19-单片机原理及接口技术课程设计(药品库温度监控器设计)

. ;. 辽辽 宁宁 工工 业业 大大 学学 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术 课程设计（论文）课程设计（论文） 题目：题目： 药品库温度监控器设计药品库温度监控器设计 院（系）：院（系）： 新能源学院新能源学院 专业班级：专业班级： 学学 号：号： 学生姓名：学生姓名： 张张 指导教师：指导教师： （签字） 起止时间：起止时间：2012016 6.06.20-201.06.20-2016 6.7.7.3 3 . ;. 课程设计（论文）报告的内容及其文本格式课程设计（论文）报告的内容及其文本格式 1、课程设计（论文）报告要求用 A4 纸排版，单面打印，并装订成册 2、页边距：上 2.5cm，下 2.5cm，左 3cm，右 2.5cm，页眉 1.5cm，页脚 1.75cm，左侧装 订； 3、字体：一级标题，小二号字、黑体、居中；二级，黑体小三、居左；三级标题，黑体 四号；正文文字，小四号字、宋体； 4、行距：20 磅行距； 5、页码：底部居中，五号、黑体； 6、对图题和图中文字要求：图题是 5 号黑体，在图的下方居中图中文字是 5 号宋体，参 照图 2.1 7、对表题和表中文字要求：表题是 5 号黑体，在表的上方居中表中文字是 5 号宋体，参 照表 2.1 . ;. 课程设计（论文）任务及评语课程设计（论文）任务及评语 院（系）：电气工程学院 教研室： 注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算 学 号131806049学生姓名张新雨专业班级光伏132 课程设计 （论文） 题目 药品库温度监控器设计药品库温度监控器设计 课程设计（论文）任务 该控制器实时监控药品库的温度，温度检测点 4 点，并配有 4 个晶闸管输出控制点， 可控制加热设备，温度检测范围-1060，精度 0.5。 设计任务：设计任务： 1. CPU 最小系统设计（包括 CPU 选择，晶振电路，复位电路） 2. 温度传感器选择及模数转换电路设计 3. 开关量输出电路以及电源电路设计 4 程序流程图设计及程序清单清编写 技术参数：技术参数： 1温度监测点 4 个，温度检测范围-1060，精度 0.5 2工作电源 220V 设计要求设计要求： 1、分析系统功能，选择合适的单片机及传感器，模拟量检测电路设计等； 2、应用专业绘图软件绘制硬件电路图和软件流程图； 3、按规定格式，撰写、打印设计说明书一份，其中程序开发要有详细的软件设计说明， 详细阐述系统的工作过程，字数应在 4000 字以上。 进度计划 第 1 天 查阅收集资料 第 2 天 总体设计方案的确定 第 3-4 天 CPU 最小系统设计 第 5 天 温度传感器选择及模数转换电路设计 第 6 天开关量输出电路设计 第 7 天 程序流程图设计 第 8 天 软件编写与调试 第 9 天 设计说明书完成 第 10 天 答辩 指导教师评语及成绩 平时： 论文质量： 答辩： 总成绩： 指导教师签字： 年 月 日 . ;. 摘 要 本系统以 AT89C51 单片机为主控器，通过扩展 A/D 接口，键盘输入，数据 处理，数据显示以及系统报警等相关设备实现多路数据采集和监测的原理与结构。 本设计为药品库房提供了精确的温度度控制，更有利于药品的长期存储。实践证 明，系统设计是可行的，并且系统性能可靠, 实时性好, 实用性强。该系统对于实 现机务段的科学管理、保证检修质量、降低检修成本都起到了关键的作用。 本文对药品库温度监控器在硬件方面 关键词：AT89C51；A/D 转换器；键盘输入 . ;. 