱釋電紅外傳感器的優(yōu)缺點(diǎn):</p><p>　　優(yōu)點(diǎn):本身不發(fā)出任何類型的輻射，器件功耗小，隱蔽性好，價(jià)格低廉</p><p>　　缺點(diǎn):①容易受各種熱源、光源干擾</p><p>　?、谌梭w的紅外輻射容易被遮擋，不易被探頭吸收</p><p>　　③易受

61、射頻輻射的干擾</p><p>　　④環(huán)境溫度與人體溫度接近時(shí)，探測靈敏度明顯下降，不易被探頭接收</p><p>　　3.1.4正確的安裝要求:</p><p>　?。?）熱釋電紅外傳感器應(yīng)離地面2～2.2m，向下傾斜15度</p><p>　?。?）熱釋電紅外傳感器應(yīng)遠(yuǎn)離空調(diào)、冰箱、火爐等空氣溫度變化敏感的區(qū)域</p>&l

62、t;p>　?。?）中間不能隔有玻璃、窗簾等</p><p>　?。?）不能直對(duì)門窗及有陽光直射的地方，否則窗外的熱氣流擾動(dòng)和人員走動(dòng)會(huì)引起誤報(bào)</p><p>　　熱釋電紅外傳感器對(duì)人體的敏感程度還與人的運(yùn)動(dòng)方向有很大的關(guān)系。熱釋電紅外傳感器對(duì)于徑向移動(dòng)反應(yīng)最不敏感，而對(duì)于橫切方向</p><p><b>　　3.2光電傳感器</b>&l

63、t;/p><p>　　3.2.1光電傳感器簡介</p><p>　　光電傳感器是通過把光強(qiáng)度的變化轉(zhuǎn)換成為電信號(hào)的變化來實(shí)現(xiàn)控制。它們分別為發(fā)送器、接收器、檢測器。</p><p>　　發(fā)射器對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射光束，發(fā)射的光束源于半導(dǎo)體光源，發(fā)光二極管(LED)、激光二極管及紅外發(fā)射二極管。</p><p>　　接收器有光電二極管、光電三極管、光電池組

64、成，紅外接收二極管，在接收器前面裝有光學(xué)元件。光電檢測電路能濾出有效信號(hào)。</p><p>　?、俨坌凸怆妭鞲衅靼岩粋€(gè)發(fā)射器和一個(gè)接收器面對(duì)面地裝在一個(gè)槽的兩側(cè)。發(fā)光器能發(fā)出紅外光或可見光，在無阻的情況下光接收器能夠接收到光。當(dāng)被檢測物體從槽中通過時(shí)，光被遮擋，光電開關(guān)便動(dòng)作，輸出一個(gè)開關(guān)控制信號(hào)，切斷或接通負(fù)載電流，從而完成一次控制動(dòng)作。槽型開關(guān)的檢測距離因?yàn)槭艿秸w結(jié)構(gòu)限制，一般只有幾厘米。主要用于測速。&l

65、t;/p><p>　　②對(duì)射型光電傳感器是把發(fā)光器和接收器分離開，就可以使檢測距離加大。由一個(gè)發(fā)光器和一個(gè)光接收器組成的光電開關(guān)，簡稱對(duì)射式光電開關(guān)，它的檢測距離可達(dá)幾米甚至幾十米。使用時(shí)把發(fā)光器和接收器分別裝在檢測物通過路徑的兩側(cè)，檢測物通過時(shí)阻擋光路，光電接收器就動(dòng)作輸出一個(gè)開關(guān)控制信號(hào)。</p><p>　　③反射式紅外傳感器把紅外發(fā)射二極管和接收元器件裝入同一個(gè)裝置內(nèi)，利用反射原理完成

66、光電控制作用。正常情況下，紅外發(fā)射二極管發(fā)出想紅外信號(hào)波不會(huì)被接收器收到，一旦光路被檢測物擋住，收光器便會(huì)收到紅外二極管發(fā)出的信號(hào)，光電開關(guān)就動(dòng)作，輸出一個(gè)開關(guān)控制信號(hào)。</p><p>　　3.2.2紅外發(fā)射二極管</p><p>　　紅外發(fā)射二極管LF0038F作為發(fā)射模塊的紅外信號(hào)發(fā)射器件,其電氣參數(shù)如下：峰值波長為940nm；正向工作電壓VF為1.2V，正向驅(qū)動(dòng)電流IF最大值100

