湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)

目錄

1產(chǎn)品功能分析.....................................................1

2設(shè)計(jì)方案遴選.....................................................1

2.1單片機(jī)的選擇...............................................2

2.2顯示模塊的選擇.............................................2

2.3脈搏檢測(cè)傳感器的選擇.......................................2

2.4系統(tǒng)框圖設(shè)計(jì)...............................................3

3產(chǎn)品硬件設(shè)計(jì).....................................................3

3.1STC89C52RC單片機(jī)核心電路設(shè)計(jì)...............................4

3.2信號(hào)采集電路設(shè)計(jì)...........................................5

3.2.1光電傳感器...........................................5

3.2.2濾波電路.............................................6

3.2.3放大整形電路.........................................6

3.3按鍵電路...................................................7

3.4DS18B20溫度傳感器..........................................8

3.5LCD1602液晶顯示模塊電路....................................8

4產(chǎn)品軟件設(shè)計(jì)....................................................10

4.1主程序流程圖..............................................11

4.2LCD1602液晶顯示程序設(shè)計(jì)...................................11

4.3產(chǎn)品程序清單..............................................12

5產(chǎn)品使用說(shuō)明....................................................13

5.1產(chǎn)品裝配圖................................................13

5.2產(chǎn)品調(diào)試..................................................13

5.3產(chǎn)品使用說(shuō)明..............................................14

6產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)................................................14

參考資料..........................................................15

附錄..............................................................16

附錄1元器件清單..............................................16

I

湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)

附錄2電路原理圖..............................................17

附錄3PCB設(shè)計(jì)圖..............................................18

附錄4產(chǎn)品實(shí)物圖..............................................19

附錄5主程序代碼..............................................21

II

湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)

基于51單片機(jī)的智能手環(huán)生理監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)

設(shè)計(jì)與制作

1產(chǎn)品功能分析

隨著經(jīng)濟(jì)與科技的快速發(fā)展,各種病毒變異與傳播速度加快,對(duì)人們的身體

健康造成很大的傷害，甚至?xí){到人類的生存與發(fā)展，所以人們?cè)絹?lái)越重視

自身和家人的健康狀況。本文設(shè)計(jì)的是一個(gè)智能手環(huán)生理監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng),可以用

來(lái)幫助檢查個(gè)人、病患，以及老人與兒童等人的心率與體溫。同時(shí)，這款系統(tǒng)

也適用于其他需要監(jiān)測(cè)生命機(jī)能的人群。這個(gè)設(shè)計(jì)不僅可以幫助人們隨時(shí)了解

自己和家人的身體狀況,也能在發(fā)現(xiàn)異常時(shí)及時(shí)發(fā)出警報(bào)通知他人，一定程度上

確保人們身體出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)能夠得到及時(shí)的幫助和救治，可以有效地保障人們的

健康安全。

本系統(tǒng)由STC89C52RC、按鍵、蜂鳴器、LCD1602、光電傳感器、溫度傳感器、

運(yùn)放等構(gòu)成。

心率在生理監(jiān)控中是最常見(jiàn)的參數(shù)之一，心率變化往往由人們所做的一些

活動(dòng)引起。比如在睡眠或休息時(shí)，身體放松，呼吸節(jié)奏較慢，神志較為平緩，

心率也會(huì)變慢，但心率也往往會(huì)隨著人們壓力過(guò)大、緊張焦灼，情緒不穩(wěn)定或

者運(yùn)動(dòng)而加快。該設(shè)計(jì)使用紅外光電傳感器產(chǎn)生脈沖信號(hào)，經(jīng)過(guò)放大整形后，

將其連接到單片機(jī)的IO口。單片機(jī)利用外部中斷對(duì)其進(jìn)行計(jì)數(shù)，從而測(cè)量出一

分鐘內(nèi)的脈搏跳動(dòng)次數(shù)，實(shí)現(xiàn)了快捷方便的測(cè)量。系統(tǒng)不但可以供用戶測(cè)量當(dāng)

