药品库温度监控器设计课程设计(论文)(编辑修改稿)

药品库温度监控器设计课程设计(论文)(编辑修改稿)内容摘要：

图 按键电平复位 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 ~12MHZ 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 NPO 电容，采用晶振频率为 12MHZ。 本次系统的时钟电路设计如图 所示。 R E S E TS W P BV C CR12 00 ΩR21 K ΩC2 2u F 本科生课程设计（论文） 10 图 振荡电路 CPU 最小系统图 图 最小系统图 D7 Q7D6 Q6D5 Q5D4 Q4D3 Q3D2 Q2D1 Q1D0STB Q08282A7CEA6 A 10A5 A9A4 A8A3A2A1A0I / O 1I / O 2I / O 3I / O 4I / O 5WEI / O 6OEI / O 8I / O 061 1612345678 12131415161718191324567891011121314151621222319222339373836353433321617Y112 M H zR E S E TS W P BR120 0R21KC22 uFC130 P FC230 P FP 2. 0P 2. 1P 2. 2P 2. 3P 2. 4P 2. 5P 2. 6P 2. 7P 0. 0P 0. 1P 0. 2P 0. 3P 0. 4P 0. 5P 0. 6( W R )P 0. 7( R D )P S E NA L EX T A L 2R E S E TX T A L 189 C 51+5Y11 2 M H zC13 0 P FC23 0 P F 本科生课程设计（论文） 11 第 3章 药品库输入输出接口电路电路设计 DSl8B20 数字温度传感器的选择 目前，在工业控制的很多领域，温度监控普遍是利用热敏电阻组成的测温电路，经过 A／ D 与 D／ A 转换后实现测温，但是由于热敏电阻的不稳定性，导致测温易受外界干扰、且精度不高。 DSl8B20 数字温度传感器是 Dallas 公司生产的 1一 Wire，即单总线器件，具有线路简单、体积小的特点。 因此用他组成一个测温系统，具有线路简单，在 1 根通信线可以挂很多这样的数字温度传感器，十 分方便。 1） DSl8B20 性能特点 1． 1 DSl8820 特性及引脚分布 DSl8820 测温范围在一 55～ +125℃；转换精度 9～ 12 位进制数，可编程确定转换的位数；测温分辨率为 9 位精度为 0． 5℃， 12 位精度为 0． 062 5℃；转换时间： 9 位精度为 93． 75 ms、 10 位精度为 187． 5 ms、 12 位精度为 750 ms；内部有温度上、下限告警设置。 DSl8820 采用 TO 一 92 封装模式 . 1． 2 DSl8B20 的内部结构主要包括温度传感器、 64 位激光 ROM 单线单口、存放中间数据的高速暂存器、用于存储用户设 定的温度上下限值、触发器存储与控制逻辑、 8 位循环冗余校验码发生器等。 2）单总线技术特性 单总线即只有 1 根数据线，系统的数据交换、控制都由这根线完成。 主机或从机通过一个漏极开路或三态端口连至该数据线，以允许设备在不发送数据时能够释放总线，而让其他设备使用总线。 所有的单总线器件都要遵循严格的通信协议，以保证数据的完整性，基本的通信过程如下：主机通过拉低单总线至少 480 ps产生 Tx 复位脉冲；然后由主机释放总线，并进入 Rx 接收模式。 主机释放总线时，会产生一由低电平跳变为高电平的上升沿；单总线器件检测到该上升沿后 ，延时15～ 60 弘 s；单总线器件通过拉低总线 60～ 240 ps 产生应答脉冲；主机接收到从机的应答脉冲后，说明有单总线器件在线，然后主机就可以开始对从机进行 ROM命令和功能命令操作。 3）基于 DSl8B20 高精度数字温度传感器 基于 DSl8B20 高精度数字温度传感器可以完成如下的功能： 本科生课程设计（论文） 12 (1)采用采用 AT89S51 单片机和 DSl8B20 温度传感器通信，控制温度的采集过程和进行数据通信； (2)提供 DSl8B20 的使用外围电路、温度显示 LED 电路以及 DSl8B20 和单片机的通信接口电路； (3)利用发光二极管指示系统的工作状态， DSl8B20 温度传感器内置温度上下限； (4)编写 C51 程序，完成单片机对温度数据的采集过程以及与 DSl8820 数据传输过程的控制。 其引脚如图 所示。 图 DSl8B20 引脚图 晶闸管输出接口控制电路设计 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 10℃ ~60℃，精度 ℃。 根据设计要求本次设计通过 P2 口的四个口（ ~）输出高低电平，从而控制温度加热器加热与否，已 达到控制药品库温度的目的，图 为晶闸管控制电路。 VCC1I/O2GND2VCCGNDP171 8 B 2 0V C CKR11 .2KR21 70R34 70C20 .33 ufC10 .1u fB C RGW1 00 K加热电阻2 20 本科生课程设计（论文） 13 图 晶闸管控制电路 线路的核心器件是一个双向可控晶闸管 BCR，当我们调节限位器 W 时，就改变了电容器 c2 的充放电速率， c1 两端交流电压经过加热电阻触发双向可控硅 BCR导通 ,因而改变了 BCR 的导通角，是加热电阻两端电压随之变化，从而可以达到控制室内温度的目的。 BCR 可用 1A/400 的双向可控硅，如国产 KS14 型和 TLC221B 型等。 W 可选用WS0,5W1100， K163 型有机实芯电位器。 报警电路设计 通 过 键盘控制电路 可 预设温度阈值 ，当实测湿度值超出了预设 值 ，单片机则控制发光二极管闪烁、扬声器发出的连续报警声，直到通过调控使得当前环境的湿度进入正常预设范围之内解除声光报警。 声光报警系统电路如图。 图 声光报警电路 人机对话接口电路设计 键盘控制 键盘电路是单片机应用系统最常用的人机接口电路， 在单片机组成的测控系统及智能化仪器中，用得最多的是非编码键盘。 为了完成预定湿度值的设置，系统中设置了 4个按键， S1为启动 /停止键，用来控制系统的启停； S S3为加 1和减Q2NPNR14LS1SpeakerVCCGNDR12R1310K10U651Clock12D1LED 本科生课程设计（论文） 14 1键，设置湿度的上下值； S4为保存 键，将设置的温湿度上下限值保存于数据存储器中。 按键电路设计中关键要考虑的就是去抖动问题。 这里考虑到系统的硬件简化和成本没有采用硬件去抖 ， 而采用软件去抖。 在程序设计时 ， 从按键被识别按下之后 ， 延时 10ms， 避开了干扰信号区域 ， 然后再检测一次 ， 看按键是否真的已经按下 ， 若真的已经按下 ， 这时肯定输出为低电平。 若这时检测到的是高电平 ，证明刚才是由于干扰信号引起的误触发 ， CPU 就认为是误触发信号而舍弃这次的按键识别过程 ， 从而提高了系统的可靠性。 LED 显示 LED显示器，价格便宜，配置灵活，与单片机接口方便， 因此本设计中采用的是 LED显示器。 本设计中显示电路用静态显示方式的 4个 LED，采用串行输出节省单片机的内部资源。 LED数码管 7段 a， b， c， d， e， f， g与串并转换器输出端相连。 低电平时不用其他驱动电路，即可允许通过 8mA电流。 湿度经过闭环调节之后的效果值，从每次输出的 32位段码数据 ,可 直观显示。 人机对话接口电路如图。 图 A4B5C9D7E6F2G1DP10311 12813 14*1DIGITAL GQ015Q11Q22Q33Q44Q55Q66Q77CPLA11CPSR12EN13DS14GND8VCC16CR10Q。