67、mA，一般來說，IF越大，發(fā)射距離越遠(yuǎn)。由于紅外接收模塊可以接收的載波頻率為38kHz，所以紅外發(fā)射模塊需要以38kHz的載波發(fā)射信號(hào)</p><p>　　3.2.3紅外接收模塊</p><p>　　紅外接收模塊采用LF0038F，其性能參數(shù)為：可接收的載波頻率典型值是38kHz；當(dāng)紅外發(fā)射模塊的正向電流為300mA時(shí)，LF0038F接收的最大距離為15m；接收角度的典型值為±4

68、5 º。</p><p>　　紅外接收模塊對(duì)供電電源的要求比較嚴(yán)格，為防止誤輸出信號(hào)的發(fā)生，對(duì)其輸入電源進(jìn)行多級(jí)抗干擾以及濾波處理。</p><p>　　555定時(shí)器輸出驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射模塊向外發(fā)射38kHz的脈沖信號(hào)，LF0038F接收到有效信號(hào)時(shí)OUT端輸出低電平信號(hào)，當(dāng)LF0038F接收不到有效信號(hào)時(shí)OUT端輸出高電平信號(hào)，期間由低電平到高電平會(huì)產(chǎn)生一個(gè)上升沿信號(hào)。</p

69、><p>　　第四章 單片機(jī)及其他芯片</p><p>　　4.1單片機(jī)的選擇及應(yīng)用</p><p>　　4.1.1單片機(jī)芯片的發(fā)展概況及其選擇</p><p>　　隨著電子技術(shù)、微電子技術(shù)的飛速發(fā)展，單片機(jī)作為計(jì)算機(jī)的一個(gè)獨(dú)特的分支，也得到迅速發(fā)展。它是在一塊芯片上集成了多種功能部件所構(gòu)成的一臺(tái)完整的、具有一定功能的單片微型計(jì)算機(jī)。它打破了典型

70、微型計(jì)算機(jī)按邏輯功能劃分芯片機(jī)構(gòu)的傳統(tǒng)概念，以體積小、功能強(qiáng)，性能價(jià)格比高等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于諸多領(lǐng)域，如工業(yè)控制系統(tǒng)、智能化儀表、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等。單片機(jī)技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用水平已逐漸成為一個(gè)國家工業(yè)發(fā)展水平的標(biāo)志之一。</p><p>　　目前世界上有很多單片機(jī)制造公司，如美國的INTEL、ATMEL、MOTOROLA和ZILOG公司；德國的SIEMENS公司；荷蘭的PHILIPS公司等。他們相繼推出了各種類型的單片

71、機(jī)，其中Intel公司推出的一種高性能8位單片機(jī)MCS-51系列單片以其優(yōu)越的性能，成熟的技術(shù)和高性價(jià)比迅速占了工業(yè)測控和自動(dòng)化工程領(lǐng)域的主要市場，成為單片機(jī)領(lǐng)域中的主流產(chǎn)品。</p><p>　　我們采用型號(hào)為STC89C52的單片機(jī)。因?yàn)椋?#160;STC89C52是一個(gè)低電壓，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含8k bytes的可反復(fù)擦寫的Flash只讀程序存儲(chǔ)器和128 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（

72、RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-52指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲(chǔ)單元，內(nèi)置功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的AT89C52提供了高性價(jià)比的解決方案。</p><p>　　4.1.2單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)</p><p>　　STC89C52是一個(gè)低功耗高性能單片機(jī)，40個(gè)引腳，32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）端口，同時(shí)內(nèi)含2個(gè)外中斷口，

73、2個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個(gè)全雙工串行通信口，STC89C52可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程，也可以在線編程。其將通用的微處理器和Flash存儲(chǔ)器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的Flash存儲(chǔ)器可有效地降低開發(fā)成本。</p><p>　　MCS-52單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)</p><p>　　8052單片機(jī)包含中央處理器、程序存儲(chǔ)器(ROM)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、并行接口、串行接口和中

74、斷系統(tǒng)等幾大單元及數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線等三大總線，現(xiàn)在我們分別加以說明：</p><p><b>　　中央處理器：</b></p><p>　　中央處理器(CPU)是整個(gè)單片機(jī)的核心部件，是8位數(shù)據(jù)寬度的處理器，能處理8位二進(jìn)制數(shù)據(jù)或代碼，CPU負(fù)責(zé)控制、指揮和調(diào)度整個(gè)單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作，完成運(yùn)算和控制輸入輸出功能等操作。</p><p&g