時(shí)的脈搏跳動(dòng)情況,可以把采集到的脈搏信號(hào)顯示在LCD1602屏上。同時(shí)還可以

設(shè)定它的上限閾值和下限閾值,當(dāng)測(cè)量出結(jié)果的范圍超過(guò)設(shè)定的范圍時(shí)，則蜂鳴

器報(bào)警提醒。除此之外,本設(shè)計(jì)也加入了溫度傳感器模塊,可以檢測(cè)體溫情況,把

結(jié)果顯示在顯示屏上。

2設(shè)計(jì)方案遴選

在進(jìn)行硬件電路設(shè)計(jì)時(shí)必須選擇合適的元器件，發(fā)揮器件的基本功能。

一個(gè)完整的生理監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)需要幾個(gè)模塊組成，從經(jīng)濟(jì)方面以及產(chǎn)品兼

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容性上考慮，產(chǎn)品基本形式由主控模塊、顯示模塊、報(bào)警模塊、檢測(cè)體溫和脈

搏模塊組成。

2.1單片機(jī)的選擇

方案1：使用STM32系列單片機(jī)。STM32系列主要是為低成本，低功耗，

高性能的嵌入式應(yīng)用設(shè)計(jì)的ARM，基本集成市場(chǎng)市面中工業(yè)領(lǐng)域的功能的

STM32，對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)，成本偏高，使用起來(lái)較為復(fù)雜。

方案2：使用51系列單片機(jī)。51系列的單片機(jī)非常簡(jiǎn)單，并且它是一種非

常經(jīng)典的產(chǎn)品。該單片機(jī)具有高可靠性、超低價(jià)、無(wú)法被解密和高性能。它有32

個(gè)IO口，并且STC系列的單片機(jī)還可以在線編程和調(diào)試，使程序的下載和整機(jī)

的調(diào)試更加方便。雖然51單片機(jī)還是有一些缺點(diǎn)，比如保護(hù)芯片能力較差，

EEPROM功能需要擴(kuò)展。

綜合成本、技術(shù)問(wèn)題以及產(chǎn)品功能需求，最終決定選用方案2中的51系列

單片機(jī)作為主控芯片。

2.2顯示模塊的選擇

方案1：使用點(diǎn)陣式數(shù)碼管。點(diǎn)陣式數(shù)碼管比較適合顯示文字信息，因?yàn)樗?/p>

由8行8列的發(fā)光二極管組成，適合顯示文字。如果用它來(lái)顯示數(shù)字，會(huì)造成

功能上的浪費(fèi)，且點(diǎn)陣式數(shù)碼管價(jià)格相對(duì)其它來(lái)說(shuō)較高，對(duì)于本設(shè)計(jì)而言有其

它更合適，性價(jià)比更高的選擇，因此不使用點(diǎn)陣式數(shù)碼管作為本設(shè)計(jì)的顯示。

方案2：使用LED數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描。LED數(shù)碼管雖然價(jià)格不是很貴，對(duì)于

顯示數(shù)字也合適，采用動(dòng)態(tài)掃描法與單片機(jī)連接時(shí)，占用單片機(jī)口線少。但是

LED數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描需要借助74LS164移位寄存器進(jìn)行移位，容易在電路調(diào)試

時(shí)產(chǎn)生問(wèn)題，因此不采用LED數(shù)碼管作為顯示。

方案3：采用LCD液晶顯示屏，該款顯示屏的顯示功能強(qiáng)大，可以顯示文

字以及圖形，顯示效果清晰，對(duì)于本設(shè)計(jì)而言一個(gè)LCD1602液晶顯示屏已經(jīng)足

夠滿足需求，價(jià)格也相對(duì)便宜，雖然需要的接口線較多，但也會(huì)給調(diào)試帶來(lái)諸

多方便。

綜上所述，本設(shè)計(jì)中使用方案3中的LCD1602液晶顯示屏作為顯示模塊。

2.3脈搏檢測(cè)傳感器的選擇

方案1：采用壓電傳感器用來(lái)提取人的脈搏信號(hào)，壓電傳感器是利用某些電

介質(zhì)受力后產(chǎn)生的壓力效應(yīng)制成的傳感器。所謂壓電效應(yīng)是指某些電介質(zhì)在受

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到某一方向的外力作用而發(fā)生彎曲和伸縮形變時(shí)，由于內(nèi)部電荷的極化現(xiàn)象，

