自動(dòng)配藥系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

自動(dòng)配藥系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[摘要]多年來(lái)，國(guó)內(nèi)大部分化學(xué)實(shí)驗(yàn)室、化工研究所在進(jìn)行藥劑調(diào)配時(shí)，研究人員通常采用量杯手工操作的配藥方法來(lái)完成配藥工作，耗時(shí)又費(fèi)力。與此同時(shí)，在藥劑配比過(guò)程中，有些腐蝕性強(qiáng)藥劑或易揮發(fā)的藥劑是不適宜護(hù)理人員親膚接觸，對(duì)于長(zhǎng)期接觸有毒性的易揮發(fā)性藥物的人群往往對(duì)其身體構(gòu)成較大的損害。另外，在人工藥劑配比調(diào)配中，藥液量難免出現(xiàn)配藥量比例偏差失誤，也可能造成因藥物總量偏多而導(dǎo)致的殘余藥物處理等污染，影響配置藥液的質(zhì)量。針對(duì)以上藥劑量比例偏差、藥物污染等這類問(wèn)題，本課題“自動(dòng)配藥系統(tǒng)”將立足于研究解決該類問(wèn)題。該系統(tǒng)是基于增強(qiáng)型51單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)以智能配藥為目的的自動(dòng)配藥產(chǎn)品，可廣泛應(yīng)用于化學(xué)實(shí)驗(yàn)室、化工研究所、醫(yī)療等領(lǐng)域。設(shè)計(jì)中結(jié)合《STC12C5A60S2單片機(jī)應(yīng)用原理》、《電工電子》和《電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)》等基礎(chǔ)學(xué)科知識(shí)作為研究和設(shè)計(jì)的強(qiáng)有力基礎(chǔ)。自動(dòng)配藥系統(tǒng)設(shè)計(jì)中主要由單片機(jī)最小系統(tǒng)、蠕動(dòng)泵驅(qū)動(dòng)模塊、鍵盤控制模塊、顯示模塊、原藥箱、混合配液箱等部分組成，通過(guò)鍵盤設(shè)定各種藥液的配比劑量，并在液晶顯示屏上顯示當(dāng)前藥劑量，而后用蠕動(dòng)泵將原藥液抽取到混合藥箱中進(jìn)行混合，從而實(shí)現(xiàn)較為精確的自動(dòng)配藥功能。在作品外觀上，采用CAXA繪制凈化器外形結(jié)構(gòu)加工圖紙。在自動(dòng)配藥系統(tǒng)中，改變了傳統(tǒng)人工量取藥液的環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)為自動(dòng)取藥的功能，使得該系統(tǒng)不僅僅提高了配藥液的質(zhì)量，促進(jìn)了配藥液的合理性，更加保證了配藥人員的配藥安全。[關(guān)鍵詞]自動(dòng)配藥系統(tǒng)LCD液晶顯示屏STC12C5A60S2Designandimplementationofautomaticdispensingsystem[Abstract]overtheyears,thedomesticmostofthechemicallaboratory,chemicalresearchwherethedeploymentagent,researchersisusuallyusedcupmanualdispensingmethodtocompletetheworkofthedispensing,time-consumingandlaborious.Atthesametime,intheratioofreagentintheprocess,somestrongcorrosivechemicalsoreasyvolatileagentsisnotsuitablefornursingstaffcloseskincontact,thecrowdforthelong-termexposuretotoxicvolatiledrugsoftenthebodyconstituteagreaterharm.Alsoinartificialreagentmixing,liquidamountappearsunavoidablywithdoseproportionalbiaserrorsmayalsocausedduetodrugnormalamountofresidualdrugtreatmentandotherpollution,affectstheconfigurationofliquorquality.Accordingtothiskindofproblemoftheseagentsinproportiontothevolumedeviation,drugpollution,theproject"automaticdispensingsystem"willbebasedontosolvethiskindofproblem.Thesystemisbasedonenhanced51MCUtorealizetointelligentdispensingforthepurposeofautomaticdispensingproductandcanbewidelyusedintheresearchofchemicallaboratories,chemical,medicalandotherfields.Designincombinationwith"STC12C5A60S2microcontrollerapplication","electricalandElectronics"and"motoranddragfoundation"andotherbasicknowledgeasabasisforresearchanddesignofastrongfoundation.Automaticdispensingsystemdesignmainlyconsistsoftheminimumsystemoftheonechipcomputer,aperistalticpumpdrivemodule,keyboardcontrolmodule,displaymodule,theoriginaldrugbox,mixedwithaliquidboxparts,liquiddosageratioissetthroughthekeyboard,anddisplaysthecurrentdosageontheLCDscreen,thenperistalticpumpwilldrugliquidextractiontomixinginthechestweremixed,inordertoachieveamoreaccurateautomaticdispensingfunctions.Intheappearanceofthework,theuseofCAXAtodrawthepurifierconfigurationprocessingdrawings.Inautomaticdispensingsystem,changedthetraditionalmanualtakeliquidlink,designedforautomatictakingmedicinefunction,makingthesystemnotonlyimprovesthequalityofthedispensingoffluids,promotetherationalityofthedispensingoffluids,moretoensurethedispensingstaffofdispensingsafety.[Keywords]Automaticdispensingsystem,LEDliquidcrystaldisplay,STC12C5A60S2目錄引言 1第1章緒論 21.1自動(dòng)配藥系統(tǒng)簡(jiǎn)介 21.2自動(dòng)配藥系統(tǒng)的組成與功能 21.3論文的主要內(nèi)容 2第2章系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路及流程 42.1系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)方案 42.2系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案 4第3章硬件電路設(shè)計(jì) 63.1系統(tǒng)的總控單元構(gòu)成 63.2電源電路設(shè)計(jì) 83.3直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) 93.3.1電機(jī)的介紹 93.3.2電機(jī)芯片的選型及介紹 103.3.3電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì) 113.4液晶顯示電路設(shè)計(jì) 123.4.1LCD12864液晶顯示簡(jiǎn)介 123.4.2LCD12864引腳功能 123.4.3LCD液晶顯示器電路設(shè)計(jì) 133.5串行通信方式設(shè)計(jì) 143.5.1MAX232芯片簡(jiǎn)介及功能 143.5.2MAX232芯片介紹 143.5.3串行接口的電路設(shè)計(jì) 153.6鍵盤電路設(shè)計(jì) 163.7蜂鳴器警報(bào)電路 173.8蠕動(dòng)泵的原理與作用 18第4章軟件設(shè)計(jì) 204.1軟件總體結(jié)構(gòu) 204.2軟件模塊設(shè)計(jì) 204.2.1電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊 214.2.2液晶顯示模塊 214.2.3鍵盤輸入模塊 23第5章系統(tǒng)調(diào)試 245.1軟件調(diào)試 245.1.1Keil簡(jiǎn)介 245.2.2系統(tǒng)仿真圖 245.2硬件電路制作 255.2.1PCB板的介紹及制作 255.2.2電路板的焊接 26結(jié)論 27致謝語(yǔ) 28參考文獻(xiàn) 29附錄 30引言單片機(jī)的全稱為單片微型計(jì)算機(jī)（SingleChipMicrocomputer)，在國(guó)際上統(tǒng)稱為微型控制器（MicroControllerUnitMCU).單片機(jī)自從問(wèn)世以來(lái)，單片機(jī)這門技術(shù)得到了飛快的發(fā)展[1]。目前，單片機(jī)是進(jìn)一步向著CMOS化、功耗低、性能好、體積小、大容量、價(jià)格廉價(jià)和外圍電路內(nèi)裝化等幾個(gè)方面發(fā)展。它的出現(xiàn)很大程度的改變了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)的思想與運(yùn)用方式。單片機(jī)系統(tǒng)功大部分依賴于數(shù)字電路或模擬電路的原理，并且通過(guò)軟件控制方式實(shí)現(xiàn)。這種用軟件替代硬件的控制方法叫做微控制技術(shù)，是對(duì)傳統(tǒng)控制技術(shù)的改進(jìn)。這一技術(shù)廣泛的被運(yùn)用于自動(dòng)測(cè)量、智能儀器、家用電器和工業(yè)控制等各個(gè)方面。其中運(yùn)用最為廣泛的是由Intel公司的MCS-51系列單片機(jī)。如今，單片機(jī)的家族越來(lái)越大，技術(shù)上也越來(lái)越先進(jìn)。使用單片機(jī)作為整個(gè)系統(tǒng)的控制核心，在蠕動(dòng)泵固定流量前提下，分別控制蠕動(dòng)泵的抽液時(shí)間，來(lái)控制藥液混合的配比。采用電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)攪拌使藥液配置均勻。