75、t;　　數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)</p><p>　　8052內(nèi)部有128個(gè)8位用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元和128個(gè)專用寄存器單元，它們是統(tǒng)一編址的，專用寄存器只能用于存放控制指令數(shù)據(jù)，用戶只能訪問，而不能用于存放用戶數(shù)據(jù)，所以，用戶能使用的RAM只有128個(gè)，可存放讀寫的數(shù)據(jù)，運(yùn)算的中間結(jié)果或用戶定義的字型表。</p><p>　　程序存儲(chǔ)器(ROM)：</p><p>　　8

76、052共有4096個(gè)8位掩膜ROM，用于存放用戶程序，原始數(shù)據(jù)或表格。</p><p>　　定時(shí)/計(jì)數(shù)器(ROM)：</p><p>　　8052有兩個(gè)16位的可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器，以實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)產(chǎn)生中斷用于控制程序轉(zhuǎn)向。</p><p>　　并行輸入輸出(I/O)口：</p><p>　　8052共有4組8位I/O口(P0、 P1、P2或P

77、3)，用于對(duì)外部數(shù)據(jù)的傳輸。</p><p><b>　　全雙工串行口：</b></p><p>　　8052內(nèi)置一個(gè)全雙工串行通信口，用于與其它設(shè)備間的串行數(shù)據(jù)傳送，該串行口既可以用作異步通信收發(fā)器，也可以當(dāng)同步移位器使用。</p><p><b>　　中斷系統(tǒng)：</b></p><p>　　80

78、52具備較完善的中斷功能，有兩個(gè)外中斷、兩個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷和一個(gè)串行中斷，可滿足不同的控制要求，并具有2級(jí)的優(yōu)先級(jí)別選擇。</p><p><b>　　時(shí)鐘電路：</b></p><p>　　8052內(nèi)置最高頻率達(dá)12MHz的時(shí)鐘電路，用于產(chǎn)生整個(gè)單片機(jī)運(yùn)行的脈沖時(shí)序，但8052單片機(jī)需外置振蕩電容。</p><p>　　單片機(jī)的結(jié)構(gòu)有兩種類

79、型，一種是程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分開的形式，即哈佛(Harvard)結(jié)構(gòu)，另一種是采用通用計(jì)算機(jī)廣泛使用的程序存儲(chǔ)器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器合二為一的結(jié)構(gòu)，即普林斯頓(Princeton)結(jié)構(gòu)。INTEL的MCS-52系列單片機(jī)采用的是哈佛結(jié)構(gòu)的形式，而后續(xù)產(chǎn)品16位的MCS-96系列單片機(jī)則采用普林斯頓結(jié)構(gòu)。</p><p>　　下圖是MCS-52系列單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。</p><p>　　M

80、CS-52系列單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)</p><p>　　4.1.3STC89C52RC的引腳說明：</p><p>　　MCS-52系列單片機(jī)中的8031、8051及8751均采用40Pin封裝的雙列直接DIP結(jié)構(gòu)，右圖是它們的引腳配置，40個(gè)引腳中，正電源和地線兩根，外置石英振蕩器的時(shí)鐘線兩根，4組8位共32個(gè)I/O口，中斷口線與P3口線復(fù)用?，F(xiàn)在我們對(duì)這些引腳的功能加以說明：</p&

81、gt;<p>　　P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程 序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。</p><p>　　P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能

82、接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作 輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。 </p><p>　　P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻 拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸

83、出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存 儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器 的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。</p><p>　　P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1

84、”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。</p><p>　　P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：</p><p><b>　　口管腳 備選功能</b></p><p>　　P3.0 RXD（串行輸入口）</p><p>

85、;　　P3.1 TXD（串行輸出口）</p><p>　　P3.2 /INT0（外部中斷0）</p><p>　　P3.3 /INT1（外部中斷1）</p><p>　　P3.4 T0（記時(shí)器0外部輸入）</p><p>　　P3.5 T1（記時(shí)器1外部輸入）</p><p>　　P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通

86、）</p><p>　　P3.7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）</p><p>　　P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。</p><p>　　RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。</p><p>　　ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在F

