商場客流量計數(shù)導(dǎo)購系統(tǒng)

1、目錄前言2第一章設(shè)計任務(wù)31.1基本要求31.2系統(tǒng)總體要求31.3用戶需求總示意圖4第二章方案論證與比較42.1單片機的選擇42.2語音芯片的選擇52.3顯示模塊的選擇6第三章系統(tǒng)硬件框圖設(shè)計73.1最小系統(tǒng)設(shè)計框圖73.2驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計框圖8第四章系統(tǒng)硬件設(shè)計84.1單片機最小系統(tǒng)電路84.2驅(qū)動LCD液晶顯示電路94.3激光檢測電路104.4 WT588語音播報電路10第五章系統(tǒng)軟件設(shè)計115.1 系統(tǒng)軟件流程圖11整個系統(tǒng)軟件運行流程如下圖：115.2 系統(tǒng)軟件程序說明12第六章測試與結(jié)果126.1 測試儀器和材料126.2測試結(jié)果126.3測試記錄136.4測試分析綜合136.5系統(tǒng)的

2、優(yōu)化14第七章設(shè)計總結(jié)14附錄：151.系統(tǒng)實物及PCB圖：152.系統(tǒng)C程序的源碼：163.參考文獻23前言目前絕大數(shù)商場都采用傳統(tǒng)的進出口系統(tǒng)或者根本沒有，并且關(guān)于顧客在某個季節(jié)對某些商品的喜好與需求沒有一個科學(xué)合理的統(tǒng)計調(diào)查，造成一些商品銷售庫存、另一些商品銷售短缺的尷尬局面，商場客源減少卻沒有及時了解，不利于商場的最佳運營。但如果專門安排人員去調(diào)研這方面，不僅浪費資源、影響耽誤顧客購物，而且得出的結(jié)果不一定準確。鑒于此，設(shè)計一個自動檢測商場進入顧客的總?cè)藬?shù)，現(xiàn)在還有多少人在商場內(nèi)，對顧客進入商場購物表示歡迎的科學(xué)系統(tǒng)是很有利用價值的，其中檢測可以采用激光傳感器。激光按能量分類，用于此處

3、的傳感器應(yīng)屬于第一類激光，是無公害激光。因采用能量不高的激光，對人的身體不會造成傷害，可以放心的使用商場進出口處作檢測用。另外隨著激光技術(shù)的發(fā)展，特別是在軍事上，一種強度高的激光可以穿透較厚的鋼板甚至是更為硬的東西，它的威力遠比子彈的威力大的多,將來有可能會有更多的激光槍出現(xiàn)戰(zhàn)斗中；還有激光通信也是比較先進的技術(shù)，它較無線通信更穩(wěn)定，傳輸數(shù)據(jù)時不易被盜??；激光用在循跡機器人身上，讓機器人在循跡的時候更穩(wěn)定，不易出現(xiàn)路線尋找錯誤，例如清華大學(xué)參加的飛思卡爾機器人設(shè)計大賽就是用激光代替普通的紅外檢測技術(shù)來實現(xiàn)機器人的循跡路線，因為激光的強度比紅外線要高，不易受外界光線的干擾；還有一些常見的利用激光

4、制造的工具,例如激光雕刻機,激光切割機,激光打標機,激光打印機。第一章 設(shè)計任務(wù)1.1基本要求1、設(shè)計雙激光傳感器檢測電路，分別監(jiān)測進入、走出商場的顧客；2、再設(shè)計出單片機最小系統(tǒng)，用來接收信號、計數(shù)處理和發(fā)出指令；3、最后設(shè)計出語音播報（帶穩(wěn)壓的）電路，接收單片機指令，對進出商場的顧客表示問候。1.2系統(tǒng)總體要求1、采用合理的傳感器采集商場內(nèi)人員的流動情況；2、能夠統(tǒng)計進入商場的人數(shù)，離開商場的人數(shù)，當前商場還剩余的人數(shù)，統(tǒng)計的數(shù)字在LCD1602顯示；3、當顧客進入商場時，語音播報“歡迎第N位顧客”；4、當顧客離開商場時，語音播報“謝謝光顧”之類的語音；5、隨機抽取幸運顧客并語音播報該顧客

