嵌入式大作业报告

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大作业设计报告书(嵌入式系统原理与开发)

大作业设计报告书(嵌入式系统原理与开发)

大作业设计报告书题目:嵌入式系统原理与开发院(系):物联网工程学院专业: 班级:姓名:指导老师:设计时间: 10-11 学年 2 学期20XX年5月目录1.目的和要求 (3)2.题目内容 (3)3.设计原理 (4)4.设计步骤 (5)4.1 交通指示灯设计 (5)4.2 S3C44B0X I/O 控制寄存器 (6)4.3 红绿灯过渡代码: (8)4.4 电源电路设计 (10)4.5 系统复位电路设计 (11)4.6 系统时钟电路设计 (11)4.7 JTAG 接口电路设计 (12)4.8串口电路设计 (12)5.引脚分类图 (13)6.参考文献 (13)1.目的和要求ARM技术是目前嵌入式应用产业中应用十分广泛的先进技术,课程开设的目的在于使学生在了解嵌入式系统基础理论的前提下能够掌握ARM处理器的汇编语言和c语言的程序设计方法,掌握S3C44B0X芯片的基本硬件结构特点和接口设计方法,同时熟悉ARM开发环境,学习ARM的硬件设计和软件编程的基本方法,为今后从事相关的应用与研究打下基础。

通过大作业要达到如下目的:一、掌握ARM的开发工具使用和软件设计方法。

二、掌握ARM处理器S3C44B0X的原理和GPIO接口设计原理。

三、掌握C语言与的ARM汇编语言的混合编程方法;四、培养学生选用参考,查阅手册及文献资料的能力。

培养独立思考,深入研究,分析问题、解决问题的能力。

五、通过课程设计,培养学生严肃认真的工作作风。

2.题目内容题目:交通指示灯系统设计功能描述:1.用S3C44B0X的GPIO设计相关电路;2.设计相关的软件并注释;3.实现十字路口2组红、黄、绿交通灯交替显示。

编程提示:1.交通灯可用发光二极管代替;2.电路可部分参照实验电路;3.时间控制可以使用软件循环编程解决。

嵌入式大作业红绿灯实验模拟场景交通指示灯,需要东西南北四个方向的红绿灯配合交替显示。

以上海交通指示灯为例,绿灯向黄灯过渡时,绿灯会闪几下,然后绿灯灭,黄灯亮。

嵌入式实训报告报告

嵌入式实训报告报告

一、实训背景随着科技的飞速发展,嵌入式系统在各个领域得到了广泛应用。

为了提高自己的实践能力和综合素质,我参加了本次嵌入式实训。

通过实训,我对嵌入式系统有了更深入的了解,并掌握了嵌入式系统的开发流程和相关技术。

二、实训目的1. 掌握嵌入式系统的基本原理和开发流程;2. 熟悉嵌入式开发工具和环境;3. 提高动手实践能力,培养团队协作精神;4. 为以后从事嵌入式系统相关工作打下基础。