會(huì)在其表面產(chǎn)生電荷的現(xiàn)象。通過(guò)此現(xiàn)象可以提取出人的脈搏信號(hào)0。

方案2：利用光電傳感器提取人體脈搏信號(hào)，手指的組織可分為皮膚、肌肉

和骨骼等非血液組織和血液組織。在這些非血液組織中，光吸收量是固定的。

而在血液中，靜脈血的脈動(dòng)相對(duì)于動(dòng)脈血脈動(dòng)來(lái)說(shuō)非常微弱，可以忽略不計(jì)。

因此，透過(guò)手指的光的變化可以歸因于動(dòng)脈血的充盈。在一定波長(zhǎng)恒定光源照

射下，通過(guò)檢測(cè)透過(guò)手指的光強(qiáng)，可以間接測(cè)量出人體的脈搏信號(hào)。

綜上所述，而且市面上光電傳感器更容易購(gòu)買，因此選用方案2中光電傳

感器。

2.4系統(tǒng)框圖設(shè)計(jì)

產(chǎn)品系統(tǒng)框圖設(shè)計(jì)如下：

圖2-1系統(tǒng)框圖

3產(chǎn)品硬件設(shè)計(jì)

由STC89C52RC單片機(jī)，光電傳感器，溫度傳感器，LCD1602液晶顯示器，蜂

鳴器模塊，按鍵模塊以及電源組成。

LCD1602液晶顯示第一行顯示測(cè)試出的心率和體溫的值，心率單位是次/分

鐘，溫度單位為°C，第二行顯示心率報(bào)警的上下閾值。

將手指放到紅外傳感器上，可讀出人體當(dāng)前心率；將溫度傳感器握在手中，

可測(cè)量出當(dāng)前體溫；

按鍵可以設(shè)置上下限心率值，若是超過(guò)安全閾值，蜂鳴器鳴叫報(bào)警。

四個(gè)按鍵：一個(gè)是中斷，其余三個(gè)按鍵一個(gè)是設(shè)置功能，一個(gè)是加數(shù)值，

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一個(gè)減數(shù)值。設(shè)置鍵按下，設(shè)置心率上限值，且脈搏上限不能低于脈搏下限，

按第二次設(shè)置下限值，第三次退出設(shè)置。

3.1STC89C52RC單片機(jī)核心電路設(shè)計(jì)

使用STC89C52RC單片機(jī)核心芯片的原因是它具有很多的優(yōu)點(diǎn)，該款單片機(jī)

是宏晶科技發(fā)布的，這是一種低功耗、高速、抗干擾性強(qiáng)的新一代單片機(jī)。它

可以與傳統(tǒng)的8051單片機(jī)指令代碼兼容，并且支持6時(shí)鐘、機(jī)器周期與12時(shí)

鐘、機(jī)器周期可自主選擇。具有EEPROM功能和看門狗功能，具有3個(gè)16位定時(shí)

器/計(jì)數(shù)器，外部中斷4路和通用異步串行口。而且還便于設(shè)計(jì)各類項(xiàng)目所需要

各種外圍擴(kuò)展電路，該單片機(jī)使用廣泛，學(xué)習(xí)材料和案例豐富，簡(jiǎn)單容易上手，

適合初學(xué)者學(xué)習(xí)，也適合專業(yè)人士進(jìn)行深入研究和應(yīng)用。

圖3-1STC89C52RC單片機(jī)最小系統(tǒng)原理圖

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圖3-2STC89C52RC單片機(jī)實(shí)物圖

3.2信號(hào)采集電路設(shè)計(jì)

信號(hào)采集電路的功能是由傳感器將脈搏信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，一般為幾十毫

伏，對(duì)信號(hào)加以放大，以達(dá)到整形電路所需的電壓，一般為幾伏。放大后的信

號(hào)波形是不規(guī)則的脈沖信號(hào)，所以必須加以濾波整形，整形電路的輸出電壓應(yīng)

滿足計(jì)數(shù)器的要求0。放大整形電路框圖如圖3-3所示。

圖3-3放大整形電路框圖

3.2.1光電傳感器

采用了紅外光電傳感器，作用是通過(guò)紅外光照射人的手指的血脈流動(dòng)情況，

把脈搏跳動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，其原理電路如圖3-4所示。

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圖3-4傳感器信號(hào)調(diào)節(jié)電路原理圖

如圖3-4中，紅外管VD采用ST188。用+5V電源供電，R4取330Ω，R5取

20kΩ,把手指放在發(fā)光二極管和光電二極管之間，光電二極管接收到的信號(hào)會(huì)