5、是幸運顧客以及獲獎獎品；6、導(dǎo)購，對不熟悉商場結(jié)構(gòu)的顧客以提示，例如：一樓食品，二樓服飾等；1.3用戶需求總示意圖第二章 方案論證與比較2.1單片機的選擇方案一:選擇8031單片機芯片8031芯片內(nèi)部無ROM,需要外擴程序存儲器,由此造成電路焊接的困難,況且使用8031還需要另外購買其他的芯片,從而造成成本較高,性價比低。方案二: 選擇AT89C52 AT89C52芯片內(nèi)部有ROM,且片內(nèi)ROM全部采用Flash ROM,它能于3V的超低壓工作,與MCS-51系列單片機完全兼容。結(jié)合實際，選擇AT89C52單片機來設(shè)計。2.2語音芯片的選擇方案一：采用APR9600語音芯片臺灣公司最新推出的A

6、PR9600語音錄放芯片，是繼美國ISD公司以后采用模擬存儲技術(shù)的又一款音質(zhì)好、噪音低、不怕斷電、可反復(fù)錄放的新型語音電路，單片電路可錄放32-60秒，串行控制時可分256段以上，并行控制時最大可分8段。它較ISD系列語音芯片易于控制且價格也較便宜。方案二：采用WT588語音芯片WT588系列語音芯片是中國廣州唯創(chuàng)科技有限公司中國臺灣華邦共同研發(fā)出來的集單片機與語音電路與一體的可編輯語音芯片?？煽刂频恼Z音地址位能達到220個，每個地址位里能加載可組合語音為128段，總共28160段語音，足以應(yīng)對商場的巨大客流量。其特點：1、 支持2M32M的SPI-Flash內(nèi)存，播放時長較大；2、 內(nèi)嵌DS

7、P高速音頻處理器，處理速度快；3、 內(nèi)置13Bit/DA轉(zhuǎn)換器，以及12Bit/PWM輸出，音質(zhì)好；4、 可通過專業(yè)上位機操作軟件，隨意組合語音；5、 USB下載方式，支持在線下載/脫機下載，即便在WT588通電的情況下，也一樣可以正常下載數(shù)據(jù)到SPI-Flash；6、 抗干擾能力強，可用于公共或者工業(yè)場合。由于本系統(tǒng)要求很多的語音段、高速處理和抗干擾能力強等要求，所以選擇WT588作為語音播報的主控芯片。2.3顯示模塊的選擇            方案一:LCD數(shù)碼管液晶顯

8、示,由單片機驅(qū)動.它主要用來顯示大量數(shù)據(jù)、文字、圖形，能夠顯示的位數(shù)多，顯示得清晰多樣、美觀。方案二：點陣顯示，是由八行八列的發(fā)光二極管集成在一塊電路上組成，主要用來顯示漢字，同時也能顯示數(shù)字和少量圖象,但它的焊接較麻煩,價格高，鑒于所設(shè)計的題目要求它不切實際。所以排除此方案。方案三：LED數(shù)碼管靜態(tài)顯示，電路容易理解且驅(qū)動的程序簡單，多片七段譯碼器驅(qū)動顯示，這不僅增加了成本，還需要占用單片機多個I/O口，也給電路的焊接帶來一定的困難，因此不選用這種方案作為顯示模塊。方案四：采用LED數(shù)碼管動態(tài)掃描顯示，價格低廉，不僅減少了對I/O口的浪費，而且能夠同時驅(qū)動多個數(shù)碼管。其驅(qū)動程序容易編寫和理解