三、实训内容1. 嵌入式系统概述嵌入式系统是一种将计算机硬件和软件集成在一起的专用系统,具有实时性、高可靠性、低功耗等特点。

本次实训主要针对ARM架构的嵌入式系统进行学习。

2. 嵌入式开发环境搭建(1)硬件环境:选用STM32F103系列单片机作为开发平台。

(2)软件环境:使用Keil MDK作为集成开发环境(IDE),并安装必要的驱动程序。

3. 嵌入式系统编程(1)C语言编程:学习C语言的基本语法、数据类型、控制结构、函数等,掌握嵌入式系统编程基础。

(2)裸机编程:编写简单的裸机程序,实现单片机的GPIO、定时器、中断等功能。

(3)嵌入式操作系统:学习FreeRTOS操作系统,掌握任务创建、调度、同步等基本功能。

4. 嵌入式系统项目实践(1)设计一个基于STM32F103的单片机温度控制系统,实现温度的实时监测和控制。

(2)设计一个基于ARM Cortex-M4的智能家居系统,实现家电的远程控制和状态监测。

四、实训过程1. 理论学习:通过查阅资料、阅读教材,了解嵌入式系统的基本原理和开发流程。

2. 环境搭建:按照实训要求,配置开发环境,安装必要的驱动程序。

3. 编程实践:按照实训指导书,编写程序,实现单片机的各项功能。

4. 项目实践:根据项目要求,设计并实现嵌入式系统项目。

5. 总结与反思:对实训过程进行总结,分析自己在实训过程中遇到的问题及解决方法。

五、实训收获与体会1. 理论知识与实践相结合:通过本次实训,将所学的理论知识应用于实际项目中,提高了自己的动手实践能力。

嵌入式实训报告范文2篇2

嵌入式实训报告范文2篇2

嵌入式实训报告范文 (2)嵌入式实训报告范文 (2)精选2篇(一)嵌入式实训报告一、实训背景嵌入式系统是一种以具体任务为中心,集成了硬件与软件的计算机系统。

由于其体积小、功耗低、功能强大等特点,嵌入式系统被广泛应用于各个领域,如家电、汽车、医疗等。

通过参与嵌入式实训,我希望能够掌握嵌入式开发的基本原理和方法,提高自己的实践能力。

二、实训目标1.掌握嵌入式系统的基本知识和开发工具的使用;2.了解嵌入式系统的硬件架构和软件设计流程;3.能够根据需求设计并实现简单的嵌入式系统。

三、实训内容1.学习嵌入式系统基础知识:通过课堂教学和自主学习,了解了嵌入式系统的概念、特点及应用领域。

深入学习了ARM架构和C语言的基本知识,并进行了相应的实践操作。

2.学习嵌入式开发工具的使用:学习了Keil MDK和IAR Embedded Workbench等常用的嵌入式开发工具的安装和配置方法。

通过实操操作,掌握了调试、编译、下载等基本功能的使用。

3.学习嵌入式系统设计流程:了解了嵌入式软件开发的常用流程,包括需求分析、系统设计、编码实现、调试测试、系统验证等。

通过案例分析和实践操作,对嵌入式系统设计流程有了更深入的了解。

4.设计并实现简单的嵌入式系统:根据实训要求,我选择了一个简单的嵌入式系统项目,通过分析需求、设计系统架构、编写软件代码、调试测试等环节,最终成功完成了项目。

四、实训总结及收获通过参与嵌入式实训,我不仅掌握了嵌入式系统的基本知识和开发工具的使用,还锻炼了自己的实践能力。

我深刻认识到嵌入式系统开发需要全面的知识储备和较高的技术水平,同时也需要良好的分析、设计和沟通能力。

通过实训,我对嵌入式系统开发流程有了更深入的理解,对嵌入式系统的设计和开发也有了更高的认识和要求。

在未来的学习和工作中,我会继续深入学习嵌入式系统开发相关知识,并不断提高自己的实践能力。

嵌入式系统是未来的发展方向,通过不断探索和实践,我相信我能够在这个领域取得更好的成果。

嵌入式实习报告(共5篇)

嵌入式实习报告(共5篇)

嵌入式实习报告(共5篇)第一篇:嵌入式实习报告一、嵌入式系统开发与应用概述在今日,嵌入式ARM 技术已经成为了一门比较热门的学科,无论是在电子类的什么领域,你都可以看到嵌入式ARM 的影子。

如果你还停留在单片机级别的学习,那么实际上你已经落下时代脚步了,ARM 嵌入式技术正以几何的倍数高速发展,它几乎渗透到了几乎你所想到的领域。

本章节就是将你领入ARM 的学习大门,开始嵌入式开发之旅。

以嵌入式计算机为技术核心的嵌入式系统是继网络技术之后,又一个IT领域新的技术发展方向。

由于嵌入式系统具有体积小、性能强、功耗低、可靠性高以及面向行业具体应用等突出特征,目前已经广泛地应用于军事国防、消费电子、信息家电、网络通信、工业控制等各个领域。

嵌入式的广泛应用可以说是无所不在。

嵌入式微处理器技术的基础是通用计算机技术。

现在许多嵌入式处理器也是从早期的PC 机的应用发展演化过来的,如早期PC 诸如TRS-80、Apple II 和所用的Z80 和6502 处理器,至今仍为低端的嵌入式应用。