目 录 第 1 章 绪论 .1 1.1 药品库温度监控器概况 .1 1.2 本文研究内容 .1 第 2 章 CPU 最小系统设计.2 2.1 药品库湿度监控器总体设计方案 .2 2.2 CPU 的选择 .3 2.3 数据存储器扩展 .4 图 2.3 AT89C51 与存储器芯片 6116 的扩展图 .4 2.4 复位电路设计 .5 2.5 时钟电路设计 .6 2.6 CPU 最小系统图 .7 第 3 章 药品库温度监控器输入输出接口电路设计 .8 3.1 药品库温度监控器传感器的选择 .8 3.2 药品库温度监控器检测接口电路设计 .9 3.2.1 A/D 转换器选择.9 3.2.2 模拟量检测接口电路图.10 3.3 药品库温度监控器输出接口电路设计 .10 3.4 人机对话接口电路设计 .11 第 4 章 药品库温度监控器软件设计 .13 4.1 软件实现功能综述 .13 4.2 流程图设计 .13 4.2.1 主程序流程图设计.13 4.2.2 模拟量检测流程图设计.14 4.3 程序清单 .16 第 5 章 系统设计与分析 .19 5.1 系统原理图 .19 5.2 系统原理综述 .20 . ;. 5.3 硬件仿真图 .20 5.4 软件调试结果 .20 第 6 章 课程设计总结 .21 参考文献 .22 . ;. 第 1 章 绪论 1.1 药品库温度监控器概况 我国在“开办药品批发企业验收实施标准(试行)”里的规定-企业有适宜药 品分类保管和符合药品储存要求的常温库、阴凉库、冷库。这就需要企业要有相 关的在线监测控制系统来保证达到药品储存规定的湿度要求。为了更好地测量、 控制湿度影响药品储存的因素,本文设计了以 AT89C51 单片机为控制器的智能测 控系统,通过该系统可以对环境湿度等观测值进行自动控制和适时监测,并利用声 音和灯光进行越限报警及相应的处理。药品库的建立对于建立国家的节约型战略 计划具有积极意义，有效的降低了储存药品过程中的成本，同时还保证了药品的 安全，所以本次设计还是具有实际意义的。 1.2 本文研究内容 系统以 AT89C51 单片机为主控器，通过扩展 A/D 接口，键盘输入，数据处 理，数据显示以及系统报警等相关设备实现多路数据采集和监测的原理与结构。 湿度检测点 8 点，并配有 4 个晶闸管输出控制点，可控制加湿设备，湿度检测范 围 0%RH95%RH，精度 3%RH。 单片机最小系统由复位电路、晶振电路组成。本设计为药品库房提供了精确 的湿度控制，更有利于药品的长期存储。 本次是设计实时监控药品库湿度的控制器。系统以 AT89C51 单片机为主控 器，通过 A/D 转换器将药品库的温度转换成数据信号，单片机 AT89C51 将数据 处理，然后经过扩展 6264 静态数据随机存储器存储，之后用 LED（发光二极管 显示器）将数据显示以及系统报警等相关设备实现多路数据采集和监测的原理与 结构。本次设计要求有湿度监测点 8 个，并配有 4 个晶闸管输出控制点，可控制 加湿设备，其中湿度范围为 0%RH95%RH，精度 3%RH。设计包括单片机 CPU 最小系统（包括 CPU 的选择、复位电路、晶振电路等）、传感器选择及接口电 路设计、开关量输出接口及声光报警电路设计。目的通过实现温度的监测和控制 的自动化来为药品库提供精确的湿度控制，以确保药品的长期存储和药品本身的 安全性。 . ;. 第 2 章 CPU 最小系统设计 2.1 药品库湿度监控器总体设计方案 为完成上述系统功能，选择和设计电源电路、晶振电路、复位电路、显示电 路、接口电路、传感器电路、A/D 转换电路、开关量输出电路。就此设计的核心 模块来说，单片机就是设计的中心单元，所以此系统也是单片机应用系统的一种 应用。单片机应用系统也是有硬件和软件组成。硬件包括单片机、输入/输出设 备、以及外围应用电路等组成的系统，软件是各种工作程序的总称。单片机应用 系统的研制过程包括总体设计、硬件设计、软件设计等几个阶段。 其系统组成框图如图 2.1 所示。 图 2.1 过程层原理框图 因为要求对温度进行测量显示，所以首先采用温度传感器，将温度变化转换 成相应的电信号，并通过放大、滤波后送 A/D 转换器变成数字信号，然后进行译 码显示。若要求温度被控制在设定值附近，则要求将实际测量温度的信号与温度 的设定值(基准电压)进行比较，根据比较结果（输出状态）来驱动执行机构，实 现自动地控制、调节系统的湿度。测量的温度可以与另一个设定的湿度上限比较 器相比较，当温度超过上限湿度值时，比较器产生报警信号输出。