隨著人脈搏強(qiáng)度的改變而改變。

3.2.2濾波電路

圖3-5放大濾波電路原理圖

圖3-5為放大濾波電路，因?yàn)槊}搏信號(hào)輸出的信號(hào)十分微弱，一般在微伏

級(jí)別，除此之外，輸出的信號(hào)一般會(huì)伴隨很大的噪聲干擾，所以在這里用LM358

搭建了一個(gè)放大濾波電路，以去除噪聲，使信號(hào)平滑，并便于后續(xù)的數(shù)字處理。

3.2.3放大整形電路

對(duì)信號(hào)進(jìn)行整形，經(jīng)過(guò)放大濾波后的脈搏信號(hào)仍是不規(guī)則的脈沖信號(hào)，并

且伴有低頻干擾，仍然不能適應(yīng)后續(xù)計(jì)數(shù)器的輸入要求，必須采用整形電路，

這里選用了滯回電壓比較器，如圖3-6所示，其目的是為了提高抗干擾的能力

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0。集成運(yùn)放采用了LM358，除此之外，LM358還接上了一個(gè)LED燈用作指示脈搏

跳動(dòng)的狀態(tài)。

圖3-6波形整形電路原理圖

3.3按鍵電路

按下按鍵實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)接通，松開(kāi)按鍵即斷開(kāi)連接，實(shí)現(xiàn)原理是輕觸按鍵內(nèi)部

中金屬?gòu)椘芰梽?dòng)觸發(fā)來(lái)實(shí)現(xiàn)接通斷開(kāi)功能。獨(dú)立按鍵直接用I/O口線構(gòu)成

單個(gè)按鍵電路，其特點(diǎn)是每個(gè)按鍵單獨(dú)占用一根I/O口線，每個(gè)按鍵的工作不

會(huì)影響其他I/O口線的狀態(tài)。獨(dú)立式按鍵電路配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。

按鍵單片機(jī)控制引腳默認(rèn)為高電平，按鍵按下，單片機(jī)對(duì)應(yīng)引腳成為低電

平，然后實(shí)現(xiàn)按鍵所對(duì)應(yīng)的功能。

圖3-7按鍵電路原理圖

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3.4DS18B20溫度傳感器

DS18b20傳感器是單總線數(shù)字溫度傳感器，它的體積小、構(gòu)成的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)

單，可以直接將溫度轉(zhuǎn)化成串行數(shù)字信號(hào)給單片機(jī)處理，然后實(shí)現(xiàn)溫度顯示。

另外DS18b20溫度傳感器測(cè)溫范圍為-55~+125°C，測(cè)溫分辨率可達(dá)0.0625攝

氏度，其測(cè)量范圍與精度都符合本設(shè)計(jì)要求。

單總線通常要求接一個(gè)約10K左右的上拉電阻，如圖3-8，當(dāng)總線空閑時(shí)，

其狀態(tài)為高電平。

圖3-8DS18b20溫度檢測(cè)電路

3.5LCD1602液晶顯示模塊電路

LCD1602液晶模塊采用HD44780控制器，hd44780具有簡(jiǎn)單而功能較強(qiáng)的指

令集，可以實(shí)現(xiàn)字符移動(dòng)，閃爍等功能，LM016L與單片機(jī)MCU通訊可采用8位

或4位并行傳輸兩種方式，hd44780控制器由兩個(gè)8位寄存器，指令寄存器

（IR）和數(shù)據(jù)寄存器（DR）忙標(biāo)志（BF），顯示數(shù)RAM（DDRAM），字符發(fā)生器ROMA

（CGOROM）字符發(fā)生器RAM（CGRAM），地址計(jì)數(shù)器RAM(AC)。IR用于寄存指令碼，

只能寫入不能讀出，DR用于寄存數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)由內(nèi)部操作自動(dòng)寫入DDRAM和