9、。當顯示內(nèi)容不太多，可以排除。經(jīng)過四種方案的比較以及本系統(tǒng)實際，由于該系統(tǒng)需要顯示兩個內(nèi)容，上述的LCD液晶顯示比較妥善，我們選擇性價比相對高的LCD1602液晶。 第三章 系統(tǒng)硬件框圖設(shè)計本系統(tǒng)采用以STC89C52系列單片機為控制中心，以及外圍供電、復(fù)位、晶振、MAX232構(gòu)成電頻轉(zhuǎn)換電路組成單片機最小系統(tǒng)電路，用AMS1117構(gòu)成的穩(wěn)壓模塊、WT588構(gòu)成的語音模塊以及雙激光組成的檢測模塊共同組成驅(qū)動系統(tǒng)電路，激光檢測信號傳送給單片機，單片機作出計數(shù)與判斷，給語音模塊發(fā)出播報相應(yīng)語音指令，同時讓LCD1602液晶顯示總?cè)藬?shù)與剩余人數(shù)。3.1最小系統(tǒng)設(shè)計框圖本部分主要包括供電電路、復(fù)位電路

10、、晶振電路、電頻轉(zhuǎn)換電路及單片機電路組成，框圖如下：圖1 單片機最小系統(tǒng)設(shè)計框圖3.2驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計框圖驅(qū)動系統(tǒng)部分主要由雙激光模塊電路和穩(wěn)壓語音模塊組成，框圖如下：圖二 驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計框圖第四章 系統(tǒng)硬件設(shè)計整個裝置主要由以下電路組成：STC89C52單片機最小系統(tǒng)、LCD1602液晶顯示驅(qū)動電路、激光檢測電路、WT588語音播報電路。4.1單片機最小系統(tǒng)電路單片機最小系統(tǒng)電路主要包括供電電路、復(fù)位電路、晶振電路、MAX232電頻轉(zhuǎn)換電路和STC89C52單片機電路組成，如圖：圖三 單片機最小系統(tǒng)電路圖4.2驅(qū)動LCD液晶顯示電路主要由16孔排座、1.8K電阻和0歐電路組成，如圖：圖四 LCD1

11、602液晶顯示驅(qū)動電路圖4.3激光檢測電路接進出激光傳感器的3孔排座2個、10K電阻2個、1K電阻2個、LED燈2個及信號輸出2孔排座1個組成激光檢測電路，如圖：圖五 激光檢測電路圖4.4WT588語音播報電路WT588語音播報電路包括：以AMS1117芯片為主控，C1、C2電容，R5電阻和LED組成的穩(wěn)壓供電模塊；以WT588芯片為核心，J5信號輸入雙孔排座和J4語音信號輸出雙孔排座。如圖：圖六WT588語音播報電路第五章 系統(tǒng)軟件設(shè)計5.1 系統(tǒng)軟件流程圖整個系統(tǒng)軟件運行流程如下圖：5.2 系統(tǒng)軟件程序說明對于同時有顧客分別從入口與出口處進出的情況，則計數(shù)變量沒有增加也沒有減少，但這種情況

12、可以忽略。只要有時間差別，語音均播報歡迎第多少位顧客。第六章 測試與結(jié)果6.1測試儀器和材料主要包括：5V輸出穩(wěn)壓電源、激光發(fā)送端、喇叭或音響、插線及固定膠布。6.2測試結(jié)果在PC上位機上用KEILVISION3軟件建立測試工程，用C語言編寫程序，通過正確設(shè)置，編譯生成.HEX文件，再通過正確的COM口用STC-ISP軟件將.HEX文件燒錄到系統(tǒng)中；用膠布將對準的兩對激光收發(fā)端平行固定，用5V的電源給激光發(fā)出端通電；對應(yīng)正確的原理圖與C程序編寫情況，將各個插線插好，并仔細檢查；再通電。測試初始，發(fā)現(xiàn)程序沒問題，卻不顯示。經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)單片機插針彎曲，有三個引腳沒插入插槽。糾正之后仍然不顯示，檢查