该系统还是集 网络通信技术、单片机技术、数据库技术和汇编语言程序设计于一体的工程，这 温度 检测 多 路 开关 人机对讲电路 温度传感器 单 片 机 最 小 系 统 A/D 变换及显示 电路 温度显示 串行口 LED 显 示 开关量输出 . ;. 些技术相互联系，相互交叉共同作用于此项任务。 本次设计的主要任务是为了实现机务设备检修数据采集。设备数据采集部分 要求采集的数据分三类：1. 开关量的检测；2. 脉冲量的检测；3. 模拟量的检测。 2.2 CPU 的选择 根据设计内容，本设计选择 AT89C51。硬件的核心选用 Atmel 公司产生的 AT89C51 单片机。它是一种低功耗、低电压、高性能的 8 位微控处理器，具有 8K 在系统可编程 FLASH 存储器，采用的工艺是 Atmel 允许程序存储器在系统可 编程，亦适于常规编程器；P0 口控制引脚，P3 口为湿度监测引脚。如图 2.2 所示。 图 2.2 AT89C51 引脚图 P3.0 10 P3.1 11 P3.2 12 P3.3 13 P3.4 14 P3.5 15 P3.6 16 P3.7 17 P2.0 21 P2.1 22 P2.3 24 P2.4 25 P2.5 26 P2.6 27 P2.7 28 P2.2 23 P0.7 32 P0.6 33 P0.5 34 P0.4 35 P0.3 36 P0.2 37 P0.1 38 P0.0 39 XTAL2 18 XTAL1 19 RESET 9 PSEN 29 ALE 30 EA 31 P1.0 1 P1.1 2 P1.2 3 P1.3 4 P1.4 5 P1.5 6 P1.6 7 P1.7 8 VCC 40 * AT89C51 . ;. 2.3 数据存储器扩展 AT89C51 与存储器芯片 6116 的扩展，扩展图如图 2.3 所示： 图 2.3 AT89C51 与存储器芯片 6116 的扩展图 如上图所示，通过线选法实现了 6116 扩展成的 2KB 数据存储器,6116 的地址 线 A0A7 与 AT89C51 地址线的 P0.0P0.7 对应相连，6116 的 A8A10 与 AT89C51 的 P2.1P2.3 相连，6116 的地址线与数据总线 P0.0P0.7 对应相连， 6116 的输出允许控制线连在一起与 AT89C51 的 P3.7 连在一起，6116 的片选信号 OE 非与 AT89C51 的地址线的 P3.6 相连。 2.4 复位电路设计 时钟电路单片机在开机时都需要复位，以便于中央处理器以及其他功能部件 都处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。单片机的复位后时靠外部 EA/VP 31 X1 19 X2 18 RESET 9 RD 17 WR 16 INT0 12 INT1 13 T0 14 T1 15 P10 1 P11 2 P12 3 P13 4 P14 5 P15 6 P16 7 P17 8 P00 39 P01 38 P02 37 P03 36 P04 35 P05 34 P06 33 P07 32 P20 21 P21 22 P22 23 P23 24 P24 25 P25 26 P26 27 P27 28 PSEN 29 ALE/P 30 TXD 11 RXD 10 U1 AT89C51 DI0 1 DO0 19 DI1 2 DO1 18 DI2 3 DO2 17 DI3 4 DO3 16 DI4 5 DO4 15 DI5 6 DO5 14 DI6 7 DO6 13 DI7 8 DO7 12 OE 9 STB 11 U3 8282 A0 8 A1 7 A2 6 A3 5 A4 4 A5 3 A6 2 A7 1 A8 23 A9 22 A10 19 E 18 G 20 W 21 D0 9 D1 10 D2 11 D3 13 D4 14 D5 15 D6 16 D7 17 U2 6116 A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A9 A10 A11 A12 A14 A15 A8 A13 A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 . . . . ;. 