在应用中,嵌入式微处理器具有体积小、重量轻、成本低、可靠性高的优点。

嵌入式处理器目前主要有Am186/88、386EX、SC-400、Power PC、68000、MIPS、ARM 等系列。

在早期实际的嵌入式应用中,芯片选择时往往以某一种微处理器内核为核心,在芯片内部集成必要的ROM/EPROM/Flash/EEPROM、SRAM、接口总线及总线控制逻辑、定时/计数器、WatchDog、I/O、串行口、脉宽调制输出、A/D、D/A 等各种必要的功能和外设。

二、实习设备硬件:Embest EduKit-IV实验平台、ULINK2仿真器套件、PC机软件:μVision IDE for ARM集成开发环境、Windows 98/2000/NT/XP三、实习目的1.初步掌握液晶屏的使用及其电路设计方法;掌握S3C2410X处理器的LCD控制器的使用;掌握通过任务调用的方法把液晶显示函数添加到uC/OS-II中;通过实验掌握液晶显示文本及图形的方法与程序设计。

嵌入式实习报告3篇

嵌入式实习报告3篇

嵌入式实习报告 3 篇嵌入式实习报告篇 1班级:优异 1301 姓名:刘 __短短三周的很快就过去了,在中软国际嵌入式方向班的第二次实习立刻就要结束了。

固然只有短短的三周,但我学会了好多知识,学习了在 Linux-Fedora14 操作系统的环境下达成鉴于Smart210SDK开发板和 DS18B20的温度收集及显示系统还有按键控制 LED灯并实现开机和关机的有关功能,这些知识让我们对嵌入式有了更进一步的认识与熟习。

作为一名大学生,纵观此刻的就业局势,国家高校的扩招,世界金融危机的横扫,大学生应该有一种安不忘危的紧急感,特别是对已经度过几年大学的我来说,毕业其实不是一个遥远的词汇。

宝剑锋从磨砺出,梅花香自苦寒来,缺乏了平时的锻炼,没有厚积自然不可以有薄发。

第一我得有思想上的紧急感,在学校学习的都是理论知识,实践经验则是少之又少。

综合能力强的人材才是这个社会需要的,成长成为社会需要的人材是我的个人奋斗目标。

有了强盛的精神动力,有了安如盘石的毅力,相信成功其实不遥远。

第一,经过这些天的实训我学到了好多知识。

这一阶段在Linux-Fedora14操作系统的环境使用Smart210SDK开发板做一些程序设计并烧写到 SD卡中经过 Smart210SDK开发板来实现程序的履行,经过对 Smart210SDK开发板的一步一步的熟习和认识我们展开了嵌入式的基本的程序烧写、调试、履行这些有关的锻炼过程。

最后我们做了两个项目:第一个是鉴于 Smart210SDK开发板的按键控制 LED灯而且实现开机和关机的有关功能与实现 --- 项目功能是:实现长按开发板上的 K1 键实现开机或关机,在开机状态下能够实现 K1 短按控制 LED1的点亮与熄灭、 K2 短按控制 LED2的点亮与熄灭、 K3 短按控制 LED3的点亮与熄灭、 K4 短按控制 LED4的点亮与熄灭。

项目波及的有关技术是:有关存放器的调用,延时子函数的调用,LED灯的初始化,实现按键的长按与短按的控制的C语言程序的设计与实现。

嵌入式实训报告总结

嵌入式实训报告总结

嵌入式实训报告总结本次嵌入式实训是我在大学期间的一次重要实践活动,通过这次实训,我对嵌入式系统的设计和开发有了更深入的了解,也提升了我的实际操作能力和团队合作能力。