87、LASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 時(shí)，將跳過一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。</p>&

88、lt;p>　　PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。</p><p>　　EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)， /EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在FLAS

89、H編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。</p><p>　　4.1.4上電按鈕復(fù)位電路</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用上電按鈕復(fù)位電路：首先經(jīng)過上電復(fù)位，當(dāng)按下按鍵時(shí)，RST直接與VCC相連，為高電平形成復(fù)位，同時(shí)電解電容被電路放電；按鍵松開時(shí)，VCC對(duì)電容充電，充電電流在電阻上，RST依然為高電平，仍然是復(fù)位，充電完成后，電容相當(dāng)于開路，RST為低電平，單片機(jī)芯片正常工作

90、。其中電阻R2決定了電容充電的時(shí)間，R2越大則充電時(shí)間長，復(fù)位信號(hào)從VCC回落到0V的時(shí)間也長。</p><p><b>　　4.1.5晶振電路</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)晶振電路采用11.0592M的晶振。晶振的作用是給單片機(jī)正常工作提供穩(wěn)定的時(shí)鐘信號(hào)。單片機(jī)的晶振并不是只能用11.0592M，只要不超過20M就行，在準(zhǔn)許的范圍內(nèi)，晶振越大，單片機(jī)運(yùn)行越快，

91、還有用11.0592M的就是好算時(shí)間，因?yàn)橐粋€(gè)機(jī)器周期為1/12時(shí)鐘周期，所以這樣用11.0592M的話，一個(gè)時(shí)鐘周期為11us，那么定時(shí)器計(jì)一次數(shù)就是0.9us了，電容范圍在20-40pF之間，這里連接的是30pF的電容。</p><p>　　機(jī)器周期=10*晶振周期=12*系統(tǒng)時(shí)鐘周期</p><p><b>　　4.1.6下載端口</b></p>

92、<p>　　設(shè)計(jì)用到的STC89C52單片機(jī)芯片的ISP下載線是通過單片機(jī)的TXD，RXD引腳把程序燒進(jìn)去的。管腳TXD和RXD用于異步串行通信。其實(shí)STC89C52單片機(jī)的ISP下載線就是一個(gè)max232芯片連接STC和計(jì)算機(jī)的串行通信口。計(jì)算機(jī)把程序從九針串口送到max232芯片，電平轉(zhuǎn)換后送進(jìn)單片機(jī)的串行口，也就是TXD和RXD。然后單片機(jī)的串行模塊把數(shù)據(jù)送到程序區(qū)。</p><p>　　4.1.

93、7顯示電路 </p><p>　　就時(shí)鐘而言，通?？刹捎靡壕э@示或數(shù)碼管顯示。由于一般的段式液晶屏，需要專門的驅(qū)動(dòng)電路，而且液晶顯示作為一種被動(dòng)顯示，可視性相對(duì)較差；對(duì)于具有驅(qū)動(dòng)電路和微處理器接口的液晶顯示模塊（字符或點(diǎn)陣），一般多采用并行接口，對(duì)微處理器的接口要求較高，占用資源多。另外，STC89C52RC本身無專門的液晶驅(qū)動(dòng)接口，因此，本時(shí)鐘采用數(shù)碼管顯示方式。數(shù)碼管作為一種主動(dòng)顯示器件，具有亮度高、價(jià)格便宜

94、等優(yōu)點(diǎn)，而且市場上也有專門的時(shí)鐘顯示組合數(shù)碼管。</p><p>　　對(duì)于實(shí)時(shí)時(shí)鐘而言，顯示顯然是另一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。通常LED顯示有兩種方式：動(dòng)態(tài)顯示和靜態(tài)顯示。</p><p>　　靜態(tài)顯示的優(yōu)點(diǎn)是程序簡單、顯示亮度有保證、單片機(jī)CPU的開銷小，節(jié)約CPU的工作時(shí)間。但占有I/O口線多，每一個(gè)LED都要占有一個(gè)I/O口，硬件開銷大，電路復(fù)雜。需要幾個(gè)LED就必須占有幾個(gè)并行口，比較適用于