电路实现的，再时钟电路工作后，只要在单片机的 RST 引脚时出现 24 个时钟振 荡脉冲以上的高电平，单片机便可以实现初始化状态复位。51 单片机的 RST 引 脚是复位信号的输入端。例如 AT89C51 单片机时钟频率为 12MHZ，则复位脉冲 宽度至少应该为 1us. 当 AT89C51 系列单片机的复位引脚 RST 出现 2 个机器周期以上的高电平时， 单片机就执行复位操作。如果 RST 持续为高电平，单片机就处于循环复位状态。 根据应用的要求，复位操作通常有两种基本形式：上电复位和上电或开关复 位，上电复位要求接通电源后，自动实现复位操作。图中电容 C4 和电阻 R5 对电 源+5V 来说构成微分电路。上电后，保持 RST 一段电平时间，由于单片机内的等 效电阻作用，不用图中电阻 R5 也能达到上电复位的操作功能。 上电或开关复位要求电源接通后，单片机自动复位，并且再单片机运行时间， 用开关操作也能确定使单片机复位。常用的是上电或开关复位电路时上电后，由 于 C4 的充电和反门作用时 RST 持续一段时间的高电平。当单片机已在运行当中 时，按下复位键 SW10 复位操作使单片机进入初始化状态，其中使程序计数器 PC=0000H，这表明程序从 0000H 地址单元开始执行，单片机冷机启动后，片内 RAM 为随机值。运行中复位操作不改变片内 RAM 区中的内容，复位电路采用按 钮电平复位电路如图 2.4 所示： 图 2.4 按钮电平复位电路 2.5 时钟电路设计 时钟电路是用来产生 AT89C51 单片机工作时所必须的时钟信号，AT89C51 本身就是一个复杂的同步时序电路，为保证工作方式的实现，AT89C51 在唯一的 时钟信号的控制下严格的按时执行指令进行工作，时钟的频率影响单片机的速度 和稳定性。通常时钟由于两种形式：内部时钟和外部时钟。 我们系统采用内部时钟方式来为系统提供时钟信号。AT89C51 内部有一个用 22uF C4 100 R4 1KR5 SW10 传传 VCC RST . ;. 于构成振荡器的高增益反向放大器，该放大器的输入输出引脚为 XTAL1 和 XTAL2，他们跨接在晶体振荡器的用于微调的电容，便构成了一个自激励振荡器。 电路中的 C1,C2 的选择在 30PF 左右，但电容太小会影响振荡的频率，稳定 性和快速性。晶振频率为在 1.2MHZ12MHZ 之间，频率越高单片机的速度就越 快，但对存储器要求就高。为了提高稳定性我们采用温度稳定性好的 HUMIREL 电容，采用晶振频率为 12MHZ。 本次系统的时钟电路设计如图 2.5: 图 2.5 时钟电路图 30pF C2 30pF C1 12 Y1 XTAL2 XTAL1 . ;. 2.6 CPU 最小系统图 CPU 最小系统图如图 2.6 所示: 图 2.6 最小系统图 第 3 章 药品库温度监控器输入输出接口电路设计 3.1 药品库温度监控器传感器的选择 在自然界中，凡是有水和生物的地方，在其周围的大气里总是含有或多或少 的水汽。大气中含有水汽的多少，表示大气中的干、湿程度，用湿度来表示，也 就是说，湿度表示大气干湿程度的物理量。 大气湿度有两种表示方法：绝对湿度与相对湿度。 绝对湿度 绝对湿度表示单位体积空气里所含水汽的质量， 其表示为 : (3.1) = 式中： 被测空气的绝对（g/m3，mg/m3）； 被测空气中水汽的质量（g，mg）； V被测空气的体积（m3）。 EA/VP 31 X1 19 X2 18 RESET 9 RD 17 WR 16 INT0 12 INT1 13 T0 14 T1 15 P10 1 P11 2 P12 3 P13 4 P14 5 P15 6 P16 7 P17 8 P00 39 P01 38 P02 37 P03 36 P04 35 P05 34 P06 33 P07 32 P20 21 P21 22 P22 23 P23 24 P24 25 P25 26 P26 27 P27 28 PSEN 29 ALE/P 30 TXD 11 RXD 10 U1 8031 R? RES1 R? RES1 C? CAP C2 30pF C1 30pF S? SW-PB Y VCC VCC . . . . ;. 