單片機(jī)原理及接口技術(shù)課程設(shè)計(jì)藥品庫(kù)溫監(jiān)控器設(shè)計(jì)

1、遼 寧 工 業(yè) 大 學(xué)單片機(jī)原理及接口技術(shù) 課程設(shè)計(jì)（論文）題目： 藥品庫(kù)溫度監(jiān)控器設(shè)計(jì) 院（系）： 新能源學(xué)院 專業(yè)班級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 學(xué)生姓名： 張 指導(dǎo)教師： （簽字）起止時(shí)間：2016.06.20-2016.7.3 課程設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告的內(nèi)容及其文本格式1、課程設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告要求用A4紙排版，單面打印，并裝訂成冊(cè)2、頁邊距：上2.5cm，下2.5cm，左3cm，右2.5cm，頁眉1.5cm，頁腳1.75cm，左側(cè)裝訂；3、字體：一級(jí)標(biāo)題，小二號(hào)字、黑體、居中；二級(jí)，黑體小三、居左；三級(jí)標(biāo)題，黑體四號(hào)；正文文字，小四號(hào)字、宋體；4、行距：20磅行距；5、頁碼：底部居中，五號(hào)、黑體；6、對(duì)

2、圖題和圖中文字要求：圖題是5號(hào)黑體，在圖的下方居中圖中文字是5號(hào)宋體，參照?qǐng)D2.17、對(duì)表題和表中文字要求：表題是5號(hào)黑體，在表的上方居中表中文字是5號(hào)宋體，參照表2.1課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)及評(píng)語院（系）：電氣工程學(xué)院 教研室： 學(xué) 號(hào)131806049學(xué)生姓名張新雨專業(yè)班級(jí)光伏132課程設(shè)計(jì)（論文）題目藥品庫(kù)溫度監(jiān)控器設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)該控制器實(shí)時(shí)監(jiān)控藥品庫(kù)的溫度，溫度檢測(cè)點(diǎn)4點(diǎn)，并配有4個(gè)晶閘管輸出控制點(diǎn)，可控制加熱設(shè)備，溫度檢測(cè)范圍-1060，精度0.5。 設(shè)計(jì)任務(wù)：1. CPU最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)（包括CPU選擇，晶振電路，復(fù)位電路）2. 溫度傳感器選擇及模數(shù)轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)3. 開關(guān)量輸出

3、電路以及電源電路設(shè)計(jì)4 程序流程圖設(shè)計(jì)及程序清單清編寫技術(shù)參數(shù)：1溫度監(jiān)測(cè)點(diǎn)4個(gè)，溫度檢測(cè)范圍-1060，精度0.52工作電源220V設(shè)計(jì)要求：1、分析系統(tǒng)功能，選擇合適的單片機(jī)及傳感器，模擬量檢測(cè)電路設(shè)計(jì)等；2、應(yīng)用專業(yè)繪圖軟件繪制硬件電路圖和軟件流程圖；3、按規(guī)定格式，撰寫、打印設(shè)計(jì)說明書一份，其中程序開發(fā)要有詳細(xì)的軟件設(shè)計(jì)說明，詳細(xì)闡述系統(tǒng)的工作過程，字?jǐn)?shù)應(yīng)在4000字以上。進(jìn)度計(jì)劃第1天 查閱收集資料第2天 總體設(shè)計(jì)方案的確定第3-4天 CPU最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)第5天 溫度傳感器選擇及模數(shù)轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)第6天開關(guān)量輸出電路設(shè)計(jì)第7天 程序流程圖設(shè)計(jì)第8天 軟件編寫與調(diào)試第9天 設(shè)計(jì)說明書完成第

