89C52的商场客流量统计系统Word文档格式.docx
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2.4.289C52的管脚说明5
2.4.3结构特点7
2.4.4单片机的计数部分8
2.5单片机与LED的链接8
3系统的软件设计10
3.1总体流程设计11
总结12
参考文献12
BasedonThe89C52MallsPassengersStatisticsSystemDesign
Liyunduan
Abstract:
alongwiththedevelopmentofmodernautomationtechnology,programmablecontrollerhaslongbeentheautomationsystemofbasicequipment.Trafficstatisticssystemdesignmarketthatisthepurposeofpassengerflowinordertosolvethetaskofstatisticalstores.
Thesystemthroughtheanalysisofthecharacteristicsofthepassengerflowshoppingmall,basedonthepassengervolume89c52forstatisticaldesignschemeofthesystem.Describesthemainpackexpansion,voicechip,89c52LEDoriginaldevicewayofworking,thecontentoftheprocess,Completedthestatisticsofthetrafficsystemhardwareandsoftwaredesign,productionstatisticsstoreshadtrafficpurpose.Thesystemcangoodisexpectedtohelpdepartmentstoreemployeesbettermanagementandoperation,whichhasagreatsignificancetopracticalapplication.
Keywords:
programmablecontrolsystem;
trafficstatistics;
hardwareandsoftwaredesign
1.1引言
目前我国大部分、商场超市都未安装客流量监控系统,并且对于各个时期客流量没有确切的数据,仅凭主观推测来确定销售的好与坏,没有一个科学的统计调查,造成部分商品积压,而另一些商品脱销,客流量急剧减少而全然不知,这些都会对商场的经营产生阻碍。
但是假如专门安排人员进行人工统计调查,则会耗费大量人力物力,且结果也难以准确。
因此,有必要设计一个自动检测系统对顾客信息进行准确地统计,例如统计商场内客户总数,不同时间段客流量,不同商品区的客流量等等,这些数据对于合理分配电力、人力资源,减少开支具有重要的参考价值。
检测系统主要以红外传感器为主,不会对人体、衣物产生任何影响,因此可以在商场中使用。
客流量对于零售产业来说具有重大意义,顾客是不稳定的消费者,只有研究好他们的流动规律,才能提高销售业绩。
同时客流量也是重要的标尺,通过对统计数据进行分析,可以得到商场、超市、景点、机场等机构经营状况,对于管理者也能提供不少提示。
1.2客流量的具体现实意义
*通过统计主要楼层的客流量,对不同种类的商铺进行合理布局。
*统计各个商品区域对于顾客的吸引力
*对实施的促销等商业手段的效果进行评估
*按照客流量对用电量、维护人员进行科学合理分配
*通过与销售量进行对比,计算出顾客的平均消费能力
*依据客流量,对不同区域的租金水平进行评估
*与广告规律结合,合理分布广告的位置及数量
*依据客流量,对商铺营业时间进行相应的调整
*通过客流量对商场的安全、消防水平进行评估
1.3设计目的
1、设计红外传感器,检测进入和离开的顾客
2、设计基于89C52的工作电路,对接收到的信号进行处理
3、设计LED显示器,对商场中的客人总数进行统计
1.4系统设计的总体要求
1、利用红外传感器对顾客流动情况进行采集
2、能对不同时间商场内的顾客总量进行统计,并在LED显示器上显示出来
系统逻辑框图如下:
图1
2系统硬件设计
2.1系统构成
本系统以89C52为控制核心,以及传感器、显示系统部分组成。
本设计采用两个简单的红外传感器用来检测进入和出去的顾客,显示部分采用最为常用的LED显示。
系统的硬件框图如下。
图2