在实训过程中,我所参与的项目是基于ARM Cortex-M系列微控制器的嵌入式系统设计与开发,主要包括硬件设计、软件开发以及系统调试等方面。

首先,在硬件设计方面,我们团队根据项目需求,选用了一款适合的ARM Cortex-M系列微控制器作为主控芯片,并设计了相应的外围电路,包括电源模块、外设模块等。

在硬件设计的过程中,我们需要考虑到系统的稳定性、可靠性以及成本等因素,通过不断的调试和优化,最终完成了整体的硬件设计。

其次,在软件开发方面,我们团队采用了嵌入式C语言进行程序的编写,主要包括系统的初始化、驱动程序的编写以及应用程序的开发等。

在软件开发的过程中,我们需要充分了解所选用的微控制器的特性和指令集,合理地分配系统资源,保证程序的高效运行。

最后,在系统调试方面,我们团队进行了一系列的测试和调试工作,包括硬件的功能验证、软件的调试以及整体系统的集成测试等。

通过不断地调试和优化,我们最终完成了整个嵌入式系统的开发,并取得了预期的效果。

在本次实训中,我不仅学到了理论知识,更重要的是提升了实际操作能力和团队合作能力。

在团队合作中,我学会了如何与队友有效地沟通协作,如何充分发挥自己的长处,如何尊重和倾听他人的意见。

在实际操作中,我学会了如何解决问题、如何分析和优化系统性能、如何在有限的资源下完成复杂的任务。

总的来说,本次嵌入式实训是一次宝贵的经历,我不仅在专业知识上有所收获,更重要的是在实践能力和团队合作能力上有了全面的提升。

我相信这些经验和技能将对我的未来发展产生积极的影响,也希望能在以后的工作和学习中继续不断地提升自己,为实现更高的目标做好准备。

嵌入式实训报告

嵌入式实训报告在当今科技迅速发展的时代,嵌入式系统已经广泛应用于各个领域,从智能家居到工业控制,从医疗设备到航空航天。

为了更深入地了解和掌握嵌入式技术,我参加了一次嵌入式实训。

这次实训不仅让我学到了丰富的理论知识,更让我在实践中积累了宝贵的经验。

实训的开始,我们首先对嵌入式系统进行了全面的理论学习。

了解到嵌入式系统是一种以应用为中心,以计算机技术为基础,软硬件可裁剪,适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。

它通常由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等四个部分组成。

在硬件方面,我们学习了各种芯片的功能和使用方法,如微控制器(MCU)、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)等。

通过实际操作,我熟悉了硬件电路的设计和搭建过程,包括电源电路、时钟电路、复位电路等基本模块的设计。

同时,还掌握了一些常用的硬件调试工具,如示波器、逻辑分析仪等,能够对硬件电路进行有效的测试和故障排查。

软件方面,我们学习了嵌入式操作系统的原理和应用。

常见的嵌入式操作系统有 uC/OSII、FreeRTOS 等。

通过实际编写代码,我学会了如何在操作系统的环境下进行任务调度、内存管理、中断处理等操作。

同时,还学习了一些常用的编程语言,如 C、C++等,掌握了它们在嵌入式开发中的应用技巧。

在实训过程中,我们完成了多个项目。

其中一个令我印象深刻的项目是基于单片机的温度控制系统。

这个项目的目标是设计一个能够实时监测环境温度,并根据设定的温度范围进行自动控制的系统。

在项目的实施过程中,首先进行了系统的整体设计。

确定了使用的单片机型号、温度传感器类型以及控制执行机构。

然后,进行了硬件电路的设计和制作。

在这个过程中,需要仔细考虑电路的稳定性、抗干扰性等因素。

接下来是软件编程。

通过读取温度传感器的数据,进行数据处理和判断,然后控制执行机构(如风扇、加热器等)的工作状态,以实现温度的控制。

嵌入式实习报告三篇

在易嵌的这个暑假,我过得充实而快乐。在这里有着同学间的探讨、师生间的互动和魔鬼般的训练!军队通过扎实的训练培养出来一代代革命军人,相信不久的将来,我也会成为一名优秀的嵌入式工程师!
嵌入式实习报告 篇2
此次设计我们采用以LM3S2100为微控制器,并通过硬件和软件两方面设计,结合6位LED数码管,放大整形电路,来实现频率计在嵌入式系统中的开发与应用。
在易嵌短暂的两个月,我们从linux基础入手,强化了c语言编程,学习了linux系统编程和网络编程。时间虽短,但成长很快,无论是理论知识还是实践能力都得到了大幅度的提高。在这里将理论和实践相结合,相互促进,相互补充,使得学习更加透彻。通过用不同方法实现同一个项目,不断深入,层层推进,学以致用!
在易嵌的这个暑假,我过得充实而快乐。在这里有着同学间的探讨、师生间的互动和魔鬼般的训练!在我丰富多彩的人生路上留下了永远亮丽与难忘的记忆!
VF/VHF/UHF频段的频率,也十分方便和准确。PTS2600使用一个12位数字的LCD液晶显示屏来显示所测得的频率、闸口时间(分辨率相关)、菜单功能以及频率表的测量结果。所有这些数值都是同时显示在一个屏幕上的。PTS2600的机箱采用高标准的铝质材料制成,各模块安装在下方有钢板支承的母板上。模块相对独立,维修方便,主要通过更换模块进行。 我国利用相检宽带测频技术设计的高精度频率计也非常具有突破性和实用性。该项新技术及仪器是针对已有测频技术的特点及存在问题,推出完全新颖的检测精度高、便于实施且设备构成又比较经济的一种新技术及仪器。
被测信号经放大整形电路变成计数器所要求的脉冲信号,其频率与被测信号的频率相同。当1s信号来到时,被测脉冲信号进入芯片相关的,计数器开始计数,直到1s信号结束时,停止计数。若在1s时间内计数器计得的脉冲数为N,则被测信号频率fX?Nhz。