相对湿度： 相对湿度是气体的绝对湿度（）与同一温度下，水蒸汽已达 到饱和的气体的绝对湿度（）之比，常用%RH 来表示。 即相对湿度= (3.2) () 100% 式中：待测气体的水汽分压； 同一温度下水蒸汽的饱和水汽压。 湿度传感器 HS1101 是基于独特工艺设计的电容元件，这些相对湿度传感器 可以大批量生产。可以应用于办公室自动化，车厢内空气质量控制，家电，工业 控制系统等。它有以下几个显著的特点： 1、全互换性，在标准环境下不需校正 2、长时间饱和下快速脱湿 3、可以自动化焊接，包括波峰或水浸 4、高可靠性与长时间稳定性 5、专利的固态聚合物结构 6、可用于线性电压或频率输出回路 7、快速反应时间 3.2 药品库温度监控器检测接口电路设计 3.2.1 A/D 转换器选择 A/D 转换部分是整个设计的关键，这一部分处理不好，会使得整个设计毫无 意义。ADC0808/0809 系列是现今速度最快的模/数转换器，采样速率在 1GSPS 以上，通常称为“闪烁式”ADC。它由电阻分压器、比较器、缓冲器及编码器四 种分组成这种结构的 ADC 所有位的转换同时完成，其转换时间主取决于比较器 的开关速度、编码器的传输时间延迟等。片内有多路模拟开关及通道地址译码及 锁存电路，可对多路模拟信号进行采集与转换；片内配置了三态输出数据缓冲器， 提供了与微处理器兼容接口；ADC0808 的最大不可调误差小于+1/2LSB，而 . ;. ADC0809 为+1LSB。缺点是：并行比较式 A/D 转换的抗干扰能力差，由于工艺限 制，其分辨率一般不高于 8 位。ADCO809 与 89C51 单片机对接电路如图 3.2 所 示： 图 3.2 ADC0809 与 89C51 单片机对接电路 3.2.2 模拟量检测接口电路图 模拟量检测接口电路图如图 3.3 所示： EA/VP 31 X1 19 X2 18 RESET 9 RD 17 WR 16 INT0 12 INT1 13 T0 14 T1 15 P10 1 P11 2 P12 3 P13 4 P14 5 P15 6 P16 7 P17 8 P00 39 P01 38 P02 37 P03 36 P04 35 P05 34 P06 33 P07 32 P20 21 P21 22 P22 23 P23 24 P24 25 P25 26 P26 27 P27 28 PSEN 29 ALE/P 30 TXD 11 RXD 10 U? AT89c51 ALE 40 START 41 A2 42 A1 43 A0 44 D0 45 D1 46 D2 47 D3 48 D4 49 D5 50 D6 51 D7 52 IN0 53 IN1 54 IN2 55 IN3 56 IN4 57 IN5 58 IN6 59 IN7 60 REF+ 61 REF- 62 CLK 63 EOC 64 OE 65 JP? ADC0809 OC 1 C 11 1D 3 1Q 2 2D 4 2Q 5 3D 7 3Q 6 4D 8 4Q 9 5D 13 5Q 12 6D 14 6Q 15 7D 17 7Q 16 8D 18 8Q 19 SN74LS373 VCC 1 J0 传传传 1 J1 传传传 1 J2 传传传 1 J3 传传传 . . . . ;. ALE 40 START 41 A2 42 A1 43 A0 44 D0 45 D1 46 D2 47 D3 48 D4 49 D5 50 D6 51 D7 52 IN0 53 IN1 54 IN2 55 IN3 56 IN4 57 IN5 58 IN6 59 IN7 60 REF+ 61 REF- 62 CLK 63 EOC 64 OE 65 JP? ADC0809 . . . . EA/VP 31 X1 19 X2 18 RESET 9 RD 17 WR 16 INT0 12 INT1 13 