13、發(fā)現(xiàn)焊接時不小心將LCD顯示的兩個信號輸入線路連接在一起了，經(jīng)過清理成功顯示。通電模擬：當有人模擬進入商場，語音播報“歡迎第x 顧客”，LCD顯示商場中的人數(shù)和“Welcome！”；當有人模擬離開商場，LCD顯示商場中的人數(shù)和“Welcome！”。6.3測試記錄進入人數(shù)步出人數(shù)剩余人數(shù)備注（計數(shù)）備注（播報）101正常正常110正常正常211正常正常220正常正常321正常正常330正常正常642錯誤正常761正常正常6.4測試分析綜合通過反復(fù)的實驗論證，我們得出了八組實驗數(shù)據(jù)，但我們發(fā)現(xiàn)其中的一組數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常。經(jīng)過深入的探究，我們發(fā)現(xiàn)在設(shè)計系統(tǒng)時檢測門的尺寸考慮不周全，以至于檢測門的尺寸過大

14、，導(dǎo)致兩人或者多人同時進入，而造成系統(tǒng)誤判，得出錯誤的結(jié)果。6.5系統(tǒng)的優(yōu)化我們對檢測門的尺寸進行了修正，使通道在同一時間只能容下一人通過，從而避免同時進出而造成計數(shù)錯誤的可能。在編程階段，我們嘗試了兩種情況：一是用if語句實現(xiàn)進、出口的選擇，while語句實現(xiàn)計數(shù)功能。但在實際的測試中容易出現(xiàn)誤差，不夠精確。二是使用的外部中斷，使得外部觸發(fā)引起單片機的做出反應(yīng)，這樣就會大大的提高系統(tǒng)的精度，使系統(tǒng)更加的穩(wěn)定。最終我們選擇了中斷方式作為我們最終的程序選擇方案。第七章 設(shè)計總結(jié)經(jīng)過半個多月的時間奮戰(zhàn)，在指導(dǎo)老師的幫助下，我們進行了準備性基礎(chǔ)與原理的學(xué)習(xí)、設(shè)計方案與元器件選擇、系統(tǒng)各個模塊的框架設(shè)

15、計、電路Protel繪圖、PCB布線排版、刻板、焊接與硬件測試、程序編寫與燒錄 、模擬測試，終于將此設(shè)計完成。雖然時間很短，但我們在合肥求精電子公司的耐心教導(dǎo)與技術(shù)支持下，我的啟迪很大。這次的實習(xí)對我的人生有很大促進，讓我養(yǎng)成了認真思考、仔細探索的學(xué)習(xí)習(xí)慣。附錄：1.系統(tǒng)實物及PCB圖：2.系統(tǒng)C程序的源碼：/文件包含與定義操作*#include<at89x52.h>#include <intrins.h>#include<voice.h>#define uchar unsigned char#define uintunsigned intuchar cou

16、nt=210;sbit in=P23; /激光檢測入口接單片機24號引腳sbitout=P24; /激光檢測出口接單片機25號引腳ucharsegnum4=0,0,0,0;uchar sum=0,current_sum=0;typedef unsigned char BYTE;typedef unsigned int WORD;typedef bit BOOL ; sbit rs= P20;sbit rw = P21;sbit ep = P22;BYTE code dis1 = "welcome!"/延時子程序*delay1(BYTE ms) BYTE i;while(ms

17、-)for(i = 0; i< 250; i+)_nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); /測試LCD忙碌狀態(tài)*BOOL lcd_bz()BOOL result;rs = 0;/ 寄存器選擇，rs=0選擇指令寄存器 rw = 1;ep = 1;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();result = (BOOL)(P1 & 0x80);ep = 0;return result;/ 寫入指令數(shù)據(jù)到LCD*lcd_wcmd(BYTE cmd)while(lcd_bz();rs = 0;rw = 0;ep = 0;_nop_();_nop

18、_();P1 = cmd;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();ep = 1;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();ep = 0;/設(shè)定顯示位置*lcd_pos(BYTE pos)lcd_wcmd(pos | 0x80);/寫入字符顯示數(shù)據(jù)到LCD*lcd_wdat(BYTE dat)while(lcd_bz();rs = 1;rw = 0;ep = 0;P1 = dat;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();ep = 1;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();ep = 0;/LCD初始化設(shè)定*lcd_init()lcd_wcmd(0x38);delay1(1);lcd_wcmd(0x0c);delay1(1);lcd_wcmd(0x