基于單片機的智能藥盒

1、基于單片機的智能藥盒的基于單片機的智能藥盒的 課程設(shè)計課程設(shè)計 電升131 孫浩 周鵬程 1. 1產(chǎn)品設(shè)計前景 現(xiàn)在人們由于生活壓力大，而一些老年人由于年老健忘，經(jīng)常在生病的時候忘記吃藥，我們可以使用單片機制作定時提醒病人吃藥的定時報警提醒器。使用者可以將吃藥時間和藥量預(yù)先錄制在提醒器中，當定時的時間到達會自動蜂鳴器報警和LED燈閃爍，來提醒病人吃藥。 1.2選題目的和意義 很多老年人隨著年齡的增長，都有健忘的毛病，對于這些老年人來說在生病的時候甚至是日常生活中按時吃藥是一個難題，如果需要在不同時間吃不同的藥，幾乎很難獨立完成，這次的課程設(shè)計題目所指的智能藥盒就是針對這些老年人所設(shè)計的，是一種

2、為了方便老年人服藥而設(shè)計的藥物存儲容器，它可以更好地管理高齡人群吃藥麻煩的問題，根據(jù)對老年人每天吃藥的時間進行定時，來實現(xiàn)一天內(nèi)對老年人每天三次或更多次的定時提醒，提醒使用者服用多種藥物中的一種或多種，以幫助人們改掉不按時吃藥的壞習(xí)慣。 1.3目前智能藥盒的現(xiàn)狀 現(xiàn)狀是剛剛起步，主要針對老年人，但隨著對這種剛性的市場需求認識的加深，市場一定會迎來一個發(fā)展熱潮。 一開始出現(xiàn)的便攜小藥盒，造型簡單，容量小，不能滿足人們的需求，于是，隨即又發(fā)展出現(xiàn)了大容量且功能齊全的藥盒。隨著逐漸更新完善，發(fā) 展出現(xiàn)了造型多樣的全新設(shè)計的人性化智能電 子藥盒，易操作，能定時，更簡單。為更多人 帶來了便利。電子藥盒不

3、僅用于收納不同的藥 片，還可以放置保健品，這樣也就拓展了電子 藥盒的消費對象，擴大了消費群體，提升電子 藥盒的使用價值。 以前大多電子藥盒的電路通常由分立的數(shù)字電路器件組成，不僅功能單一，而且重量和體積都較大，特別是功耗大，提高了使用成本，因而具有很大的局限性。所以更加智能的電子藥盒成為新的需要。 近幾年，隨著單片機技術(shù)的快速發(fā)展，以單片機為核心的大規(guī)模集成電路在各種產(chǎn)品中得到了極其廣泛的應(yīng)用。而以單片機為核心的數(shù)字電路正是由于具有功能豐富，體積小，功耗低等優(yōu)勢，符合電子藥盒這一產(chǎn)品的特點，具有極大的市場潛力和開發(fā)價值。 如今電子藥盒在選擇機型的過程中綜合考慮單片機性能體積和產(chǎn)品耐用性等因素，

4、正向微型化，智能化的方向發(fā)展。2.1設(shè)計思路與原理 本設(shè)計采用模塊化設(shè)計的方法，以STC89C52單片機為核心設(shè)計一種家庭用智能藥盒。系統(tǒng)采用單片機為主控芯片，結(jié)合單片機最小系統(tǒng)所必須的上電復(fù)位電路，內(nèi)部晶振電路，采用電源模塊為整個系統(tǒng)提供穩(wěn)定直流電源，采用單片機芯片提供的定時器設(shè)計系統(tǒng)時鐘，LCD顯示模塊負責(zé)時間及其他參數(shù)的的顯示，語音模塊接收單片機發(fā)送來的信號完成聲音信號的提醒，LED發(fā)光二極管配合語音模塊的蜂鳴器起到輔助的報警作用。在程序的設(shè)計問題上，以單片機內(nèi)部資源為核心，調(diào)用程序存儲區(qū)的各個模塊的驅(qū)動程序，通過單片機的引腳對系統(tǒng)中其他模塊資源進行驅(qū)動和調(diào)用，通過主程序調(diào)用按鍵掃描子程