2.2红外检测部分
2.2.1红外传感器
激光是近百年来人类所取得的最重要的科技发明之一。
人类对激光的研究不断取得进步,在国防、生产、医学等国民生产生活的各个方面都有广泛的应用。
激光并不是我们常见的自然光,他必须由专门的仪器产生。
仪器中产生激光的物质,在一般状态下,大部分原子处于E1级,这些原子能量较低,比较稳定,但只要被适当频率的外界光线照射,这些原子就会吸收光子中的能量,在这些能量的激励下跃迁到能量更高的E2级。
光子能量的计算公式为E=E2-E1=hv,式中h为普朗克常数,v为光子频率。
整个过程也可以倒转进行,在频率为v的光的激励下,处于能级E2的原子会跃变到低能级E1释放能量,同时放出大量的光,称为受激辐射。
产生激光的仪器先特定物质的原子多数迁跃到高能级,从而产生大量的受激辐射,增强频率为v的光,之后利用反射镜形成雪崩式的放大作用,最后产生受激辐射光,简称激光。
激光有3个重要特性:
①高度定向,发散角度极小;
②单色性,激光的频率宽度要远远小于不同光;
③亮度极高,激光束核心最高达几百万摄氏度。
本设计采用的是第I类激光,该类激光能量低,没有任何危害。
任何可能看见的光束都是被屏蔽的。
工作时,激光二极管朝着目标方向产生激光脉冲,在打到目标后向各个方向散射。
其中有一些散射光被传感器接收器吸收,接收后反应到雪崩光电二极管上。
雪崩光电二极管是具有放大作用,也是一种光学传感器因而能感应到十分微弱的光。
2.2.2红外检测电路
红外检测电路是由两个连接TCRT5000传感器两个、10k电阻一个、150电阻一个、10K电位器一个、集成运算放大器两个等元器件组成。
两个OUT
端分别接单片机P3.2和P3.3端口,用软件来计数,当检测到黑带,输出低电平,计数加1
1、运算放大器+输入端电压高于-输入端时,out输出高电平,反之亦然
2、TCRT5000接收管接收到红外光时,电阻变小,相当于“导通”,+输入端电压变低,低于-输入端,输出低电平;
没接收到光时电阻变大,相当于“断开”,+输入端电压变高,高于-输入端,输出高电平。
如图所示:
图3TCRT5000
红外反射式光电传感器
2.3LED显示部分
本产品的显示部分采用常用的LED显示。
根据以往统计数据显示,一家大型商场每天的客流量大约为50000人左右,6位LED就能显示。
单片机系统中通常使用两种显示方法:
静态显示和动态扫描显示。
静态显示就是用单片机IO口输出固定的数值,之后不再直接控制LED,直到下一次显示。
只要本次数据没有更改,就不必处理LED。
特点是显示稳定,CPU消耗低。
动态显示就是把LED显示器的8个笔画字段的同名段连接在一起,有相互独立的I/O线与LED显示器相连。
CPU输出字型码时,显示器接受到的字型码一致,I/O线决定是哪一位。
动态扫描是在不同的时间分别控制不同的显示器。
由于CPU寿命决定产品的寿命,所以本设计采用LED静态显示。
2.4单片机部分
本产品才用较为常用的89C52芯片。
89C52是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器(FPEROM—FalshProgrammableandErasableReadOnlyMemory)的低电压、高性能CMOS8位微处理器,俗称单片机。
单片机中的只读存储器可以使用多次,一般可以用到100多次。
89C52是一种包含了8位CPU和存储器的高效微控制器。
对于大部分嵌入式控制系统来说,89C52是一种物美价廉的产品。
2.4.189C52的主要特性
·
与MCS-51兼容
·
4K字节可编程闪烁存储器寿命:
1000写/擦循环 可以存储数据达10年
全静态工作:
0Hz-24MHz
三级程序存储器锁定
256*8位内部RAM
32可编程I/O线
两个16位定时器/计数器
可编程串行通道
低功耗的闲置和掉电模式
片内振荡器和时钟电路
2.4.289C52的管脚说明
VCC:
供电电压。
GND:
接地。
P0口:
P0口是一个8位漏级开路双向I/O口,它可以吸收8TTL门电流。
当P1口的管脚第一次写入1,此时为高阻输入。
P0口也被称作数据/89C51引脚图地址的低八位,它可以和一些外部程序数据存储器相连。
P1口:
P1口是一个8位双向I/O口,在其内部有上拉电阻,4TTL门电流可以被P1口因为它配有一个缓冲器。
当P1口用作输入时,内部上拉为高,之前它的管脚已写入1,因为内部的上拉,P1口输出电流时外部下拉为低电平。
P2口:
P2口为一个在内部拥有上拉电阻的8位双向I/O口,P2口缓冲器可接收或者输出4个TTL门电流,P2口可以当做外部程序存储器,也可以当做16位地址外部数据存储器,P2口输出地址的高八位。