嵌入式实习报告6篇

嵌入式实习报告6篇嵌入式实习报告篇1此次设计我们采用以LM3S2100为微控制器,并通过硬件和软件两方面设计,结合6位LED数码管,放大整形电路,来实现频率计在嵌入式系统中的开发与应用。

本次课程设计其主要目的是通过这学期所学的ARM知识,来实现频率计的功能,本次设计我们利用了定时计数器的功能,对输入的信号进行实时的、高精度的频率测量,并通过6位LED数码显示管显示测量结果。

论文中阐述了相关的硬件原理与应用方案,并在此基础上叙述了软件设计最终结合硬件和软件完成了本次设计。

关键词:LM3S2100、频率计、LED数码显示管1绪论频率计是计算机、通讯设备、音频视频等科研生产领域不可缺少的测量仪器。

它是一种用十进制数字显示被测信号频率的数字测量仪器。

它的基本功能是测量正弦信号,方波信号及其他各种单位时间内变化的物理量。

在进行模拟、数字电路的设计、安装、调试过程中,由于其使用十进制数显示,测量迅速,精确度高,显示直观,经常要用到频率计。

本频率计将采用定时、计数的方法测量频率。

测量范围在9kHz以下的方波,时基宽度为1us,10us,100us,1ms。

用ARM芯片实现自动测量功能。

基本设计原理是直接用十进制数字显示被测信号频率的一种测量装置。

它以测量周期的方法对方波的频率进行自动的测量。

1.1本次设计任务一.设计题目:ARM为内核的频率计二.主要功能:用ARM的定时器/计数器的定时和计数功能,外部扩展6位数码管,要求累计每秒进入ARM的外部脉冲个数,用LED数码管显示出来,或是用上位机显示。

三.设计要求:用protel画出最小系统和外围扩展电路。

显示部分可用LED数码管或是上位机显示。

要求小组成员分工明确。

1.2设计基本原理所谓频率,就是周期性信号在单位时间(1s)内变化的次数,若在一定时间间隔T内测得这个周期性信号的重复变化次数为N,则其频率可表示为被测信号经放大整形电路变成计数器所要求的脉冲信号,其频率与被测信号的频率相同。

嵌入式大作业(2)

《嵌入式控制系统及应用》设计报告网络型门禁系统的嵌入式控制装置设计杨荣宗杨薛磊昝仁杰2016-1-18评分表学号姓名小组成绩个人成绩913110200229杨薛磊913110200228杨荣宗913110200231昝仁杰评语目录第一章网络型嵌入式门禁系统总体设计方案1.1门禁系统简介 (3)1.2网络型嵌入式门禁系统需求分析和总体设计 (3)1.2.1网络型嵌入式门禁系统总体框架 (4)1.2.2功能需求 (5)1.2.3性能要求 (5)1.2.4主要部件选型 (6)第二章网络型嵌入式门禁系统控制算法设计与仿真2.1仿真模型 (7)2.2仿真代码 (7)2.2.1仿真系统初始化 (7)2.2.2S-Function之PID控制器 (8)2.2.3S-Function之门禁辨识部分 (8)2.3仿真结果 (9)第三章网络型嵌入式门禁系统硬件设计与实现3.1STM32外围电路设计 (10)3.2射频芯片PN532硬件电路设计 (11)3.3以太网控制器ENC28J60硬件设计 (12)第四章网络型嵌入式门禁系统软件设计与实现4.1嵌入式门禁控制器主控模块软件的设计与实现 (14)4.1.1控制器的主控制流程 (14)4.1.2初始化设置 (15)4.1.3I/O检测处理 (15)4.1.4用户刷卡处理 (16)4.1.4.1权限验证子模块功能 (17)4.1.4.2时段管制功能 (20)4.1.4.3多卡开门模块 (21)4.1.5开关门处理 (21)4.2控制器端网络通信模块的设计与实现 (22)4.2.1通信处理主流程 (23)4.2.2控制器的参数配置 (24)4.2.3控制器端远程控制和实时监控 (26)第五章网络型嵌入式门禁系统设计结果与故障分析5.1设计结果 (28)5.2故障分析 (28)第六章个人工作总结第七章参考文献第一章网络型嵌入式门禁系统总体设计方案1.1门禁系统简介门禁系统[6~8]是安全技术防范领域的重要组成部分,是解决重要部门出入口实现安全防范管理的有效措施,由门禁控制器单独控制或者通过计算机服务器通过网络实行远程控制来实现对出入口的安全管理。