95、LED數(shù)量較少的場合。當(dāng)然當(dāng)LED數(shù)量較多的時(shí)候，可以使用單片機(jī)的串行口通過移位寄存器的方式加以解決，但程序編寫比較麻煩。</p><p>　　LED動(dòng)態(tài)顯示硬件連接簡單，但動(dòng)態(tài)掃描的顯示方式需要占有CPU較多的時(shí)間，在單片機(jī)沒有太多實(shí)時(shí)測控任務(wù)的情況下可以采用。</p><p>　　4.2 BISS0001芯片簡介</p><p>　　BISS0001是由運(yùn)算放大

96、器、電壓比較器、狀態(tài)控制器、延遲時(shí)間定時(shí)器以及封鎖時(shí)間定時(shí)器等構(gòu)成的數(shù)?；旌蠈Ｓ眉呻娐贰?lt;/p><p>　　4.2.1 BISS0001性能特點(diǎn)：</p><p>　　1. CMOS數(shù)?；旌?</p><p>　　2. 具有獨(dú)立的高輸入阻抗運(yùn)算放大器，可與多種傳感器匹配，進(jìn)行信號(hào)預(yù)處理 </p><p>　　3. 雙向鑒幅器可有效抑制干擾

97、</p><p>　　4. 內(nèi)設(shè)延遲時(shí)間定時(shí)器和封鎖時(shí)間定時(shí)器，穩(wěn)定可靠，調(diào)節(jié)范圍寬 </p><p>　　5. 內(nèi)置參考電源 </p><p>　　6. 工作電壓范圍寬 +3V～+5V </p><p>　　7. 采用16腳DIP及SOP封裝</p><p>　　4.2.2 BISS0001功能引腳圖及說明</

98、p><p>　　4.3 555定時(shí)器</p><p>　　555定時(shí)器電路是一種中規(guī)模集成定時(shí)器，目前應(yīng)用十分廣泛。通常只需外接幾個(gè)阻容元件,就可以構(gòu)成各種不同用途的脈沖電路,如多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器以及施密特觸發(fā)器等。555定時(shí)電路有TTL集成定時(shí)電路和CMOS集成定時(shí)電路,它們的邏輯功能與外引線排列都完全相同。 </p><p>　?。?）內(nèi)部電路及引腳</

99、p><p>　　(2)555的工作原理</p><p>　　它含有兩個(gè)電壓比較器，一個(gè)基本RS觸發(fā)器，一個(gè)放電開關(guān)T，比較器的參考電壓由三只5KΩ的電阻器構(gòu)成分壓，它們分別使高電平比較器C1同相比較端和低電平比較器C2的反相輸入端的參考電平為和。C1和C2的輸出端控制RS觸發(fā)器狀態(tài)和放電管開關(guān)狀態(tài)。當(dāng)輸入信號(hào)輸入并超過時(shí)，觸發(fā)器復(fù)位，555的輸出端3腳輸出低電平，同時(shí)放電，開關(guān)管導(dǎo)通；當(dāng)輸入信

100、號(hào)自2腳輸入并低于時(shí)，觸發(fā)器置位，555的3腳輸出高電平，同時(shí)放電，開關(guān)管截止。</p><p>　　是復(fù)位端，當(dāng)其為0時(shí)，555輸出低電平。平時(shí)該端開路或接。</p><p>　　Vco是控制電壓端（5腳），平時(shí)輸出作為比較器A1的參考電平，當(dāng)5腳外接一個(gè)輸入電壓，即改變了比較器的參考電平，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出的另一種控制，在不接外加電壓時(shí)，通常接一個(gè)0.01的電容器到地，起濾波作用，以消除外

101、來的干擾，以確保參考電平的穩(wěn)定。</p><p>　　T為放電管，當(dāng)T導(dǎo)通時(shí)，將給接于腳7的電容器提供低阻放電電路.</p><p>　　(3)555電路的引腳功能</p><p>　?。?）555電路構(gòu)成多諧振蕩器</p><p><b>　　電路組成：</b></p><p><b>

102、;　?、?工作原理：</b></p><p><b>　?、壑饕獏?shù)計(jì)算：</b></p><p>　　改變、和的值，就可以改變振蕩器的頻率。如果利用外接電路改變端(5號(hào)端)的電位，則可以改變多諧振蕩器高觸發(fā)端的電平，從而改變振蕩周期T。在實(shí)際應(yīng)用中，常常需要調(diào)節(jié)和。在此，引進(jìn)占空比的概念。輸出脈沖的占空比為:</p><p>　　