CGRAM,或者暫存從DDRAM和CGRAM讀出的數(shù)據(jù)，BF為1時(shí)，液晶模塊處于內(nèi)部

模式，不響應(yīng)外部操作指令和接受數(shù)據(jù)，DDTAM用來(lái)存儲(chǔ)顯示的字符，能存儲(chǔ)80

個(gè)字符碼，CGROM由8位字符碼生成5*7點(diǎn)陣字符160中和5*10點(diǎn)陣字符32種.8

位字符編碼和字符的對(duì)應(yīng)關(guān)系，CGRAM是為用戶編寫特殊字符留用的，它的容量

僅64字節(jié)，可以自定義8個(gè)5*7點(diǎn)陣字符或者4個(gè)5*10點(diǎn)陣字符，AC可以存

儲(chǔ)DDRAM和CGRAM的地址，如果地址碼隨指令寫入IR,則IR自動(dòng)把地址碼裝入

AC，同時(shí)選擇DDRAM或CGRAM0。LCD1602液晶模塊的引腳圖如圖3-9所示。

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圖3-9LCD1602液晶模塊引腳圖

圖3-10LCD1602液晶模塊實(shí)物圖

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表3-1LCD1602引腳功能表

引腳符號(hào)功能描述

1VSS接地

2VDD接電源

3V0液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端。

4RSRS為寄存器選擇。

5R/WR/W為讀寫信號(hào)線。

6EE端為使能端，下降沿使能。

7D0雙向數(shù)據(jù)總線0位

8D1雙向數(shù)據(jù)總線1位

9D2雙向數(shù)據(jù)總線2位

10D3雙向數(shù)據(jù)總線3位

11D4雙向數(shù)據(jù)總線4位

12D5雙向數(shù)據(jù)總線5位

13D6雙向數(shù)據(jù)總線6位

14D7雙向數(shù)據(jù)總線7位

15B背光電源正極

16B背光電源負(fù)極

4產(chǎn)品軟件設(shè)計(jì)

本產(chǎn)品采用了C語(yǔ)言，KELL編程環(huán)境，采用的是簡(jiǎn)單的模塊化設(shè)計(jì)，由多

個(gè)程序和模塊化程序組成的整體程序。

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4.1主程序流程圖

圖4-1主程序流程圖

4.2LCD1602液晶顯示程序設(shè)計(jì)

LCD1602液晶顯示寄存器選擇控制如表4-1。

表4-1寄存器選擇控制

RSR/W操作說(shuō)明

00寫入指令寄存器（清除屏等）

01讀busyflag（DB7），以及讀取位址計(jì)數(shù)器（DB0~DB6）值

10寫入數(shù)據(jù)寄存器（顯示各字型等）

11從數(shù)據(jù)寄存器讀取數(shù)據(jù)

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圖4-2lcd1602液晶顯示流程圖

4.3產(chǎn)品程序清單

圖4-3產(chǎn)品程序清單

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5產(chǎn)品使用說(shuō)明

5.1產(chǎn)品裝配圖

本系統(tǒng)由STC89C52RC、按鍵模塊、報(bào)警模塊(蜂鳴器)、LCD1602液晶顯示

模塊、光電傳感器、溫度傳感器、運(yùn)放等構(gòu)成。

裝配圖如下：

圖5-1裝配圖

5.2產(chǎn)品調(diào)試

1、檢查是否所有的零部件都焊接到萬(wàn)用板上，對(duì)每一個(gè)焊點(diǎn)進(jìn)行仔細(xì)檢查，

因?yàn)殡娐废到y(tǒng)中只要出現(xiàn)一處錯(cuò)誤，都會(huì)對(duì)產(chǎn)品后續(xù)檢測(cè)造成很大的不便，并

且影響產(chǎn)品功能的實(shí)現(xiàn)，所以必須要確保沒(méi)有虛焊漏焊和沒(méi)有毛刺的現(xiàn)象，而

且由于電路之間的交線比較多，元器件擺放比較密集，對(duì)于各種鋒利的引腳要

注意是否完全處理干凈，否則鋒利的引腳會(huì)刺破帶有包皮的導(dǎo)線，極有可能使

電路短路。

2、使用萬(wàn)能表進(jìn)行板件的測(cè)試，查看各焊點(diǎn)連接狀況是否合格，再檢查各

電源線與地線是否有短路的現(xiàn)象。

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3、對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行上電檢查。

4、燒錄編寫好的程序。

5.3產(chǎn)品使用說(shuō)明

1、按下電源開(kāi)關(guān)，LCD1602液晶顯示屏第一行顯示心率和溫度，心率單位

是心率/分鐘，溫度單位為°C，第二行顯示心率報(bào)警的上下閾值。

2、使用時(shí)將食指輕放在紅外傳感器上，可以看到led指示燈隨心跳的跳動(dòng)

