基于單片機(jī)的課堂簽到系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1、j o ur nal of baoji u niver sit y of a rt s and science s ( nat ural science) ,vol . 27 ,no . 1 ,pp . 67269 ,mar . 20073基于單片機(jī)的課堂簽到系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)雷金莉 ,張偉 ,李永博(寶雞文理學(xué)院 電氣系 ,陜西 寶雞 721007)摘 要 :目的 為方便教師統(tǒng)計(jì)學(xué)生的出勤情況 ,設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)課堂簽到系統(tǒng) 。方法 通過分析課堂 簽到系統(tǒng)的功能 , 采 用 發(fā) 光 二 極 管 和 光 敏 二 極 管 構(gòu) 成 了 光 電 傳 感 器 電 路 , 完 成 學(xué) 生 學(xué) 號(hào) 的 識(shí) 別 ,

2、以 a t89c51 單片機(jī) 、存儲(chǔ)器芯片和顯示器為核心來實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng) 。結(jié)果 給出了課堂簽到系統(tǒng)的硬件電路 設(shè)計(jì)圖和軟件設(shè)計(jì)流程圖 。結(jié)論 該系統(tǒng)可以完成到課學(xué)生信息的統(tǒng)計(jì) ,同時(shí) ,也能統(tǒng)計(jì)出未到學(xué)生的 信息 ,極大的提高了教師的工作效率 。關(guān)鍵詞 :光電傳感器 ;單片機(jī) ;簽到 ;存儲(chǔ) ;顯示中圖分類號(hào) : t p23文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 : a文章編號(hào) :100721261 (2007) 0120067203design and real ization of lesson checksystem based on single chip microcomputerl ei j i n2li ,

3、z ha n g wei ,l i yo ng2bo(dep t . elect ro nics. & elect . engn. ,baoji u niv. a rt s & sci . ,baoji 721007 , shaa nxi ,china)abstract : aimthe le sso n c heck i n sy st e m wa s de si gned a nd realized ,its suit e d t eac hers co nve n2af t e r t he a nal ysi s of t he syst e m f unctio n , it wa

4、 s reco g2ie nce to c heck o ut t he a b se nt ee s. methodsnize d t he st ude nt number t hat t he ci rc uit of p ho toelect ric t ra n sduce r a dop t e d l ed a nd p ho to dio de . thele sso n c heck i n sy st e m i s mai nl y realize d o n si ngle chip microco mp ut e r a t89c51 , me mo r y chip

5、 a nd di sp la y ci rcuit . results the ha r dwa re ci rc uit a nd sof t wa re f lo w c ha r t of t he le sso n c heck i n syst e m we re give n . concl usion wit h t he help of t hi s sy st e m , t eache r s will be a ble to k no w t he st ude nt s i n2 fo r matio n o n dut y a nd c heck o ut t he

6、a b se nt ee s , w hich will hi ghl y e nha nce t he wo r k efficie ncy.key words :p ho toelect ric t ra n sducer ; si ngle c hip microco mp ut er ; c heck i n ; sto ra ge ; di sp la y目前大多數(shù)高校里 ,大都采用大班 ( 合班) 上課 ,統(tǒng)計(jì)學(xué)生出勤成了教師的一大難題 。針對(duì)這 一問題 ,設(shè)計(jì)了一個(gè)課堂簽到系統(tǒng) ,以減輕教師的 負(fù)擔(dān) ,提高上課效率 。1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想課堂簽到系統(tǒng)采用插卡的方法 ,系統(tǒng)的組成 結(jié)構(gòu)

7、圖如圖 1 所示 。其中卡可以采用一些廢舊的電話卡或其它卡來制作 。根據(jù)學(xué)生的學(xué)號(hào)在卡上打上與其對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制的孔 ,利用光電傳感器 ,將 卡號(hào)轉(zhuǎn)化為學(xué)號(hào) ,送入單片機(jī)進(jìn)行識(shí)別 、存儲(chǔ)和顯 示 ,完成學(xué)生的簽到 。另外 ,系統(tǒng)中還設(shè)置了顯示未到學(xué)生學(xué)號(hào)的功能 1 ,2 。圖 1 系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖2系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)課堂簽到系統(tǒng)的硬件部分可分為三大部分 , 即插卡部分 、存儲(chǔ)部分和顯示部分 。其中 ,插卡部 分通過自制光電傳感器來實(shí)現(xiàn)卡號(hào)的采集 ,存儲(chǔ) 部分采用常用的 sra m6264 來實(shí)現(xiàn) ,顯示部分采 用單片機(jī)的串口驅(qū)動(dòng) l ed 數(shù)碼管 。本系統(tǒng)設(shè)計(jì) 中 ,單片機(jī) 采用 a tm el 公 司的