4、10天 答辯指導(dǎo)教師評(píng)語及成績(jī) 平時(shí)： 論文質(zhì)量： 答辯： 總成績(jī)： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日注：成績(jī)：平時(shí)20% 論文質(zhì)量60% 答辯20% 以百分制計(jì)算摘 要本系統(tǒng)以AT89C51單片機(jī)為主控器，通過擴(kuò)展A/D接口，鍵盤輸入，數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)顯示以及系統(tǒng)報(bào)警等相關(guān)設(shè)備實(shí)現(xiàn)多路數(shù)據(jù)采集和監(jiān)測(cè)的原理與結(jié)構(gòu)。本設(shè)計(jì)為藥品庫(kù)房提供了精確的溫度度控制，更有利于藥品的長(zhǎng)期存儲(chǔ)。實(shí)踐證明，系統(tǒng)設(shè)計(jì)是可行的，并且系統(tǒng)性能可靠, 實(shí)時(shí)性好, 實(shí)用性強(qiáng)。該系統(tǒng)對(duì)于實(shí)現(xiàn)機(jī)務(wù)段的科學(xué)管理、保證檢修質(zhì)量、降低檢修成本都起到了關(guān)鍵的作用。本文對(duì)藥品庫(kù)溫度監(jiān)控器在硬件方面關(guān)鍵詞：AT89C51；A/

5、D轉(zhuǎn)換器；鍵盤輸入目 錄第1章 緒論11.1 藥品庫(kù)溫度監(jiān)控器概況11.2 本文研究?jī)?nèi)容1第2章 CPU最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)22.1 藥品庫(kù)濕度監(jiān)控器總體設(shè)計(jì)方案22.2 CPU的選擇32.3 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展4圖2.3 AT89C51與存儲(chǔ)器芯片6116的擴(kuò)展圖42.4 復(fù)位電路設(shè)計(jì)52.5 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)62.6 CPU最小系統(tǒng)圖7第3章 藥品庫(kù)溫度監(jiān)控器輸入輸出接口電路設(shè)計(jì)83.1 藥品庫(kù)溫度監(jiān)控器傳感器的選擇83.2 藥品庫(kù)溫度監(jiān)控器檢測(cè)接口電路設(shè)計(jì)93.2.1 A/D轉(zhuǎn)換器選擇9 模擬量檢測(cè)接口電路圖103.3 藥品庫(kù)溫度監(jiān)控器輸出接口電路設(shè)計(jì)103.4 人機(jī)對(duì)話接口電路設(shè)計(jì)11第4章 藥品庫(kù)溫

6、度監(jiān)控器軟件設(shè)計(jì)134.1 軟件實(shí)現(xiàn)功能綜述134.2 流程圖設(shè)計(jì)13 主程序流程圖設(shè)計(jì)13 模擬量檢測(cè)流程圖設(shè)計(jì)144.3 程序清單16第5章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析195.1 系統(tǒng)原理圖195.2 系統(tǒng)原理綜述205.3 硬件仿真圖205.4 軟件調(diào)試結(jié)果20第6章 課程設(shè)計(jì)總結(jié)21參考文獻(xiàn)22第1章 緒論1.1 藥品庫(kù)溫度監(jiān)控器概況我國(guó)在“開辦藥品批發(fā)企業(yè)驗(yàn)收實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)(試行)”里的規(guī)定-企業(yè)有適宜藥品分類保管和符合藥品儲(chǔ)存要求的常溫庫(kù)、陰涼庫(kù)、冷庫(kù)。這就需要企業(yè)要有相關(guān)的在線監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)來保證達(dá)到藥品儲(chǔ)存規(guī)定的濕度要求。為了更好地測(cè)量、控制濕度影響藥品儲(chǔ)存的因素,本文設(shè)計(jì)了以AT89C51單片機(jī)

7、為控制器的智能測(cè)控系統(tǒng),通過該系統(tǒng)可以對(duì)環(huán)境濕度等觀測(cè)值進(jìn)行自動(dòng)控制和適時(shí)監(jiān)測(cè),并利用聲音和燈光進(jìn)行越限報(bào)警及相應(yīng)的處理。藥品庫(kù)的建立對(duì)于建立國(guó)家的節(jié)約型戰(zhàn)略計(jì)劃具有積極意義，有效的降低了儲(chǔ)存藥品過程中的成本，同時(shí)還保證了藥品的安全，所以本次設(shè)計(jì)還是具有實(shí)際意義的。1.2 本文研究?jī)?nèi)容系統(tǒng)以AT89C51單片機(jī)為主控器，通過擴(kuò)展A/D接口，鍵盤輸入，數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)顯示以及系統(tǒng)報(bào)警等相關(guān)設(shè)備實(shí)現(xiàn)多路數(shù)據(jù)采集和監(jiān)測(cè)的原理與結(jié)構(gòu)。濕度檢測(cè)點(diǎn)8點(diǎn)，并配有4個(gè)晶閘管輸出控制點(diǎn)，可控制加濕設(shè)備，濕度檢測(cè)范圍0%RH95%RH，精度3%RH。單片機(jī)最小系統(tǒng)由復(fù)位電路、晶振電路組成。本設(shè)計(jì)為藥品庫(kù)房提供了精確