T0 14 T1 15 P10 1 P11 2 P12 3 P13 4 P14 5 P15 6 P16 7 P17 8 P00 39 P01 38 P02 37 P03 36 P04 35 P05 34 P06 33 P07 32 P20 21 P21 22 P22 23 P23 24 P24 25 P25 26 P26 27 P27 28 PSEN 29 ALE/P 30 TXD 11 RXD 10 AT89C51 1 2 3 AND U? BUFFER NOR NOR NOR R? RES1 -vcc +vcc 1 2 +5 -5 . . . 图 3.3 模拟量检测接口电路图 3.3 药品库温度监控器输出接口电路设计 键盘与显示器接口设计 (1)键盘接口设计 本设计采用 44 非编码键盘，运用可编程芯片 AT98C51 控制键盘扫描。在 该设计的键盘接口电路中，89C51 的 P1.0P1.3 口接键盘的行，P1.4P1.5 口接 键盘的列。在 89C51 初始化时，把 P1.4P1.7 口设为输出口，把 P1.0P1.3 口设 为输出口，通过非编码键盘的行扫描发进行扫描得到键码值。当 PC 口输出全部 为低电平时，若无键按下，则 P1.4P1.7 口输入全是高电平；若有键按下， P1.4P1.7 口必须有一个输入为低电平。 . ;. EA/VP 31 X1 19 X2 18 RESET 9 RD 17 WR 16 INT0 12 INT1 13 T0 14 T1 15 P10 1 P11 2 P12 3 P13 4 P14 5 P15 6 P16 7 P17 8 P00 39 P01 38 P02 37 P03 36 P04 35 P05 34 P06 33 P07 32 P20 21 P21 22 P22 23 P23 24 P24 25 P25 26 P26 27 P27 28 PSEN 29 ALE/P 30 TXD 11 RXD 10 U? AT89c51 . . S5 SW-PB S4 SW-PB S2 SW-PB S0 SW-PB S9 SW-PB S7 SW-PB S6 SW-PB S1 SW-PB SB SW-PB SA SW-PB S8 SW-PB S3 SW-PB SF SW-PB SE SW-PB SC SW-PB SD SW-PB R1R2R3R4 VCC . . 图 3.4 单片机与键盘的接口电路 3.4 人机对话接口电路设计 （2） 显示器接口设计 此设计的显示器接口电路采用共阴极 LED 数码管，该显示器件由八个发光 二极管构成，通过不同的组合可以显示 0 9，A F 及小数点。数码管的公共端相 当于一个总开关，一般称为位码开关，当它为高时，数码管全灭；当它为低时， 根据发光二极管的状态，高电平，该段亮；低电平，该段不亮。输出一个断码就 可以控制 LED 显示器的字形。a,b,c,d,分别对应 4 个管脚。连接图如图 3.5 所示： . ;. 图 3.5 单片机和 LED 接线图 EA/VP 31 X1 19 X2 18 RESET 9 RD 17 WR 16 INT0 12 INT1 13 T0 14 T1 15 P10 1 P11 2 P12 3 P13 4 P14 5 P15 6 P16 7 P17 8 P00 39 P01 38 P02 37 P03 36 P04 35 P05 34 P06 33 P07 32 P20 21 P21 22 P22 23 P23 24 P24 25 P25 26 P26 27 P27 28 PSEN 29 ALE/P 30 TXD 11 RXD 10 U1 AT89c51 . A 7 B 1 C 2 D 6 B1 4 LT 3 RB1 5 a 13 b 12 c 11 d 10 e 9 f 15 g 14 U? 7446 a bf c g d e DPY 1 2 3 4 5 6 7 a b c d e f g 8 dp dp DS? DPY_7-SEG_DP a bf c g d e DPY 1 2 3 4 5 6 7 a b c d e f g 8 dp dp DS? DPY_7-SEG_DP a bf c g d e DPY 1 2 3 4 5 6 7 a b c d e f g 8 dp dp DS? DPY_7-SEG_DP a bf c g d e DPY 1 2 3 4 5 6 7 a b c d e f g 8 dp dp DS? DPY_7-SEG_DP VCC . . . . ;. 