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目录引言(选题背景): (1)国内外前景和现状: (1)方案选择: (1)过程论述: (2)一、红外传感器 (2)(一)主动式红外传感器 (2)(二)被动式红外传感器 (3)二、菲涅尔透镜 (5)三、HN911 (5)四、加减计数器74LS193 (7)五、软件的实现 (8)结束语: (10)引言(选题背景):当代大学生进入大学感觉最为明显的应该就是宽裕的课余时间,这对这些刚刚从题海中游出来的我们来说恐怕是一时间无法适应的,那么大学4年该如何充分利用这些时间呢?这就要谈到大学讲究的自主学习,大学生最为重要的就是学好专业知识,提升自身素质,为自己的梦想而继续奋斗,为成为合格的接班人而磨练自己。

在很多同学沉迷于网络的同时更多的学生是选择了自习,自习的最佳选择地点便是我们的图书馆和各个教学楼。

但是由于教室资源的匮乏,可能很多的同学都遇到过和我一样的尴尬——无处自习……尤其是期末的时候,不停地找自习位子成了一天之中的一项任务。

平时大家找自习座位是选定一个教学楼以后逐个教室进行查看,这个办法非常费时,而且效率不高,浪费了广大同学宝贵的时间。

当找不到教室时心中的烦躁是无法言语的。

随着科学技术的发展和嵌入式的应用,智能化已经不是问题,如果可以在教学楼外面有一个电子钟一样的显示仪器让每一个教室内的空座一目了然达到不用去每个教室查看就能清楚了解自习室座位入座情况的效果这样就可以很方便的找到自习的教室,自然可以稍微因缓解教学资源紧缺而产生的矛盾。

国内外前景和现状:国内的智能化好像一直没有国外做的好,在国内外也看见过关于这方面的智能化的设施,2010年我国一名大学生便促使手机查询自习室空座成为现实,在国内外,应用最为普遍的就是在校内网上查询教室现状。

在网上查询了一下好像绝大部分是直接扫描由人体散发的热红外线或者由课程表来判断教室座位情况。

可以说在教室智能化这一方面已经取得了一定的进步,但在显示教室空座的比较这一方面我觉得多多少少还是跟不上智能化教室其他智能化设施的脚步。

寻找空座在现实生活中是非常常见的,例如买票(特别是火车票),坐公交,住院等等。

这一技术在现实生活中的应用前前景是很乐观的。

方案选择:因为对嵌入式的学习不是很深于是决定用实验时学到的一点知识加上自己的猜想和设计来完成这个作业。

我们以EELIOD为核心元件制作出一种人体红外线扫描采用数码管动态显示教室剩余座位。

EELIOD可以采用Linux和Windows CE 5.0的操作系统,这两个操作系统是目前嵌入式运用最为普遍的系统,这也便于以后的功能扩展。

在每个教学楼一楼入口处安装一个大液晶显示屏,用于进教学楼的学生对整幢楼自习座位的查询。

将红外传感器安装在教室门口,因为有进入教室的同学自然就有离开教室的,要安装两个红外传感器来采集信号以确定此刻经过教室门的人是进入还是离开。

假设靠近教室外面的扫描到的信号的时间为T1,靠近教室里面的扫描到的信号的时间为T2,以R表示教室剩余座位,在代码段赋予R初值时要注意可能每一个教室的座位都不相同,在统计了教室座位后在赋值给R。

