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2026/1/20 12:27:35
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编号：
CJ-51-2021-002
设计简介：
本设计是基于单片机的教室人数检测系统加强版，主要实现以下功能：
- 可实现LCD12864显示应到人数以及实到人数；
- 可实现通过温湿度传感器DHT11检测温湿度并显示；
- 可实现通过DS1302时间检测模块来显示时间；
- 可实现通过按键调节应到人数的数值大小以及时间的调节；
- 可实现通过一对红外对管检测人是进来和出去；
- 实现通过两对红外对管同时检测前门和后门人数进出。
标签：51单片机、红外对管、人数统计、温湿度检测、时间显示
题目扩展：自习室人数统计、教室人数统计、自习室人数检测
一、中控部分概述
中控部分是本设计的核心，采用了STC89C52单片机作为控制器。STC89C52是一款功能强大的8位微控制器，具有丰富的I/O端口、定时器、中断系统等资源，能够满足本设计对数据处理和控制的需求。
中控部分的主要职责是：
- 数据获取：通过接收输入部分的数据，包括DS1302时钟模块传输的时间信息、DHT11温湿度检测模块传输的温湿度信息、红外对管检测模块传输的教室人数信息，以及独立按键输入的指令（如切换界面、修改时间、调整座位最大值等）。
- 数据处理：对获取的数据进行内部处理，包括时间显示、温湿度检测、人数统计、阈值比较等逻辑运算。
- 控制输出：根据处理结果，向输出部分发送控制信号，如更新LCD1602显示内容、控制继电器的状态以控制风扇的开关等。
STC89C52单片机通过其强大的控制能力，实现了对整个系统的有效管理和协调。
二、输入部分概述
输入部分主要由以下五部分组成：
- DS1302时钟模块：该模块用于获取当前的时间信息。DS1302是一款实时时钟芯片，具有低功耗、高精度的特点，能够为系统提供准确的时间数据。
- DHT11温湿度检测模块：该模块用于检测当前的温度和湿度。DHT11是一款数字温湿度传感器，具有响应速度快、精度高的特点，能够实时反映教室内的温湿度变化。
- 红外对管检测模块：该模块利用红外对管的原理，通过四个红外对管检测教室内的物体（主要是人体）数量，从而得到当前教室的人数信息。该模块具有灵敏度高、响应速度快的特点，能够实时反映教室人数变化。
- 独立按键：系统设置了三个独立按键，用于用户输入指令。其中，一个按键用于切换界面，一个按键用于修改时间，另一个按键用于调整座位最大值。通过按键输入，用户可以方便地对系统进行设置和调整。
- 供电电路：供电电路为整个系统提供稳定的电源。它采用合适的电压和电流，确保各个模块能够正常工作。同时，供电电路还具备过流、过压等保护功能，以提高系统的安全性和可靠性。
三、输出部分概述
输出部分主要由以下两部分组成：
- LCD1602显示模块：该模块用于显示当前时间、温度、人数、座位最大值、设置的时间、设置的座位数等信息。LCD1602具有清晰的显示效果和简单的操作方式，方便用户随时查看系统状态。通过该模块，用户可以直观地了解教室内的各项参数。
- 继电器控制风扇：当DHT11检测到的温度大于20℃时，继电器闭合，风扇开始转动。这一功能可以自动调节教室内的温度，确保教室内的舒适度。
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
首先将电路焊接在集成板上，共有以下部分，第一部分是电源模块，将电源插座、电源开关、10k电阻和一个指示灯依次焊接，焊接好之后插入DC 电源，指示灯点亮，电源模块测试正常。第二部分是显示模块，排针焊接好后，将LCD12864显示屏插入排针。第三部分是单片机模块，本次课题使用的是STC89C52单片机。第四部分是复位电路模块，一个复位按键、10uF极性电容、10k电阻为一个模块焊接，构成复位电路。第五部分是晶振电路模块，由两个30pF瓷片电容、一个11.05926MHz晶振焊接而成。第六部分是USB转TTL模块，焊接下载接口GND、TXD、RXD，将HEX文件下载到单片机中，查看是否能下载正常,测试验证一切正常。第七部分是独立按键模块。第八部分为蜂鸣器和LED指示灯，第九部分事两对红外对管，第十部分是温湿度检测模块，使用DHT11温湿度传感器，检测当前教室的温度，第十一部分是继电器。下图5-1为焊接完整实物图：
图5-1电路焊接总图
5.2 教室人数和温度检测实物测试
如图5-2所示，下图为上电后，此时显示屏显示测得的教室人数为120人，教室温度为30.2℃，湿度：43%。日期：2021年8月2日。
图5-2人数和温度检测实物图
5.3 设置人数最小值实物测试
如图5-3所示，此设计中设置人数最小值为120人，当第一个红外管先触发，第二个红外管后触发，则教室人数+1，当第二个红外管先触发，第一个红外管后触发，教室人数-1；当进教室的人数达到设置的人数最小值，则LED指示灯亮起。
图5-3设置人数最小值实物图
5.4 设置时间实物测试
如图5-4所示，要设置到当前时间，按键K1到设置时间界面，按键K2按下年+1，
按键K3按下-1。继续按下K1设置月份，按键K2按下月份+1，按键K3按下-1。
以此类推，设置以下的时间。
图5-4 设置温度阈值实物图
设计摘要：
本设计是基于单片机的红外对管检测教室人数加强版系统，此系统是以红外对管检测人数为主要研究对象，STC89C52单片机为主要控制关键，使用DHT11温湿度传感器获取当前教室温度。LCD12864显示模块主要显示教室人数、当前温度、人数最小值、温度阈值。功能键可以设置温度阈值和教室人数最小值，当人数大于设置的最大值，LED指示灯亮起。当温度大于设置的最大值，继电器闭合，控制风扇工作，蜂鸣器报警提醒。该系统使用的红外对管抗干扰性强，灵敏度高，可靠性高，它可以解决计数中的增减问题，对任意流水线产品及来往客流自动计数，因此研究计数器及扩大其应用，有着非常现实的意义。
关键词：单片机；红外对管；DHT11温湿度传感器
字数：10000+
内容预览：
摘 要
ABSTRACT
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
1.2 国内外研究现状
1.3 课题主要内容
2 系统设计方案
2.1 系统整体方案
2.2 单片机的选择
2.3 电源方案的选择
2.4 显示方案的选择
2.5 温度检测方案的选择
3系统设计与分析
3.1 整体系统设计分析
3.2 主控电路设计
3.2.1 STC89C52单片机
3.2.2 晶振电路和复位电路
3.3 液晶屏显示模块
3.4 DHT11温湿度传感器
4 系统程序设计
4.1 编程软件介绍
4.2 主程序流程设计
4.3 按键函数流程设计
4.4 处理函数流程设计
4.5 显示函数流程设计
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
5.2 教室人数和温度检测实物测试
5.3 设置人数最小值实物测试
5.4 设置时间实物测试
结 论
参考文献
致 谢