8、 a t89c51 單片3 收稿日期 : 2006211207 ,修回日期 :2006211225 . e2mail :ji nli_lei 126 . co m作者簡介 : 雷金莉 ( 19792) ,女 ,陜西高陵人 ,碩士研究生 ,研究方向 :智能控制技術(shù).顯示學(xué)號(hào)插卡單片機(jī)(讀卡 ,識(shí)別 和顯示)光 電 轉(zhuǎn) 換存儲(chǔ)68寶雞文理學(xué)院學(xué)報(bào) (自然科學(xué)版)2007 年機(jī) ,它是一種低功耗 、高速的八位 cmo s 芯片 ,片內(nèi)含有 4 kb fla sh ro m ,128 字節(jié) ra m ,工作電 壓范圍為 2 . 76 v (實(shí)際使用 + 5 v 供電) ,32 條 i/ o 線 ,2

9、個(gè) 16 位定時(shí)/ 計(jì)數(shù)器和 5 個(gè)中斷源等資 源 ?？梢院芊奖愕膶?shí)現(xiàn)鍵盤 、顯示 、a/ d 轉(zhuǎn)換 、d/a 轉(zhuǎn)換以及控制輸出接口 3 ,4 。2 . 1 插卡電路插卡電路通過自制光電傳感器 5 實(shí)現(xiàn) 。為了 節(jié)省成本 ,本系統(tǒng)中采用發(fā)光二極管和普通光敏 二極管構(gòu)成了光電傳感器電路 ,電路圖如圖 2 所示 。由八個(gè)高亮發(fā)光二極管 、普通光敏二極管和 電阻構(gòu)成簡單的光電傳感器 。發(fā)光二極管和光敏 二極管成對(duì)相向橫裝在有機(jī)玻璃插槽孔中 。學(xué)生 手持簽到卡上的預(yù)制孔與此插槽孔位置對(duì)應(yīng) ,用 卡片上 預(yù) 制 孔 的 組 合 形 態(tài) 構(gòu) 成 二 進(jìn) 制 編 碼 ( 卡碼) 。電路中反向連接的光敏二極管

10、與排阻用來 產(chǎn)生單片機(jī)可識(shí)別的二進(jìn)制代碼 ,分壓電線與單 片機(jī) p1 口八線相 連 。經(jīng) 測試 , 在 普 通室 內(nèi)燈 光 環(huán)境下 ,對(duì)應(yīng)無光照和有光照 2 種情況 ,分壓點(diǎn)處的電壓變化分別在 0 . 2 v 以下和 4 . 6 v 以上 ,滿足單片機(jī) i/ o 口的高低電平需要 。圖 2 插卡電路2 . 2存儲(chǔ)器電路存儲(chǔ)器部分采用 sra m6264 芯片實(shí)現(xiàn) ,6264 是 8 k8 位的靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器芯片 6 ,該芯片與 51 單片機(jī)的連接電路簡單 ,易于實(shí)現(xiàn) ,存儲(chǔ)空間最多 可以存放 8000 個(gè)學(xué)號(hào) ,足以滿足該系統(tǒng)的要求 。電路如圖 3 所示 。圖 3 6264 連接圖為同步時(shí)鐘輸

11、入端 ( t xd) ,為清除端 ; 220 電阻2 . 3顯示電路為對(duì)應(yīng) l ed 的限流電阻 79 。3系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)課堂簽到系統(tǒng)是在應(yīng)用程序軟件控制下實(shí)現(xiàn) 學(xué)生簽到 功 能 。本 系統(tǒng) 軟 件采 用模 塊化 結(jié) 構(gòu)編 制 ,系統(tǒng)控制軟件主要包括 : 主程序 、l ed 顯示子 程序 、讀卡和識(shí)別子程序 、存儲(chǔ)學(xué)號(hào)子程序以及缺 席者學(xué)號(hào)顯示子程序 ,主程序流程圖如圖 5 所示 。缺席者學(xué)號(hào)的顯示采用中斷方式實(shí)現(xiàn) ,中斷信號(hào)顯示電路在學(xué)生簽到時(shí)顯示簽到的學(xué)號(hào) ,并在簽到完成之后 ,循環(huán)顯示未到學(xué)生的學(xué)號(hào) 。學(xué) 生的學(xué)號(hào)通常只有后三位不同 ,所以本系統(tǒng)采用三位 l ed 數(shù)碼管來顯示 ,顯示接口