而閃爍。如果出現(xiàn)led燈沒(méi)有閃爍或者閃爍不規(guī)律時(shí)可以適當(dāng)調(diào)節(jié)手指位置和

壓力，如果led指示燈閃爍規(guī)律，則表示信號(hào)正確，然后在測(cè)試過(guò)程中保持手

指位置和壓力不要變。單片機(jī)會(huì)檢測(cè)心率數(shù)據(jù)，大約五次信號(hào)后會(huì)開(kāi)始顯示算

出的平均心率。

3、如果手指有抖動(dòng)或者不穩(wěn)定的情況，指示燈會(huì)亂閃，這時(shí)測(cè)出來(lái)的數(shù)據(jù)

會(huì)不準(zhǔn)確，所以在測(cè)試過(guò)程中要保持手指穩(wěn)定。

4、將溫度傳感器握在手中，可測(cè)量出人體當(dāng)前體溫。

5、按鍵可以設(shè)置上下限心率值，從左往右數(shù)，第一個(gè)按鍵是加，第二個(gè)是

減，第三個(gè)是設(shè)置。若是超過(guò)設(shè)置的安全閾值，則蜂鳴器鳴叫報(bào)警。

6產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

[1]J-STD-001E電氣與電子組件的焊接要求

[2]IPC-A-610D(中文版)，IPC-A-610E電子組件的可接受性要求

[3]IPC-7711/21電子組件和電路板的返工&返修

[4]GB/T11457-2006信息技術(shù)軟件工程術(shù)語(yǔ)

[5]GB/T8566-2007信息技術(shù)軟件生存周期過(guò)程標(biāo)準(zhǔn)

[6]GB/T8567-2006計(jì)算機(jī)軟件文檔編制規(guī)范

14

湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)

參考資料

[1]王曉敏.21世紀(jì)全國(guó)高職高專機(jī)電系列技能型規(guī)劃教材出版社[M].北京：北京大學(xué)出版社,2011.01

[2]張博霞.電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)[M].北京：北京郵電大學(xué)出版社,2011.03

[3]畢滿清.電子工藝實(shí)習(xí)教程北京[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社,2008.02

[4]李東勛,沈文浩,陳小泉.基于Proteus的液晶模塊仿真[J].微計(jì)算機(jī)信息,2009,25(13):211-213.

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湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)

附錄

附錄1元器件清單

附表1-1元器件清單

16

湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)

附錄2電路原理圖

附圖2-1產(chǎn)品原理圖

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湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)

附錄3PCB設(shè)計(jì)圖

附圖3-1產(chǎn)品PCB設(shè)計(jì)圖

18

湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)

附錄4產(chǎn)品實(shí)物圖

附圖4-1產(chǎn)品實(shí)物圖正面

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湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)

附圖4-2產(chǎn)品實(shí)物圖反面

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湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)

附錄5主程序代碼

#include<reg52.h>//調(diào)用單片機(jī)頭文件

#defineucharunsignedchar

#defineuintunsignedint

ucharmenu_1;//設(shè)置不同報(bào)警參數(shù)變量

sbitbeep=P3^7;//蜂鳴器IO口定義

ucharflag_200ms;//200毫秒的變量

sbitrs=P1^0;

sbitrw=P1^1;

sbite=P1^2;//片選信號(hào)下降沿觸發(fā)

unsignedchari=0,rate=0;

unsignedinttime[6]={0};

ucharrate_l=50,rate_h=120;//脈搏上下限報(bào)警值

sbitkey1=P3^4;//按鍵IO口定義

sbitkey2=P3^5;//按鍵IO口定義

sbitkey3=P3^6;//按鍵IO口定義

sbitdq=P3^3;//18b20IO口的定義

uinttemperature;//溫度變量

/***********************1ms延時(shí)函數(shù)*****************************/

voiddelay_1ms(uintq)

{

uinti,j;

for(i=0;i<q;i++)

for(j=0;j<120;j++);

}

/********************************************************************

*名稱:delay_uint()

*功能:小延時(shí)。

*輸入:無(wú)

*輸出:無(wú)

********************************************************************

***/

voiddelay_uint(uintq)

{

21

湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)

while(q--);

}

/********************************************************************

*名稱:write_com(ucharcom)

*功能:1602指令函數(shù)