在给出地址“1”时,因为P2口具有内部的上拉,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。
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门电流。
当P3口用作输出时写入“1”,内部被迫上拉为高电平。
与之相反,当P3口作为输入,外部下拉为低电平,因为上拉的作用P3口将输出电流(ILL)。
P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口,如下表所示:
口管脚备选功能
P3.0RXD(串行输入口)
P3.1TXD(串行输出口)
P3.2/INT0(外部中断0)
P3.3/INT1(外部中断1)
P3.4T0(记时器0外部输入)
P3.5T1(记时器1外部输入)
P3.6/WR(外部数据存储器写选通)
P3.7/RD(外部数据存储器读选通)
P3口还可以为闪烁编程和编程校验接收必须的控制信号。
RST:
复位输入。
振荡器复位器件必须要保持RST脚的高电平时间,大概两个机器周期。
ALE/PROG:
访问外部存储器必须在地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节的前提下。
如果是在FLASH编程中,ALE/PROG还可以输入编程脉冲。
通常情况下,ALE端输出正脉冲信号,这些信号的频率周期不变,大概为振荡器频率的1/6。
所以ALE/PROG对外部输出脉冲,自然也可以用于定时。
ALE/PROG的引脚也会被拉高。
外部执行状态下,微处理器在ALE是被禁止的,置位也是无效的。
XTAL1:
反向振荡放大器的输入,内部时钟工作电路的输入。
XTAL2:
来自反向振荡器的输出。
2.4.3结构特点
互补高性能金属氧化物半导体结构可擦可
编程只读存储器/只读存储器/中央处理器
12/24/33MHz操作
三个16位的定时器/计数器
可编程的时钟输出
Up/Down定时器/计数器
三级程序锁定系统
8K/16K/32K片内程序存储器
256字节片内RAM
改进的快速脉冲编程算法
布尔处理器
32根可编程的输入/输出线
六个中断源
可编程的串行通道带有:
——帧错误检测
——自动地址识别
TTL和CMOS兼容逻辑电平
64K片外程序存储空间
64K片外数据存储空间
MCS51单片机可兼容指令集
闲置节能和掉电模式
ONCE(On-Circuit仿真)模式
四级中断优先级
扩展温度范围(﹣40℃到﹢85℃)
2.4.4单片机的计数部分
本设计采用两个红外感器,分别安置在商场的入口和出口,当有顾客进入商场时,在入口第一个红外部传感器产生响应,与之相连INT0口产生中断,计数值加1。
当有顾客从出口离去的时候,在出口的第二个红外传感器产生响应,使与之相连的INT1口产生中断,计数值减1。
2.5单片机与LED的链接
本设计采用LED静态显示,总共有6个LED显示器,每个显示器都有一个74LS164与之相连。
每个74LS164芯片都首尾相连,其中第一个74LS164芯片与89C52单片机的RXD口相连。
数据从单片机的RXD口串行输出并通过6个74LS164将信号转变为并行传输的信号,再传输到LED显示器。
6个74LS164都与89C52的TXD口相连,从TXD口传出的是移位脉冲信号。
LED显示需要的是七段BCD码,所以89C52单片机串行输出的信号不能直接送到LED显示器上,还需要进行译码,这就是74LS164芯片所要完成的任务。
74LS164是最为常用的串入并出译码器,它的7根引脚可以直接与LED显示器的a——g相连。
74LS164是一个TTL单向8位移位寄存器,其中串行数据从第1、2脚输入。
89C52的TXD端口与74LS164的第8脚相连,TXD传输的是移位时钟脉冲,所以第8脚也被称为时钟输入端。
要想使移位寄存器移动一位的话,只需要时钟信号的上升沿输入到第8脚即可,所以要想使8位二进制数都输入到74LS164芯片当中就需要8个时钟脉冲。
第9脚为复位端,当有低电平时,移位寄存器各位复0,只有在高电平时,时钟脉冲有效。
第3-6和10-13引脚并行输出端分别接LED显示器的各段对应的引脚。
当一个数据到达了最高位时(这个过程需要8个脉冲),紧接着再来一个脉冲信号,脉冲就会被移走。