103、第五章 LED顯示電路</p><p>　　5.1 LED數(shù)碼管引腳及符號(hào)</p><p>　　顯示器普遍地用于直觀地顯示數(shù)字系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和工作數(shù)據(jù)，按照材料及產(chǎn)品工藝，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中常用的顯示器有： 發(fā)光二極管LED顯示器、液晶LCD顯示器、CRT顯示器等。LED顯示器是現(xiàn)在最常用的顯示器之一，如下圖所示。</p><p>　　LED顯示器的符號(hào)圖</p

104、><p>　　發(fā)光二極管（LED）由特殊的半導(dǎo)體材料砷化鎵、磷砷化鎵等制成，可以單獨(dú)使用，也可以組裝成分段式或點(diǎn)陣式LED顯示器件（半導(dǎo)體顯示器）。分段式顯示器（LED數(shù)碼管）由7條線段圍成8字型，每一段包含一個(gè)發(fā)光二極管。外加正向電壓時(shí)二極管導(dǎo)通，發(fā)出清晰的光。只要按規(guī)律控制各發(fā)光段亮、滅，就可以顯示各種字形或符號(hào)。LED數(shù)碼管有共陽、共陰之分。圖是共陽式、共陰式LED數(shù)碼管的原理圖和符號(hào)。</p>

105、<p>　　共陽式、共陰式LED數(shù)碼管的原理圖和數(shù)碼管的符號(hào)圖</p><p>　　顯示電路顯示模塊需要實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前的上車人數(shù)，下車人數(shù)，留在公交車上的人數(shù)，因此需要8個(gè)數(shù)碼管。硬件連接如下圖所示，前面的兩個(gè)數(shù)碼管顯示上車的人數(shù)，第三、四個(gè)數(shù)碼管顯示下車人數(shù)，后面四個(gè)數(shù)碼管顯示車上人數(shù)。 LED顯示器的顯示控制方式按驅(qū)動(dòng)方式可分成靜態(tài)顯示方式和動(dòng)態(tài)顯示方式兩種。對(duì)于多位LED顯示器，通常都是采用動(dòng)態(tài)掃描

106、的方法進(jìn)行顯示，其硬件連接方式如下圖所示。</p><p>　　數(shù)碼管的硬件連接示意圖</p><p>　　5.2數(shù)碼管使用條件：</p><p>　　a、段及小數(shù)點(diǎn)上加限流電阻 </p><p>　　b、使用電壓：段：根據(jù)發(fā)光顏色決定； 小數(shù)點(diǎn)：根據(jù)發(fā)光顏色決定</p><p>　　c、使用電流：靜態(tài)：總

107、電流 80mA（每段 10mA）；動(dòng)態(tài)：平均電流 4-5mA 峰值電流 100mA</p><p>　　數(shù)碼管使用注意事項(xiàng)說明：</p><p>　　（１）數(shù)碼管表面不要用手觸摸，不要用手去弄引角；</p><p>　　（２）焊接溫度：２６０度；焊接時(shí)間：５S；</p><p>　?。ǎ常┍砻嬗斜Ｗo(hù)膜的產(chǎn)品,可以在使用前撕下來。</p&

108、gt;<p>　　第六章 系統(tǒng)的軟件程序設(shè)計(jì)</p><p>　　前面介紹了公交車客流量統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)方案及硬件的參數(shù)信息，該部分的設(shè)計(jì)直接關(guān)系到控制系統(tǒng)能否實(shí)現(xiàn)預(yù)想功能。在完成硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，就可以根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)。該軟件的設(shè)計(jì)采用自上而下的方法，根據(jù)具體的控制要求，逐步細(xì)化控制框圖，然后完成每個(gè)功能模塊的設(shè)計(jì)，最后進(jìn)行編譯、調(diào)試和修改。</p><p>　　

109、6.1系統(tǒng)軟件的總體設(shè)計(jì)流程</p><p>　　根據(jù)系統(tǒng)的要求，在前門有人上車時(shí)，綠色LED指示燈會(huì)閃爍一下，同時(shí)LED數(shù)碼顯示管會(huì)加1并顯示留在公交車上的人數(shù)；在后門有人下車時(shí)，黃色LED指示燈閃爍一下，同時(shí)LED數(shù)碼顯示管會(huì)進(jìn)行減1并顯示留在公交車上的人數(shù)。</p><p>　　6.2系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)說明</p><p>　　系統(tǒng)程序的編寫可采用匯編語言或C語言來