12、是通過擴(kuò)展單片機(jī)的串行口來實(shí)現(xiàn) 。采用 8 位串入并出的移位 寄存器 74l s164 擴(kuò)展了三個(gè)級(jí)聯(lián) 8 位并行輸出 口 ,如圖 4 所示 。74l s164 的 a 、b 為串行數(shù)據(jù)輸入端 ( r xd ) ; q0 q7 為 并行 數(shù) 據(jù)輸 出 端 ; cl k第 1 期雷金莉 等 基于單片機(jī)的課堂簽到系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)69來源于外部事件的觸發(fā) ,在本系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了一個(gè)開關(guān) ,作為顯示未到學(xué)生學(xué)號(hào)的中斷信號(hào) ,當(dāng)開關(guān) 閉合時(shí) ,循環(huán)顯示缺席者的學(xué)號(hào) ,中斷服務(wù)程序的 流程圖如圖 6 所示 。圖 6 中斷程序流程圖一學(xué)號(hào)時(shí) ,需提前在單片機(jī)中預(yù)置 。若教學(xué)班自 行編號(hào) ,則卡碼與片內(nèi)編碼一致 ,

13、無需更改 ,可多 班級(jí) 、長期反復(fù)使用 。學(xué)生手持的卡片 ( 簽到卡) 沒有特殊要求 ,手頭的廢舊卡片 (如電信卡) 即可 。 廢物利用 ,既不用學(xué)生花一分錢 ,又符合綠色環(huán)保 的設(shè)計(jì)理念 。該系統(tǒng)的硬件電路簡單 ,所用的電 子器件較少 ,故成本很低 。圖 4串口顯示電路參考文獻(xiàn) :章志勇 ,孫玉 . 基 于校園一卡通平臺(tái)的簽到 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與 實(shí) 現(xiàn) j . 電 腦 知 識(shí) 與 技 術(shù) , 2006 , 11 : 1902193 .張志平 ,姜曉峰 . 基于 web 的實(shí)驗(yàn)課簽到系統(tǒng)設(shè)計(jì) 與實(shí)現(xiàn) j . 蘇 州 大 學(xué) 學(xué) 報(bào) ( 工 科 版) , 2006 , 26 ( 2 ) :43245

14、 .胡海學(xué) . 單片機(jī)原理及應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì) m . 北京 : 電 子工業(yè)出版社 ,2005 .張毅坤 , 陳善久 , 裘 雪紅 , 等 . 單片微型計(jì)算 機(jī)原理 及應(yīng)用 m . 西安 :西安電子科技大學(xué)出版社 ,1998 . 何勇 ,王生澤 . 光電傳感器及其應(yīng)用 m . 北京 : 化學(xué) 工業(yè)出版社 ,2004 .裘雪紅 , 顧新 , 侯伯 享 , 等 . 微型計(jì)算機(jī)原理 及接口 技術(shù) m . 西安 :西安電子科技大學(xué)出版社 ,2001 . 趙新民 . 智能儀器設(shè)計(jì)基礎(chǔ) m . 哈爾濱 : 哈爾濱工 業(yè)大學(xué)出版社 ,1999 . .于海生 , 潘松峰 , 于 培仁 , 等 . 微型計(jì)算機(jī)控 制技術(shù) m . 北京 :清華大學(xué)出版社 ,1999 .盧勝利 ,胡新宇 ,程森林 . 智能儀器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) m .重慶 :重慶大學(xué)出版社 ,2003 .薛均義 ,張彥斌 . mcs251/ 96 系列單片微型計(jì)算機(jī) 及應(yīng)用 m . 西安 :西安交通大學(xué)出版社 ,1999 .(編校 :李宗紅) 1 2 3 4 5 6 7 圖 5主程序流