第 4 章 药品库温度监控器软件设计 4.1 软件实现功能综述 根据设计任务简要说明软件要完成的任务等等该系统软件主要由主程序、中 断子程序、数据采集与A /D转换子程序、显示子程序、报警子程序等模块组成, 因为C语言编写的软件易于实现模块化,生成的机器代码质量高、可读性强、移植 好,所以本系统的软件采用C语言编写。系统软件实现的功能: 1) 通过LCD 显示湿度值; 2) 比较监测到的湿度值和报警设置值,发现超限则蜂鸣器报警提示; 3）系统定期把相关湿度数据通过串行通信传给上位机PC机。 3) 根据相应的湿度值控制湿度调节系统运行。 4）显示子程序对每次由传感器所采集的数值经量化处理后所得到的标准值 进行显示。 5）报警子程序是当出现异常情况时输出报警信号 4.2 流程图设计 4.2.1 主程序流程图设计 用监控器可无人值班,在线实时24小时连续的采集和记录监测点位的湿度变 化情况，以数字、图形和图像等多种方式进行实时显示和记录存储监测信息，监 测点为8个。可设定监控点位的湿度报警上下限值，当出现被监控点位数据异常 时可自动发出报警信号。上传报警信息并进行本地及远程监测，系统可在不同时 刻同志不同的值班人员 先用湿度传感器检测出药品库内的湿度,读取成功后显示在监视器内,然后监 视器会和程序内的设定值,即湿度检测范围0%RH95%RH，若不在其范围之内, 则监控器会发生报警,使值班人员来处理药品库内的湿度,可用加湿装备对药品库 加湿,或者降低药品库内的湿度;报警1.2秒,若没有超过限度,也延迟1.2秒,然后重 新检测湿度,循环下去.如图4.1： . ;. 图4.1 主程序流程图设计 4.2.2 模拟量检测流程图设计 温度量模拟量信号的处理包括回路断线检测、数字滤波、误差补偿、数据 有效性合理性判断、标度换算、梯度计算、越复限判断及越限报警，最后经格 式化处理后存入实时数据库。 数据采集系统一般由数据输入通道、数据存储与管理、数据处理、数据输 出及显示这五个部分组成。输入通道要实现对被测对象的检测、采样和信号转 换等工作。数据存储与管理要用存储器把采集到的数据存储起来，建立相应的 数据库，并进行管理和调用。数据处理就是从采集到的原始数据中，删除干扰 噪声、无关信息和不必要的信息，提取出反映被测对象特征的重要信息。另外， 就是对数据进行统计分析，以便于检索；或者把数据恢复成原来的物理量形式。 如图4.2所示： N N Y Y 读取成功 是否超限 返回 开始 读取温度值 显示数据 延时 1.2S 报警信号 SHT10 通讯重启动 . ;. 图4.2 模拟量检测流程图 N Y 开始 地址指针赋值置起 始通道数 启动 A/D 读取 A/D 数据 修改通道数 允许输出 通过 P0 口读出 12 位 转换结果存入缓冲 转换 返回 . ;. 4.3 程序清单 (1)总程序 KST：MOV DPTR，#0040H MOV A，#00H MOVX DPTR,A MOV DPTR,#0041H MOVX A,DPTR CPL A ANL A,#0FH RET DELAY1: MOV R0,#3 D1: MOV R1,#255 DJNZ R1,$ DJNZ R0,D1 RET DELAY2: MOV R0,#3 D2: MOV R1,#128 DJNZ R1,$ DJNZ R0,D2 KEY1: ACALL KS1 JNZ LK1 ACALL DELAY1 AJMP KEY1 JNZ LK2 ACALL DELAY2 AJMP KEY1 LK4: MOV DPTR,#0041H MOV A,R2 (2)显示器程序 MOVX A,DPTR JB ACC.0,LONE MOV A, #00H LONE: JB ACC.1, LTWO MOV