以T1<T2来断定来人是用进入教室,所以T=T-1;以T1>T2来断定来人是用离开教室,所以T=T+1。

那两个扫描器应该安装的近一些,因为有可能有些人走到教室门口又退回去去了别的地方或者有些人刚要离开教室又想接着坐一下,如果那两个扫描器隔得太开使得回头的人正好落在两个扫描器的中间就会使得情况变得复杂,所以最好是隔得近一些。

本设计方案可分为4 个模块:红外探测模块,控制模块,显示模块,供电模块。

如图1 所示。

其中最关键的就是红外探测模块和控制模块。

前者决定了整个设计方案的成败,而后者决定了能否实现预期效果。

图1:系统模块图过程论述:一、红外传感器红外传感器可分为两类:主动式红外传感器和被动式红外传感器。

(一)主动式红外传感器主动红外传感器由红外发射机、红外接收机组成。

分别置于收、发端的光学系统一般采用的是光学透镜,起到将红外光束聚焦成较细的平行光束的作用,以使红外光的能量能够集中传送。

红外光在人眼看不见的光谱范围,有人经过这条无形的封锁线,必然全部或部分遮挡红外光束,接收端输出的电信号的强度会因此产生变化,从而启动后续电路进行工作。

主动式红外传感器遇到小动物、树叶、沙尘、雨、雪、雾遮挡则不应输出有效信号,人或相当体积的物品遮挡将输出有效信号。

由于光束较窄,收发端安装要牢固可靠,不应受地面震动影响,而发生位移引起误报,光学系统要保持清洁,注意维护保养。

因此主动式传感器所探测的是点到点,而不是一个面的范围。

其特点是探测可靠性非常高。

但若对一个空间进行布防,则需有多个主动式传感器,价格昂贵。

主动式传感器常用于博物馆中单体贵重文物展品的布防以及工厂仓库的门窗封锁、购物中心的通道封锁、停车场的出口封锁、家居的阳台封锁等等。

主动式红外传感器有单光束、双光束、四光束之分。

当使用较多的传感器进行防范布局时应该注意消除射束的交叉误射。

(二)被动式红外传感器我们之所以称为被动式红外传感器,即传感器本身不发射任何能量而只被动接收、探在无人或动物进入探测区域时,传感器安装后数秒种已适应环境,测来自环境的红外辐射。

现场的红外辐射稳定不变,一旦有人体红外线辐射进来,经光学系统聚焦就使热释电器件产生突变电信号,而发出警报。

被动红外传感器形成的警戒线一般可以达到数十米。

被动式红外传感器主要由光学系统、热传感器(或称为红外传感器)等部分组成。

其核心是红外探测器件,通过关学系统的配合作用可以探测到某个立体防范空间内的热辐射的变化。

红外传感器的探测波长范围是 8~14μm,人体辐射的红外峰值波长约为10μm,正好在范围以内被动式红外传感器(Passive Infared Detector,P IR)根据其结构不同、警戒范围及探测距离也有所不同,大致可以分为单波束型和多波束型两种。