8、的濕度控制，更有利于藥品的長(zhǎng)期存儲(chǔ)。本次是設(shè)計(jì)實(shí)時(shí)監(jiān)控藥品庫(kù)濕度的控制器。系統(tǒng)以AT89C51單片機(jī)為主控器，通過A/D轉(zhuǎn)換器將藥品庫(kù)的溫度轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)信號(hào)，單片機(jī)AT89C51將數(shù)據(jù)處理，然后經(jīng)過擴(kuò)展6264靜態(tài)數(shù)據(jù)隨機(jī)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)，之后用LED（發(fā)光二極管顯示器）將數(shù)據(jù)顯示以及系統(tǒng)報(bào)警等相關(guān)設(shè)備實(shí)現(xiàn)多路數(shù)據(jù)采集和監(jiān)測(cè)的原理與結(jié)構(gòu)。本次設(shè)計(jì)要求有濕度監(jiān)測(cè)點(diǎn)8個(gè)，并配有4個(gè)晶閘管輸出控制點(diǎn)，可控制加濕設(shè)備，其中濕度范圍為0%RH95%RH，精度3%RH。設(shè)計(jì)包括單片機(jī)CPU最小系統(tǒng)（包括CPU的選擇、復(fù)位電路、晶振電路等）、傳感器選擇及接口電路設(shè)計(jì)、開關(guān)量輸出接口及聲光報(bào)警電路設(shè)計(jì)。目的通過實(shí)現(xiàn)溫

9、度的監(jiān)測(cè)和控制的自動(dòng)化來為藥品庫(kù)提供精確的濕度控制，以確保藥品的長(zhǎng)期存儲(chǔ)和藥品本身的安全性。第2章 CPU最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1 藥品庫(kù)濕度監(jiān)控器總體設(shè)計(jì)方案為完成上述系統(tǒng)功能，選擇和設(shè)計(jì)電源電路、晶振電路、復(fù)位電路、顯示電路、接口電路、傳感器電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、開關(guān)量輸出電路。就此設(shè)計(jì)的核心模塊來說，單片機(jī)就是設(shè)計(jì)的中心單元，所以此系統(tǒng)也是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的一種應(yīng)用。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)也是有硬件和軟件組成。硬件包括單片機(jī)、輸入/輸出設(shè)備、以及外圍應(yīng)用電路等組成的系統(tǒng)，軟件是各種工作程序的總稱。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的研制過程包括總體設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)等幾個(gè)階段。其系統(tǒng)組成框圖如圖2.1所示。溫度檢測(cè)多

10、 路開關(guān)人機(jī)對(duì)講電路 溫度傳感器 單 片 機(jī) 最 小 系 統(tǒng) A/D變換及顯示電路溫度顯示串行口LED顯示開關(guān)量輸出圖2.1 過程層原理框圖因?yàn)橐髮?duì)溫度進(jìn)行測(cè)量顯示，所以首先采用溫度傳感器，將溫度變化轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)，并通過放大、濾波后送A/D轉(zhuǎn)換器變成數(shù)字信號(hào)，然后進(jìn)行譯碼顯示。若要求溫度被控制在設(shè)定值附近，則要求將實(shí)際測(cè)量溫度的信號(hào)與溫度的設(shè)定值(基準(zhǔn)電壓)進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果（輸出狀態(tài)）來驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)地控制、調(diào)節(jié)系統(tǒng)的濕度。測(cè)量的溫度可以與另一個(gè)設(shè)定的濕度上限比較器相比較，當(dāng)溫度超過上限濕度值時(shí)，比較器產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)輸出。該系統(tǒng)還是集網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和匯