A, #04H AJMP LK1 LTWO: JB ACC.2, LTHR MOV A, #08H AJMP LKP LTHR: JB ACC.3, NEXT MOV A, #0CH LKP: ADD A, R4 PUSH ACC LK3: ACALL DELAY1 ACALL SK1 JNZ LK3 POP ACC LJMP KEY1 NEXT: INC R4 MOV A,R2 JNB ACC.7,KEND RL A MOV R2,A AJMP LK4 KEND: AJMP KEY1 . ;. DIR: MOV DPTR,#0040H MOV A,#4EH MOVX DPTR,A MOV R0，#DISBUF MOV R5，#0FEH MOV R4，#4 DIR1：MOV A,#40H MOV DPTR,#0403H MOVX DPTR,A DIR0: MOV A,R0 MOV DPTR,#TAB MOVC A,A+DPTR MOV DPTR,#0402H MOVX DPTR,A RL A MOV R5，A LCALL DELAY 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 机与单片机 AT89C51 的串行通信初始化程序 ORG 0000H . ;. AJMP START ORG 0023H LJMP S. 第 5 章 系统设计与分析 5.1 系统原理图 图 5.1 系统原理图 EA/VP 31 X1 19 X2 18 RESET 9 RD 17 WR 16 INT0 12 INT1 13 T0 14 T1 15 P10 1 P11 2 P12 3 P13 4 P14 5 P15 6 P16 7 P17 8 P00 39 P01 38 P02 37 P03 36 P04 35 P05 34 P06 33 P07 32 P20 21 P21 22 P22 23 P23 24 P24 25 P25 26 P26 27 P27 28 PSEN 29 ALE/P 30 TXD 11 RXD 10 U1 AT89c51 . A 7 B 1 C 2 D 6 B1 4 LT 3 RB1 5 a 13 b 12 c 11 d 10 e 9 f 15 g 14 U? 7446 a bf c g d e DPY 1 2 3 4 5 6 7 a b c d e f g 8 dp dp DS? DPY_7-SEG_DP a bf c g d e DPY 1 2 3 4 5 6 7 a b c d e f g 8 dp dp DS? DPY_7-SEG_DP a bf c g d e DPY 1 2 3 4 5 6 7 a b c d e f g 8 dp dp DS? DPY_7-SEG_DP a bf c g d e DPY 1 2 3 4 5 6 7 a b c d e f g 8 dp dp DS? DPY_7-SEG_DP VCC . . . U? OR U? OR SPEAKER U? NOT U? NAND C? CAP C? CAP Y? CRYSTAL R? RES1 R? RES1 C? CAP VCC SW-PB VCC RES1 NPN1 VCC VCC RG 1 -IN 2 +IN 3 -VS 4 RG 5 +VS 6 OUT 7 REF 8 AD620 . . . . U? OR IN-0 26 msb2-1 21 2-2 20 IN-1 27 2-3 19 2-4 18 IN-2 28 2-5 8 2-6 15 IN-3 1 2-7 14 lsb2-8 17 IN-4 2 EOC 7 IN-5 3 ADD-A 25 IN-6 4 ADD-B 24 ADD-C 23 IN-7 5 ALE 22 ref(-) 16 ENABLE 9 START 6 ref(+) 12 CLOCK 10 ADC0809 VCC +5 -5 R? RES1 VCC VCC 1 2 J? CON2 VCC . . . . ;. 5.2 系统原理综述 TA89C51 单片机为主控器件，以湿度传感器，LCD