单片机湿度监控器

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1、I辽 宁 工 业 大 学单片机原理及接口技术 课程设计（论文）题目： 药品库湿度监控器设计 院（系）： 电气工程学院 专业班级： 电气101 学 号： 100303026 学生姓名： 郭永江 指导教师： 任国臣 起止时间：2013.06.24-2013.07.12本科生课程设计（论文）II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 100303026 学生姓名 郭永江 专业班级 电气101课程设计（论文）题目 药品库湿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湿度，湿度检测点 8 点，并配有 4

2、 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。主要设计内容：硬件电路设计：1. CPU 最小系统设计（包括 CPU 选择，晶振电路，复位电路）2. 传感器选择及接口电路设计3. 开关量输出接口及声光报警电路设计软件设计：1.编程程序流程图 2.程序清单编写进度计划第 1 天 查阅收集资料第 2 天 总体设计方案的确定第 4 天 CPU 最小系统设计第 5 天 传感器选择及其接口电路设计第 6 天 开关量输出接口及声光报警电路设计第 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

3、质量： 答辩： 总成绩： 指导教师签字： 年 月 日本科生课程设计（论文）III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湿度控制，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。关键词：AT89C51；A/D 转换器；键盘输入本科生课程设计（论文）IV目 录第 1 章 绪论 .11.1 药品库湿度监控器设计概况 .11.2 本文

4、研究内容 .1第 2 章 CPU 最小系统设计 .22.1 药品库湿度监控器总体设计方案 .22.2 CPU 的选择 .32.3 数据存储器扩展 .42.4 复位电路设计 .52.5 时钟电路设计 .62.6 CPU 最小系统图 .7第 3 章 药品库湿度监控器输入输出接口电路设计 .83.1 药品库湿度监控器传感器的选择 .83.2 药品库湿度监控器检测接口电路设计 .93.3 人机对话接口电路设计 .11第 4 章 药品库湿度监控器软件设计 .134.1 软件实现功能综述 .134.2 流程图设计 .134.3 原件清单 .16第 5 章 系统设计与分析 .175.1 系统原理图 .175

5、.2 系统原理综述 .185.3 程序清单 .18第 6 章 课程设计总结 .21参考 文献 .22本科生课程设计（论文）1第 1 章 绪论1.1 药品库湿度监控器设计概况我国在“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

6、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。本科生课程设计（论文）2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

7、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 系统组成框图因为要求对湿度进行测量显示，所以首先采用湿度传感器，将湿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

8、显示。若要求湿度被控制在设定值附近，则要求将实际测量湿度的信号与湿度的设定值( 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。测量的湿度可以与另一个设定的湿度上限比较器相比较，当湿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，这些技术相互联系，相互交叉共同作用于此项任务。湿度检测多 路开关人机对讲电路湿度传感器单片机最小系统 A/D 变换及显示电路湿度显示串行口 LED 显示开关量输出本科生课程设计（论文）3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

9、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 口为湿度监测引脚图 2.2 AT89C51 引脚图 P.01245679XTALRESNVC*本科生课程设计（论文）42.3 数据存储器扩展AT89C51 与存储器芯片 6116 的扩展扩展图如图

10、 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。GND01235678Q9STB*IOAEWCP.L(R)本科生课程设计（论文）

11、52.4 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

12、，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：图 2