11、編語言程序設(shè)計(jì)于一體的工程，這些技術(shù)相互聯(lián)系，相互交叉共同作用于此項(xiàng)任務(wù)。本次設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是為了實(shí)現(xiàn)機(jī)務(wù)設(shè)備檢修數(shù)據(jù)采集。設(shè)備數(shù)據(jù)采集部分要求采集的數(shù)據(jù)分三類：1. 開關(guān)量的檢測(cè)；2. 脈沖量的檢測(cè)；3. 模擬量的檢測(cè)。2.2 CPU的選擇根據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容，本設(shè)計(jì)選擇AT89C51。硬件的核心選用Atmel公司產(chǎn)生的AT89C51單片機(jī)。它是一種低功耗、低電壓、高性能的8位微控處理器，具有8K在系統(tǒng)可編程FLASH存儲(chǔ)器，采用的工藝是Atmel允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器；P0口控制引腳，P3口為濕度監(jiān)測(cè)引腳。如圖2.2所示。圖2.2 AT89C51引腳圖2.3 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展A

12、T89C51與存儲(chǔ)器芯片6116的擴(kuò)展，擴(kuò)展圖如圖2.3所示：圖2.3 AT89C51與存儲(chǔ)器芯片6116的擴(kuò)展圖如上圖所示，通過線選法實(shí)現(xiàn)了6116擴(kuò)展成的2KB數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器,6116的地址線A0A7與AT89C51地址線的P0.0P0.7對(duì)應(yīng)相連，6116的A8A10與AT89C51的P2.1P2.3相連，6116的地址線與數(shù)據(jù)總線P0.0P0.7對(duì)應(yīng)相連， 6116的輸出允許控制線連在一起與AT89C51的P3.7連在一起，6116的片選信號(hào)OE非與AT89C51的地址線的P3.6相連。2.4 復(fù)位電路設(shè)計(jì)時(shí)鐘電路單片機(jī)在開機(jī)時(shí)都需要復(fù)位，以便于中央處理器以及其他功能部件都處于一個(gè)確定的初

13、始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開始工作。單片機(jī)的復(fù)位后時(shí)靠外部電路實(shí)現(xiàn)的，再時(shí)鐘電路工作后，只要在單片機(jī)的RST引腳時(shí)出現(xiàn)24個(gè)時(shí)鐘振蕩脈沖以上的高電平，單片機(jī)便可以實(shí)現(xiàn)初始化狀態(tài)復(fù)位。51單片機(jī)的RST引腳是復(fù)位信號(hào)的輸入端。例如AT89C51單片機(jī)時(shí)鐘頻率為12MHZ，則復(fù)位脈沖寬度至少應(yīng)該為1us.當(dāng)AT89C51系列單片機(jī)的復(fù)位引腳RST出現(xiàn)2個(gè)機(jī)器周期以上的高電平時(shí)，單片機(jī)就執(zhí)行復(fù)位操作。如果RST持續(xù)為高電平，單片機(jī)就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)。根據(jù)應(yīng)用的要求，復(fù)位操作通常有兩種基本形式：上電復(fù)位和上電或開關(guān)復(fù)位，上電復(fù)位要求接通電源后，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作。圖中電容C4和電阻R5對(duì)電源+5V來說構(gòu)成微分

14、電路。上電后，保持RST一段電平時(shí)間，由于單片機(jī)內(nèi)的等效電阻作用，不用圖中電阻R5也能達(dá)到上電復(fù)位的操作功能。上電或開關(guān)復(fù)位要求電源接通后，單片機(jī)自動(dòng)復(fù)位，并且再單片機(jī)運(yùn)行時(shí)間，用開關(guān)操作也能確定使單片機(jī)復(fù)位。常用的是上電或開關(guān)復(fù)位電路時(shí)上電后，由于C4的充電和反門作用時(shí)RST持續(xù)一段時(shí)間的高電平。當(dāng)單片機(jī)已在運(yùn)行當(dāng)中時(shí)，按下復(fù)位鍵SW10復(fù)位操作使單片機(jī)進(jìn)入初始化狀態(tài)，其中使程序計(jì)數(shù)器PC=0000H，這表明程序從0000H地址單元開始執(zhí)行，單片機(jī)冷機(jī)啟動(dòng)后，片內(nèi)RAM為隨機(jī)值。運(yùn)行中復(fù)位操作不改變片內(nèi)RAM區(qū)中的內(nèi)容，復(fù)位電路采用按鈕電平復(fù)位電路如圖2.4所示：圖2.4 按鈕電平復(fù)位電路2