单波束PIR 采用反射聚焦式光学系统,利用曲面反射镜将来自目标的红外辐射汇聚在红外传感器上。

这种方式的传感器境界视场角较窄,一般在5°以下,但作用距离较远,可长达百米。

因此又称为直线远距离控制型被动红外传感器,适合保护狭长的走廊、通道以及封锁门窗和围墙。

多波束型采用透镜聚焦式光学系统,目前大都采用红外塑料透镜——多层光束结构的菲涅尔透镜。

这种透镜是用特殊塑料一次成型,若干个小透镜排列在一个弧面上。

警戒范围在不同方向呈多个单波束状态,组成立体扇形感热区域,构成立体警戒。

菲涅尔透镜自上而下分为几排,上面透镜较多,下边较少。

因为人脸部、膝部、手臂红外辐射较强,正好对着上边的透镜。

下边透镜较少,一是因为人体下部红外辐射较弱,二是为防止地面小动物红外辐射干扰。

多波束型PIR 的警戒视场角比单波束型大得多,水平可以大于90°,垂直视场角最大也可以达到90°,但作用距离较近。

所有透镜都向内部设置的热释电器件聚焦,因此灵敏度较高,只要有人在透镜视场内走动就会输出有效信号。

为了解决物品遮挡问题,又发明了吸顶式被动红外传感器。

安装在顶棚上向下360°范围内进行探测。

只要在防护范围内,无论从哪个方向进入都会触发电路,在银行营业大厅,商场的公共活动区等空间较大的地方得到广泛使用。

被动式红外传感器由于探测性能好、易于布防、价格便宜而被广泛应用。

其缺点相对于主动式传感器误报率较高。

但是因为仅仅是教室座位的查询这个误差还是在可以忍受的范围之内。

感应式门铃的应用范围和设计要求决定了它应该是具有一个面的探测范围,而且应该只对人体产生有效信号,这就排除了主动式红外传感器。

图2 热释电红外传感器结构图3 热释电红外传感器结构及内部电路热释电红外传感器能将波长为8~12μm 之间的红外信号的变化转变为电信号,并对自然界中的可见光信号具有抑制作用。

因此在红外探测器的有效感应区内,当无人体移动时,热释电红外传感器感应到的只是背景温度,没有信号变化,所以不能产生电信号;当人体进人感应区,通过菲涅尔透镜,热释电红外传感器感应到的是人体温度与背景温度的差异信号,此时产生电信号。

图4 常见的热释电红外传感器外形及各引脚功能二、菲涅尔透镜菲涅尔透镜一般固定在红外传感器正前方1~5cm 的地方。

它具有聚焦,即将热释电的红外信号反射在红外传感器上的作用,还能将感应区内分为若干个明区和暗区,使进入感应区的移动物体能以温度变化的形式在热释电红外传感器上产生变化热释红外信号,这样热释电红外传感器产生变化的电信号,后续电路经检测处理后产生可用信号。

图5 菲涅尔透镜聚焦作用示意图三、HN911红外探测模块实现的功能是将感应到的人体红外线转换为可用的驱动电信号,本模块的红外感应部分采用热释电红外线传感器。

它能以非接触形式检测出人体辐射的红外线能量的变化,并将其转换成电压信号输出。

整个探测模块主要由光学系统,热释电红外传感器,信号滤波和放大信号处理构成。

如果使用独立元器件完成信号处理的各项功能会比较复杂。

这里采用一种新型模块HN911。

HN911是一款新型热释电红外探测器,采用双列6脚直插式封装。

该传感器由于内部放大器集成了温度补偿功能,可以将人体辐射信号从恶劣的环境辐射信号中分离出来进行处理,保证了传感器的工作稳定性。

它具有灵敏度高,抗干扰能力强,耐低温以及使用方便的特点。

电路静态工作(即未检测到红外线)时,1脚输出低电平,2脚输出高电平。

动态时,即有移动发热物体进入探测范围时,传感器接收到红外辐射能量,输出幅度约1mV、频率0.3~7Hz的微弱信号。

该信号经放大器放大,由比较器进行比较判断,再由信号处理电路处理,最后由延时输出电路输出用做驱动信号。

此时,输出端1脚变为高电平,2脚变为低电平。

4脚和5脚间可外接电位器,以便调节其探测灵敏度。

前面大体描述过以两个信号判断是进入还是离开故使用两个HN911T。

将其分别命名为H1 和H2,并排排列在教室门口,其电路图如图6 所示。

设H1 靠门外侧,H2 靠门内侧。

有人进入时,必然先经过H1,在经过H2;而出门也必然先经过H2,再经过H1。

根据两个HN911 的1 脚高电平来临的先后次序,即可判断顾客是进还是出。

由于感应范围较宽,而两个红外传感器靠的较近,可以知道,它们有一部分重叠的感应区域,即有一定的时间范围内两个传感器同时输出高电平。

四、加减计数器74LS193因为要加减所以用74LS193构成加减计数器。

74LS193的特点:两个时钟输入端CPU 和CPD : 在RD=0、LD=1的条件下,CPD =1,计数脉冲从 CPU 输人,作加计数; CPU =1,计数脉冲从 CPD 输人,作减计数。

图 7 引脚图图 8 74LS193的功能表显示器普遍地用于直观地显示数字系统的运行状态和工作数据,按照材料及产品工艺,常用的显示器有: 发光二极管LED 显示器、液晶LCD 显示器、CRT 显示器等。

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