*輸入:輸入的指令值

*輸出:無(wú)

********************************************************************

***/

voidwrite_com(ucharcom)

{

rs=0;//寫指令

rw=0;//對(duì)1602寫操作

P0=com;//P0口對(duì)1602寫指令

delay_uint(25);

e=1;//e=1使能信號(hào)

delay_uint(100);//延時(shí)一下等1602完成操作

e=0;

}

/********************************************************************

*名稱:write_data(uchardat)

*功能:1602寫數(shù)據(jù)函數(shù)

*輸入:需要寫入1602的數(shù)據(jù)

*輸出:無(wú)

********************************************************************

***/

voidwrite_data(uchardat)

{

rs=1;//寫數(shù)據(jù)

rw=0;//對(duì)1602寫操作

P0=dat;//P0口對(duì)1602寫數(shù)據(jù)

delay_uint(25);

e=1;//e=1使能信號(hào)

delay_uint(100);//延時(shí)一下等1602完成操作

e=0;

}

/********************************************************************

*名稱:write_string(ucharhang,ucharadd,uchar*p)

*功能:改變液晶中某位的值，調(diào)用該函數(shù)如下

write_string(1,5,"abcdef;")

22

湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)

*輸入:行，列，需要輸入1602的數(shù)據(jù)

*輸出:無(wú)

********************************************************************

***/

voidwrite_string(ucharhang,ucharadd,uchar*p)

{

if(hang==1)

write_com(0x80+add);//寫1602第一行的地址

else

write_com(0x80+0x40+add);//寫1602第二行的地址

while(1)

{

if(*p=='\0')break;//\0字符串的結(jié)尾標(biāo)志break結(jié)束while循環(huán)結(jié)束

寫字符

write_data(*p);//寫數(shù)據(jù)

p++;//指針地址加1

}

}

/*****************控制光標(biāo)函數(shù)********************/

voidwrite_guanbiao(ucharhang,ucharadd,uchardate)

{

if(hang==1)

write_com(0x80+add);

else

write_com(0x80+0x40+add);

if(date==1)

write_com(0x0f);//顯示光標(biāo)并且閃爍

else

write_com(0x0c);//關(guān)閉光標(biāo)

}

/***********************lcd1602上顯示3位十進(jìn)制數(shù)

************************/

voidwrite_lcd3(ucharhang,ucharadd,uintdate)

{

if(hang==1)

write_com(0x80+add);//寫1602第一行的地址

else

write_com(0x80+0x40+add);//寫1602第二行的地址

write_data(0x30+date/100%10);//顯示百位數(shù)

write_data(0x30+date/10%10);//顯示十位數(shù)

write_data(0x30+date%10);//顯示個(gè)位數(shù)

23

湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)

}

/***********************lcd1602上顯示3位十進(jìn)制數(shù)

************************/

voidwrite_lcd3_18B20(ucharhang,ucharadd,uintdate)

{

if(hang==1)

write_com(0x80+add);//1602寫第一行的地址

else

write_com(0x80+0x40+add);//1602寫第二行的地址

write_data(0x30+date/100%10);//顯示百位數(shù)

write_data(0x30+date/10%10);//顯示十位數(shù)

write_data('.');//顯示小數(shù)點(diǎn)

write_data(0x30+date%10);//顯示個(gè)位數(shù)

}

/***********************lcd1602上顯示特定的字符****0XDF度

********************/

voidwrite_zifu(ucharhang,ucharadd,uchardate)

{

if(hang==1)

write_com(0x80+add);//1602寫第一行的地址

else

write_com(0x80+0x40+add);//1602寫第二行的地址

write_data(date);//寫數(shù)據(jù)

}

/***********************lcd1602初始化設(shè)置************************/

voidinit_1602()

{

write_com(0x38);//顯示模式設(shè)置：16×2顯示，5×7點(diǎn)陣，8位數(shù)據(jù)接口

不檢測(cè)忙信號(hào)

write_com(0x0c);//開(kāi)顯示不顯示光標(biāo)

write_com(0x06);//當(dāng)寫一個(gè)字符是，地址指針加1

write_string(1,0,"000/min00.0");//初始化1602顯示

write_string(2,0,"H:000L:000");//初始化1602顯示

write_zifu(1,12,0xdf);//顯示度

}

/*************定時(shí)器0初始化程序***************/

voidtime_init()