15、.5 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)時(shí)鐘電路是用來產(chǎn)生AT89C51單片機(jī)工作時(shí)所必須的時(shí)鐘信號(hào)，AT89C51本身就是一個(gè)復(fù)雜的同步時(shí)序電路，為保證工作方式的實(shí)現(xiàn)，AT89C51在唯一的時(shí)鐘信號(hào)的控制下嚴(yán)格的按時(shí)執(zhí)行指令進(jìn)行工作，時(shí)鐘的頻率影響單片機(jī)的速度和穩(wěn)定性。通常時(shí)鐘由于兩種形式：內(nèi)部時(shí)鐘和外部時(shí)鐘。我們系統(tǒng)采用內(nèi)部時(shí)鐘方式來為系統(tǒng)提供時(shí)鐘信號(hào)。AT89C51內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反向放大器，該放大器的輸入輸出引腳為XTAL1和XTAL2，他們跨接在晶體振蕩器的用于微調(diào)的電容，便構(gòu)成了一個(gè)自激勵(lì)振蕩器。電路中的C1,C2的選擇在30PF左右，但電容太小會(huì)影響振蕩的頻率，穩(wěn)定性和快速性。晶振頻率

16、為在1.2MHZ12MHZ之間，頻率越高單片機(jī)的速度就越快，但對(duì)存儲(chǔ)器要求就高。為了提高穩(wěn)定性我們采用溫度穩(wěn)定性好的HUMIREL電容，采用晶振頻率為12MHZ。本次系統(tǒng)的時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)如圖2.5: 圖2.5 時(shí)鐘電路圖2.6 CPU最小系統(tǒng)圖CPU最小系統(tǒng)圖如圖2.6所示:圖2.6最小系統(tǒng)圖第3章 藥品庫(kù)溫度監(jiān)控器輸入輸出接口電路設(shè)計(jì)3.1 藥品庫(kù)溫度監(jiān)控器傳感器的選擇在自然界中，凡是有水和生物的地方，在其周圍的大氣里總是含有或多或少的水汽。大氣中含有水汽的多少，表示大氣中的干、濕程度，用濕度來表示，也就是說，濕度表示大氣干濕程度的物理量。 大氣濕度有兩種表示方法：絕對(duì)濕度與相對(duì)濕度。 絕對(duì)濕

17、度 絕對(duì)濕度表示單位體積空氣里所含水汽的質(zhì)量，其表示為 :=MVV (3.1)式中：被測(cè)空氣的絕對(duì)（g/m3，mg/m3）； MV被測(cè)空氣中水汽的質(zhì)量（g，mg）； V被測(cè)空氣的體積（m3）。 相對(duì)濕度： 相對(duì)濕度是氣體的絕對(duì)濕度（V）與同一溫度下，水蒸汽已達(dá)到飽和的氣體的絕對(duì)濕度（W）之比，常用%RH來表示。即相對(duì)濕度=PVPW×100%RH (3.2)式中：PV待測(cè)氣體的水汽分壓； pw同一溫度下水蒸汽的飽和水汽壓。濕度傳感器HS1101是基于獨(dú)特工藝設(shè)計(jì)的電容元件，這些相對(duì)濕度傳感器可以大批量生產(chǎn)。可以應(yīng)用于辦公室自動(dòng)化，車廂內(nèi)空氣質(zhì)量控制，家電，工業(yè)控制系統(tǒng)等。它有以下幾個(gè)顯

18、著的特點(diǎn)：1、全互換性，在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下不需校正 2、長(zhǎng)時(shí)間飽和下快速脫濕 3、可以自動(dòng)化焊接，包括波峰或水浸 4、高可靠性與長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定性 5、專利的固態(tài)聚合物結(jié)構(gòu) 6、可用于線性電壓或頻率輸出回路 7、快速反應(yīng)時(shí)間3.2 藥品庫(kù)溫度監(jiān)控器檢測(cè)接口電路設(shè)計(jì)3.2.1 A/D轉(zhuǎn)換器選擇A/D轉(zhuǎn)換部分是整個(gè)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，這一部分處理不好，會(huì)使得整個(gè)設(shè)計(jì)毫無意義。ADC0808/0809系列是現(xiàn)今速度最快的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，采樣速率在1GSPS以上，通常稱為“閃爍式”ADC。它由電阻分壓器、比較器、緩沖器及編碼器四種分組成這種結(jié)構(gòu)的ADC所有位的轉(zhuǎn)換同時(shí)完成，其轉(zhuǎn)換時(shí)間主取決于比較器的開關(guān)速度、編碼器的傳輸時(shí)