6片74LS164首尾相串,而时钟端则接在一起,单片机RXD端输出的数据进入到了第一片74LS164芯片当中需要输入8个时钟脉冲,而进入了第二片74LS164需要第二轮8个脉冲信号,与此同时,新的数据则进入了第一片74LS164,经过六轮8个脉冲过后,最右面的74LS164就接收到第一次的脉冲信号,剩下的数据依次出现在第一、二、三、四、五片74LS164当中。
89C52与LED的简易连接图如下:
+5V
图4
系统图仿真图
图5
由于红外传感器在PROTEUS中无法显示出实际效果,所以在进行仿真的时候用两个按键开关替代。
按一下上方K1键,代表入口红外传感器产生相应,计数值加1;
按一下下方K2按键,代表出口的红外传感器产生相应,计数值减1。
3系统的软件设计
前面介绍了商场客流量统计系统的硬件设计方案,该部分的设计直接关系到控制系统能否实现预想的功能。
在完成硬件设计的基础上,就可以根据设计要求进行软件设计。
该软件设计采用自上而下的方法,需要先设计出系统控制系统的功能流程图,逐步细化控制框图,然后完成每个功能模块的设计,进行编译、调试和修改。
3.1总体流程设计
根据要求,当顾客进入商场时,在显示器上显示当前商场内顾客总数。
首先“开始”,打开电源,系统初始化,并开始计数。
当有顾客进入商场时,计数器加1,当有顾客离开商场时,计数器减1。
进入商场内目前商场内剩余人数显示在LED显示器上,顾客可以通过注意LED显示器上的人数判断当前是否适合进入商场。
另外,如果商场内人太多,也可以通过语音播报商场内过于拥挤警示即将进入商场的顾客在外面等候,以免发生踩踏等意外事故。
设计系统的软件流程图如图:
图6
具体程序请见附录。
总结
本次设计不仅让我复习了所学知识,从资料中获得所需知识的能力,通过这次的设计,我们熟悉了89C52的基本性能,对89C52的基本应用有了更进一步的了解。
设计中通过对74LS164和LED显示器等元器件的应用,熟悉了它们的使用方法。
通过设计89C52对各种器件的控制,了解了89C52对它们的控制方发,控制过程。
还熟悉了C语言在单片机编程中的应用。
虽然设计基本达到了目的,但仍存在不足,红外传感器的灵敏度在周边环境于人体温相近时大大降低。
若想应用于现实还需要进一步完善。
参考文献
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附录
#include<
reg51.h>
intnum=0;
voidDisp_LED(unsignedintkey_num);
voidDelayNS(unsignedintdly);
voidDisp_LED(unsignedintkey_num)
{
UnsignedcharcodeLED_Val[]={0x03,0x9f,0x25,0x0d,0x99,0x49,0x41,0x1f,0x01,0x09};
//0-9
unsignedchardatanum[6];
unsignedchark;
num[0]=key_num/100000;
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for(k=0;
k<
=5;
k++)
{
SBUF=LED_Val[num[5-k]];
while(TI==0);
TI=0;
}
}
/*******************************************
**函数名称:
DelayNS
**函数功能:
延时程序
**输入参数:
dly
**返回信息:
无
********************************************/
voidDelayNS(unsignedintdly)
inti,j;
for(i=0;
i<
10000;
i++)
for(j=0;
j<
dly;
j++);
voidmain()
{
EA=1;
IT0=1;
//下降沿触发
EX0=1;
IT1=1;
EX1=1;
SCON=0X00;
while
(1)
{
Disp_LED(num);
DelayNS(5);
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voidex0()interrupt0
num++;
voidex1()interrupt2
num--;
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如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
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