{

EA=1;//開(kāi)總中斷

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湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)

TMOD=0X01;//定時(shí)器0工作方式1

ET0=1;//開(kāi)定時(shí)器0中斷

TR0=1;//允許定時(shí)器0定時(shí)

}

/***********外部中斷0初始化程序****************/

voidinit_int0()//外部中斷0初始化程序

{

EX0=1;//允許外部中斷0中斷

EA=1;//開(kāi)總中斷

IT0=1;//外部中斷0負(fù)跳變中斷

}

/********************獨(dú)立按鍵程序*****************/

ucharkey_can;//按鍵值

voidkey()//獨(dú)立按鍵程序

{

staticucharkey_new;//key_new這個(gè)變量的功能是做按鍵松手檢

測(cè)的

key_can=0;//按鍵值還原成0

if(key1==0||key2==0||key3==0)//有按鍵按下

{

delay_1ms(1);//按鍵延時(shí)消抖動(dòng)

if(key_new==1)

{

key_new=0;//key_new=0說(shuō)明按鍵已按下

if(key1==0)//確認(rèn)是按鍵按下

key_can=1;//得到按鍵值

if(key2==0)//確認(rèn)是按鍵按下

key_can=2;//得到按鍵值

if(key3==0)//確認(rèn)是按鍵按下

key_can=3;//得到按鍵值

}

}

else

key_new=1;//key_new=1說(shuō)明按鍵已經(jīng)松開(kāi)了

}

/**********************設(shè)置函數(shù)************************/

voidkey_with()

{

if(key_can==1)//設(shè)置鍵

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湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)

{

menu_1++;

if(menu_1>3)

{

menu_1=0;//menu_1=0退出設(shè)置了，在正常顯示界面下

init_1602();//初始化液晶顯示

}

}

/***************設(shè)置*********************/

if(menu_1!=0)

{

if(menu_1==1)//設(shè)置脈搏上限報(bào)警值

{

if(key_can==2)//加鍵

{

rate_h++;//設(shè)置脈搏上限報(bào)警值加1

if(rate_h>=255)

rate_h=0;

}

if(key_can==3)//減鍵

{

rate_h--;//設(shè)置脈搏上限報(bào)警值減1

if(rate_h<=rate_l)

rate_h=rate_l+1;//限制脈搏上限不能低于脈搏下限

}

}

if(menu_1==2)//設(shè)置脈搏下限報(bào)警值

{

if(key_can==2)//加鍵

{

rate_l++;//設(shè)置脈搏下限報(bào)警值加1

if(rate_l>=rate_h)

rate_l=rate_h-1;//限制脈搏下限不能高于脈搏上限

}

if(key_can==3)//減鍵

{

if(rate_l==0)

rate_l=1;

rate_l--;//設(shè)置脈搏下限報(bào)警值減1

}

}

write_lcd3(2,4,rate_h);//顯示上限報(bào)警值

write_lcd3(2,11,rate_l);//顯示下限報(bào)警值

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湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)

switch(menu_1)//光標(biāo)顯示

{

case1:write_guanbiao(2,4,1);break;

case2:write_guanbiao(2,11,1);break;

}

}

}

/***********************18b20初始化函數(shù)*****************************/

voidinit_18b20()

{

bitq;

dq=1;//把總線拿高

delay_uint(8);

dq=0;//給復(fù)位脈沖,再將數(shù)據(jù)線從高拉低,保持480~960us

delay_uint(80);

dq=1;//把總線拿高等待

delay_uint(8);

q=dq;//讀取18b20初始化信號(hào)

delay_uint(4);

dq=1;//把總線拿高釋放總線

}

/*************寫18b20內(nèi)的數(shù)據(jù)***************/

voidwrite_18b20(uchardat)

{

uchari;

for(i=0;i<8;i++)//單總線寫8位的數(shù)據(jù)需要循環(huán)8次才能寫完

{//寫數(shù)據(jù)是低位開(kāi)始

dq=0;//把總線拿低寫時(shí)間隙開(kāi)始

dq=dat&0x01;//向18b20總線寫一位數(shù)

delay_uint(4);

dq=1;//釋放總線

dat>>=1;//右移1位

}

delay_uint(4);//稍作延時(shí),給硬件一點(diǎn)反應(yīng)時(shí)間

}