19、間延遲等。片內(nèi)有多路模擬開關(guān)及通道地址譯碼及鎖存電路，可對(duì)多路模擬信號(hào)進(jìn)行采集與轉(zhuǎn)換；片內(nèi)配置了三態(tài)輸出數(shù)據(jù)緩沖器，提供了與微處理器兼容接口；ADC0808的最大不可調(diào)誤差小于+1/2LSB，而ADC0809為+1LSB。缺點(diǎn)是：并行比較式A/D轉(zhuǎn)換的抗干擾能力差，由于工藝限制，其分辨率一般不高于8位。ADCO809與89C51單片機(jī)對(duì)接電路如圖3.2所示：圖3.2 ADC0809與89C51單片機(jī)對(duì)接電路3.2.2 模擬量檢測(cè)接口電路圖模擬量檢測(cè)接口電路圖如圖3.3所示：圖3.3 模擬量檢測(cè)接口電路圖3.3 藥品庫(kù)溫度監(jiān)控器輸出接口電路設(shè)計(jì)鍵盤與顯示器接口設(shè)計(jì)(1)鍵盤接口設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用4&

20、#215;4非編碼鍵盤，運(yùn)用可編程芯片AT98C51控制鍵盤掃描。在該設(shè)計(jì)的鍵盤接口電路中，89C51的P1.0P1.3口接鍵盤的行，P1.4P1.5口接鍵盤的列。在89C51初始化時(shí)，把P1.4P1.7口設(shè)為輸出口，把P1.0P1.3口設(shè)為輸出口，通過非編碼鍵盤的行掃描發(fā)進(jìn)行掃描得到鍵碼值。當(dāng)PC口輸出全部為低電平時(shí)，若無鍵按下，則P1.4P1.7口輸入全是高電平；若有鍵按下，P1.4P1.7口必須有一個(gè)輸入為低電平。圖3.4 單片機(jī)與鍵盤的接口電路3.4 人機(jī)對(duì)話接口電路設(shè)計(jì)（2） 顯示器接口設(shè)計(jì) 此設(shè)計(jì)的顯示器接口電路采用共陰極LED數(shù)碼管，該顯示器件由八個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成，通過不同的組合

21、可以顯示09，AF及小數(shù)點(diǎn)。數(shù)碼管的公共端相當(dāng)于一個(gè)總開關(guān)，一般稱為位碼開關(guān)，當(dāng)它為高時(shí)，數(shù)碼管全滅；當(dāng)它為低時(shí)，根據(jù)發(fā)光二極管的狀態(tài)，高電平，該段亮；低電平，該段不亮。輸出一個(gè)斷碼就可以控制LED顯示器的字形。a,b,c,d,分別對(duì)應(yīng)4個(gè)管腳。連接圖如圖3.5所示：圖3.5 單片機(jī)和LED接線圖第4章 藥品庫(kù)溫度監(jiān)控器軟件設(shè)計(jì)4.1 軟件實(shí)現(xiàn)功能綜述根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)簡(jiǎn)要說明軟件要完成的任務(wù)等等該系統(tǒng)軟件主要由主程序、中斷子程序、數(shù)據(jù)采集與A /D轉(zhuǎn)換子程序、顯示子程序、報(bào)警子程序等模塊組成,因?yàn)镃語言編寫的軟件易于實(shí)現(xiàn)模塊化,生成的機(jī)器代碼質(zhì)量高、可讀性強(qiáng)、移植好,所以本系統(tǒng)的軟件采用C語言編寫