5、序和LCD1602數(shù)據(jù)刷新程序，將按鍵模塊和LCD1602聯(lián)系起來，使得按鍵的輸入信息可以實時地顯示在LCD1602液晶屏上，程序調(diào)用LCD1602讀數(shù)據(jù)的子程序，并運算判斷是否進入報警時間，進入到報警時間時，將之前設(shè)定的用藥的信息刷新到LCD1602上，并通過作用單片機管腳，驅(qū)動蜂鳴器發(fā)聲和LED發(fā)光二極管發(fā)光，起到必要的報警功能。 2.2各部分功能簡介 利用STC89C52單片機、7個按鍵、LCD1602液晶顯示屏、蜂鳴器、LED發(fā)光二極管等設(shè)計一個家庭用智能藥盒。該系統(tǒng)硬件部分由單片機最小系統(tǒng)、按鍵電路、液晶顯示電路、聲光報警電路組成， 系統(tǒng)能完成時間的實時顯 示、每天三次定時、每次 用

6、藥四種藥用量提醒的功 能。系統(tǒng)基本功能如下： （1）顯示采用LCD1602顯示實時時間、用藥量、 調(diào)設(shè)信息顯示等。 （2） 定時時間與用藥量的設(shè)定系統(tǒng)須實現(xiàn)每天三次時間的定時，每次用藥時須對四種藥做出用量的提醒，通過5個按鍵完成，1個功能鍵，1個調(diào)節(jié)鍵，3次定時對應(yīng)的3個定時按鍵。實時時間調(diào)節(jié)實時時間通過另外2個按鍵進行調(diào)節(jié)，其中之一為功能鍵，另一個為調(diào)節(jié)鍵。（3）報警功能實時時鐘運行到定時時間時，LCD1602顯示此次用藥量，蜂鳴器響起，LED閃爍，提醒用藥時間到。 2.3總體設(shè)計 本設(shè)計采用模塊化設(shè)計的方法，以STC89C52單片機為核心設(shè)計一種家庭用智能藥盒。系統(tǒng)采用單片機為主控芯片，結(jié)

7、合單片機最小系統(tǒng)所必須的上電復(fù)位電路，內(nèi)部晶振電路，采用電源模塊為整個系統(tǒng)提供穩(wěn)定直流電源，采用單片機芯片提供的定時器設(shè)計系統(tǒng)時鐘，LCD顯示模塊負責(zé)時間及其他參數(shù)的的顯示，語音模塊接收單片機發(fā)送來的信號完成聲音信號的提醒，LED發(fā)光二極管配合語音模塊的蜂鳴器起到輔助的報警作用。在程序的設(shè)計問題上，以單片機內(nèi)部資源為核心，調(diào)用程序存儲區(qū)的各個模塊的驅(qū)動程序，通過單片機的引腳對系統(tǒng)中其他模塊資源進行驅(qū)動和調(diào)用，通過主程序調(diào)用按鍵掃描子程序和LCD1602數(shù)據(jù)刷新程序，將按鍵模塊和LCD1602聯(lián)系起來，使得按鍵的輸入信息可以實時地顯示在LCD1602液晶屏上，程序調(diào)用LCD1602讀數(shù)據(jù)的子程序

8、，并運算判斷是否進入報警時間，進入到報警時間時，將之前設(shè)定的用藥的信息刷新到LCD1602上，并通過作用單片機管腳，驅(qū)動蜂鳴器發(fā)聲和LED發(fā)光二極管發(fā)光，起到必要的報警功能。系統(tǒng)基本原理如下圖所示： 本系統(tǒng)采用STC89C52RC作 為單片機最小控制系統(tǒng)的核心， STC89C52RC是STC89C52系列 單片機的一種；采用LCD1602液 晶屏作為顯示器件；以單片機內(nèi)部 定時器中斷作為系統(tǒng)時鐘。系統(tǒng)通過單片機實現(xiàn)對各個系統(tǒng)模塊的協(xié)調(diào)控制，由單片機檢測7個按鍵的輸入，并將輸入信息實時顯示在LCD1602上。定時設(shè)置通過5個按鍵完成，1個功能鍵，1個調(diào)節(jié)鍵，3次定時對應(yīng)的3個定時按鍵，功能鍵按下

9、后，即可通過調(diào)節(jié)鍵調(diào)節(jié)，隨按下功能鍵次數(shù)的不同，完成對時間和用藥量六個值的設(shè)定，最后一次按下功能鍵，并按下3個定時按鍵的其中一個，LED發(fā)光二極管閃動，以確定定時按鍵確實被按下，則記錄此時各參的值，表示一次定時操作結(jié)束，則時鐘繼續(xù)向前運行。 定時設(shè)置完成后，對系統(tǒng)始終 時間做出調(diào)整。由2個按鍵完成， 一個是 功能鍵，一個是調(diào)節(jié)鍵，按下功能鍵，即 可對時間作出調(diào)整，隨功能鍵按下次數(shù)不 同，分別對分鐘數(shù)和小時數(shù)作出調(diào)整，調(diào) 整結(jié)束后，最后一次按下功能鍵，時鐘開 始運行。 系統(tǒng)利用單片機的定時器運行實時 時鐘，由單片機檢測此時實時時間是否與3個定時時間之一相等。實時時鐘運行到定時時間時，LCD160

10、2顯示此次用藥量，蜂鳴器響起，LED閃爍，提醒用藥時間到，一分鐘后，實時時鐘越過定時時間，實時時間與定時時間不再相等，則系統(tǒng)自動退出報警程序。 3.主要模塊及電氣原理圖3.1顯示電路顯示電路中的顯示器件為LCD1602，其數(shù)據(jù)端口與單片機的P0口相接，電路 連接圖： 1602采用標準的16腳 接口，其中： 第1腳：VSS為地電源。第2腳：VCC接5V正電源。第3腳：V0為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生重影，使用時可以通過一個1K的電位器調(diào)整對比度。 第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器，低電平時選擇指令寄存器。第5腳：RW為讀

11、寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。當RS和RW同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當RS為低電平RW為高電平時可以讀忙信號，當RS為高電平RW為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。第6腳：E端為使能端，當E端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。第714腳：D0D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。第1516腳：背光燈電源。 3.2鍵盤功能 在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，除了復(fù)位按鍵外，還需要其他按鍵，即鍵盤按鍵，以便控制系統(tǒng)的運行狀態(tài)或向系統(tǒng)輸入運行參數(shù)。鍵盤電路一般由鍵盤接口電路、按鍵（由控制系統(tǒng)運行狀態(tài)的功能鍵和向系統(tǒng)輸入數(shù)據(jù)的數(shù)字調(diào)節(jié)鍵組合）以及鍵盤掃描程序等部分組成。 本系統(tǒng)鍵盤電路共有7個按鍵組成，

12、鍵盤的工作原理是：按下鍵帽時，按鍵內(nèi)的復(fù)位彈簧被壓縮，動片觸點與靜片觸點相連，按鍵接通，相應(yīng)鍵向單片機端口發(fā)送一個低電平，松開鍵帽，按鍵斷開。 3.3 蜂鳴器報警電路 系統(tǒng)中單片機的P1.5腳與蜂鳴器相連，開啟蜂鳴器功能。當單片機的管腳輸出固定頻率電平時蜂鳴器響起。聲音是由振動所產(chǎn)生的，一定頻率的震動就產(chǎn)生了一定頻率的聲音，其電路連接圖如下圖所示： 一般情況下，P1.5腳處于高電平， 當系統(tǒng)進入報警時間時，單片機控 制P1.5腳輸出一定頻率方波，蜂鳴 器振動發(fā)聲，實現(xiàn)聲音報警功能。 3.4發(fā)光二極管電路 發(fā)光二極管在系統(tǒng)中結(jié)合蜂鳴器報警同步作用，其電路連接如下圖所示： 發(fā)光二極管D11一端接電源供 電，通過電阻與單片機P2.5腳 連接，一般情況下，P2.5為高 電平，發(fā)光二極管處于熄滅狀 態(tài)，當進入報警時間時，P2.5 腳降為低電平，發(fā)光二極管導(dǎo) 通亮起，其中的電阻起到對通 過二極管的電流的調(diào)節(jié)作用， 使得二極管正常發(fā)光。 4.創(chuàng)新點隨著近年來我國人口老齡化的日益嚴重以及人們在健康觀念上的日益重視，電子藥盒已成為一個很具有現(xiàn)實意義和使用價值的電子裝置，從本文的課題方向出發(fā)，還可以精化以下幾個方面的工作:1、從智能藥盒的外形來看，家庭用的智能藥盒還可以在系統(tǒng)的外部更加的簡化，減少使用所需的按鍵，配置其他更合適更實用的顯示模塊降低資源耗費，