22、。系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)的功能:1) 通過LCD 顯示濕度值;2) 比較監(jiān)測(cè)到的濕度值和報(bào)警設(shè)置值,發(fā)現(xiàn)超限則蜂鳴器報(bào)警提示;3）系統(tǒng)定期把相關(guān)濕度數(shù)據(jù)通過串行通信傳給上位機(jī)PC機(jī)。3) 根據(jù)相應(yīng)的濕度值控制濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng)運(yùn)行。4）顯示子程序?qū)γ看斡蓚鞲衅魉杉臄?shù)值經(jīng)量化處理后所得到的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行顯示。5）報(bào)警子程序是當(dāng)出現(xiàn)異常情況時(shí)輸出報(bào)警信號(hào)4.2 流程圖設(shè)計(jì)4.2.1 主程序流程圖設(shè)計(jì)用監(jiān)控器可無人值班,在線實(shí)時(shí)24小時(shí)連續(xù)的采集和記錄監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的濕度變化情況，以數(shù)字、圖形和圖像等多種方式進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示和記錄存儲(chǔ)監(jiān)測(cè)信息，監(jiān)測(cè)點(diǎn)為8個(gè)?？稍O(shè)定監(jiān)控點(diǎn)位的濕度報(bào)警上下限值，當(dāng)出現(xiàn)被監(jiān)控點(diǎn)位數(shù)據(jù)異常時(shí)可自動(dòng)發(fā)

23、出報(bào)警信號(hào)。上傳報(bào)警信息并進(jìn)行本地及遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，系統(tǒng)可在不同時(shí)刻同志不同的值班人員先用濕度傳感器檢測(cè)出藥品庫(kù)內(nèi)的濕度,讀取成功后顯示在監(jiān)視器內(nèi),然后監(jiān)視器會(huì)和程序內(nèi)的設(shè)定值,即濕度檢測(cè)范圍0%RH95%RH，若不在其范圍之內(nèi),則監(jiān)控器會(huì)發(fā)生報(bào)警,使值班人員來處理藥品庫(kù)內(nèi)的濕度,可用加濕裝備對(duì)藥品庫(kù)加濕,或者降低藥品庫(kù)內(nèi)的濕度;報(bào)警1.2秒,若沒有超過限度,也延遲1.2秒,然后重新檢測(cè)濕度,循環(huán)下去.如圖4.1：NNYY 讀取成功 是否超限 返回 開始讀取溫度值 顯示數(shù)據(jù) 延時(shí)1.2S 報(bào)警信號(hào) SHT10通訊重啟動(dòng)圖4.1 主程序流程圖設(shè)計(jì)4.2.2 模擬量檢測(cè)流程圖設(shè)計(jì)溫度量模擬量信號(hào)的處理包

24、括回路斷線檢測(cè)、數(shù)字濾波、誤差補(bǔ)償、數(shù)據(jù)有效性合理性判斷、標(biāo)度換算、梯度計(jì)算、越復(fù)限判斷及越限報(bào)警，最后經(jīng)格式化處理后存入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)一般由數(shù)據(jù)輸入通道、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)輸出及顯示這五個(gè)部分組成。輸入通道要實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)對(duì)象的檢測(cè)、采樣和信號(hào)轉(zhuǎn)換等工作。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理要用存儲(chǔ)器把采集到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)起來，建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)，并進(jìn)行管理和調(diào)用。數(shù)據(jù)處理就是從采集到的原始數(shù)據(jù)中，刪除干擾噪聲、無關(guān)信息和不必要的信息，提取出反映被測(cè)對(duì)象特征的重要信息。另外，就是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，以便于檢索；或者把數(shù)據(jù)恢復(fù)成原來的物理量形式。如圖4.2所示：NY 開始地址指針賦值置起始通道數(shù)啟動(dòng)A/

25、D讀取A/D數(shù)據(jù)修改通道數(shù)允許輸出通過P0口讀出12位 轉(zhuǎn)換結(jié)果存入緩沖轉(zhuǎn)換返回圖4.2 模擬量檢測(cè)流程圖4.3 程序清單(1)總程序MOVX A,DPTR JB ACC.0,LONE MOV A, #00HLONE: JB ACC.1, LTWO MOV A, #04H AJMP LK1LTWO: JB ACC.2, LTHR MOV A, #08H AJMP LKPLTHR: JB ACC.3, NEXT MOV A, #0CH LKP: ADD A, R4 PUSH ACC LK3: ACALL DELAY1ACALL SK1JNZ LK3POP ACCLJMP KEY1NEXT: IN

26、C R4 MOV A,R2 JNB ACC.7,KEND RL A MOV R2,A AJMP LK4KEND: AJMP KEY1KST：MOV DPTR，#0040H MOV A，#00H MOVX DPTR,A MOV DPTR,#0041H MOVX A,DPTR CPL A ANL A,#0FH RETDELAY1: MOV R0,#3 D1: MOV R1,#255 DJNZ R1,$ DJNZ R0,D1 RETDELAY2: MOV R0,#3 D2: MOV R1,#128 DJNZ R1,$ DJNZ R0,D2 KEY1: ACALL KS1 JNZ LK1 ACALL

27、DELAY1 AJMP KEY1 JNZ LK2 ACALL DELAY2 AJMP KEY1 LK4: MOV DPTR,#0041H MOV A,R2(2)顯示器程序DIR: MOV DPTR,#0040H MOV A,#4EH MOVX DPTR,A MOV R0，#DISBUF MOV R5，#0FEH MOV R4，#4DIR1：MOV A,#40H MOV DPTR,#0403H MOVX DPTR,ADIR0: MOV A,R0 MOV DPTR,#TAB MOVC A,A+DPTR MOV DPTR,#0402H MOVX DPTR,A RL A MOV R5，ALCALL D

28、ELAY INC R0 DJNZ R4，DIR0 RET DELAY: MOV R7,#3 DELAY1: MOV R6,#255 DJNZ R6,$ DJNZ R7,DELAY1 RET TAB: DB 3FH, 06H, 5BH, 4FH DB 66H, 6DH, 7DH, 07H DB 7FH, 6FH, 77H, 7CH DB 39H, 5EH, 79H, 71H(3)PC機(jī)與單片機(jī)AT89C51的串行通信初始化程序 ORG 0000H AJMP START ORG 0023H LJMP S&RORG 0100H START: MOV TMOD,#20H MOV PCON,#0

29、0H MOV TL1，#0FDH MOV TH1，#0FDH SETB EA CLR TI SETB ES MOV SCON,#50H SJMP $ S&R: MOVC RI JCREIVE SJMP SENDRECIVE: MOV A, SBUF CLR RI CJNE A,#52H,RE MOV A,#59H MOV SBUF,A SJMP ENDTRRE: MOV R1，A INC R1 SJMP ENDTRSEND: MOV A,R0 MOV SBUF,A JNB TI,$ CLR TI INC TI第5章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析5.1 系統(tǒng)原理圖圖5.1系統(tǒng)原理圖5.2 系統(tǒng)原理綜述

30、TA89C51單片機(jī)為主控器件，以濕度傳感器，LCD顯示屏外部器件的針對(duì)藥品庫(kù)房的濕度檢測(cè)與控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用相關(guān)傳感器采集數(shù)據(jù)，用單片機(jī)AT89C51處理數(shù)據(jù)把信息通過LCD顯示屏顯示出來，還可以通過單片機(jī)的通用串行接口把數(shù)據(jù)信息傳遞給PC機(jī)保留分析。系統(tǒng)還提供濕度控制信號(hào)，并且可以自動(dòng)控制和手動(dòng)控制。第6章 課程設(shè)計(jì)總結(jié)課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)我們綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，發(fā)現(xiàn)、提出、分析和解決實(shí)際問題，鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié),是對(duì)我們學(xué)生實(shí)際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過程。 這次單片機(jī)課程設(shè)計(jì)我們歷時(shí)一個(gè)星期，從理論到實(shí)踐，學(xué)到了很多的東西。同時(shí)不僅鞏固了以前所學(xué)過的知識(shí)，而且還學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識(shí)。通過這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在這次課程設(shè)計(jì)后我發(fā)現(xiàn)自己在一點(diǎn)一滴的努力中對(duì)單片機(jī)的興趣也在逐漸增加。這次的課程設(shè)計(jì)還讓我學(xué)會(huì)了如何去培養(yǎng)我們的創(chuàng)新精神，從而不斷地戰(zhàn)勝自己，超越自己。更重要的是，我在這一設(shè)計(jì)過程中，學(xué)會(huì)了堅(jiān)持不懈，不輕言放棄。