實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)配藥的過(guò)程。解決了配藥人員不能直接接觸藥液、配藥液的合理、質(zhì)量的穩(wěn)定等問(wèn)題。單片機(jī)的應(yīng)用大大提升了人們工作的便捷和安全性。第1章緒論1.1自動(dòng)配藥系統(tǒng)簡(jiǎn)介隨著現(xiàn)今醫(yī)療的不斷進(jìn)步，藥液也不斷的發(fā)展和豐富。藥液的配比和種類也越來(lái)越復(fù)雜。同時(shí)，配液過(guò)程中，有些藥物是不宜護(hù)理人員親身接觸，藥物易對(duì)護(hù)理人員造成損害。傳統(tǒng)的效率低、質(zhì)量不穩(wěn)定、出錯(cuò)率高等缺點(diǎn)。人工配藥已經(jīng)不在適合現(xiàn)如今的藥液配置。為解決上述問(wèn)題，我們嘗試著改變傳統(tǒng)輸液配藥中的環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)了自動(dòng)配藥系統(tǒng)。該系統(tǒng)基于51單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的以自動(dòng)智能為目的的新一代自動(dòng)配藥產(chǎn)品。該系統(tǒng)通過(guò)鍵盤輸入配藥溶液比，單片機(jī)控制自動(dòng)配藥系統(tǒng)自動(dòng)配制溶液。且液晶顯示屏自動(dòng)讀取溶度并顯示。這樣減少了配藥過(guò)程中人工配藥的失誤和污染，大大節(jié)約了人工勞動(dòng)力和藥物資源。改善了配制藥液質(zhì)量的穩(wěn)定性和合理性。1.2自動(dòng)配藥系統(tǒng)的組成與功能自動(dòng)配藥系統(tǒng)運(yùn)用STC12C5A60S2單片機(jī)應(yīng)用原理，同時(shí)結(jié)合電工電子、電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)等基礎(chǔ)學(xué)科知識(shí)進(jìn)行研究和設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)組成主要有電源模塊、MAX232通信模塊、直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、警報(bào)模塊、鍵盤輸入模塊、液晶顯示模塊等幾部分組成。同時(shí)，我們?cè)O(shè)計(jì)采用液晶顯示屏顯示作為人機(jī)操作界面。在產(chǎn)品外觀上，采用SolidWorks進(jìn)行外觀設(shè)計(jì)與AutoCAD繪制凈化器外形結(jié)構(gòu)加工圖紙.在輸入鍵盤上，它的數(shù)字和配藥單上的數(shù)字按鍵相對(duì)應(yīng)，使用時(shí)只需按下鍵盤上的按鍵，便可在短時(shí)間內(nèi)輕松的調(diào)配出需要的藥液。從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)配藥的控制過(guò)程。1.3論文的主要內(nèi)容本論文主要基于單片機(jī)的自動(dòng)配藥控制的研究和設(shè)計(jì)，根據(jù)要求，完成整個(gè)系統(tǒng)的總體方案，并對(duì)硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)最終的自動(dòng)配藥的功能。第1章主要介紹課題的背景，并對(duì)單片機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀以及自動(dòng)配藥系統(tǒng)的組成和功能進(jìn)行詳細(xì)的介紹，熟悉單片機(jī)控制優(yōu)缺點(diǎn)，了解自動(dòng)配藥系統(tǒng)的控制。第2章介紹自動(dòng)配藥的基本原理，對(duì)自動(dòng)配藥系統(tǒng)的總體構(gòu)造進(jìn)行詳細(xì)的介紹，充分了解自動(dòng)配藥系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)工藝。第3章介紹完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)的硬件方面，介紹系統(tǒng)需要的技術(shù)要求，完成基本的硬件技術(shù)。介紹各個(gè)模塊的芯片使用技術(shù)要求，完成硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。第4章介紹完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)方面，介紹系統(tǒng)采用的主要芯片的軟件設(shè)計(jì)，完成系統(tǒng)的主體程序。第5章介紹自動(dòng)配藥設(shè)備的外觀設(shè)計(jì)和自動(dòng)配藥系統(tǒng)調(diào)制過(guò)程。充分利用專業(yè)知識(shí)與自己的創(chuàng)新性思維，設(shè)計(jì)外觀好看實(shí)用的設(shè)計(jì)作品。第2章系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路及流程2.1系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)方案系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)配藥功能，需要由多模塊組成。各個(gè)模塊之間的所實(shí)現(xiàn)的功能如下：·單片機(jī)控制模塊單片機(jī)從鍵盤輸入模塊中讀取信息，送顯示器顯示；同時(shí)根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)，控制系統(tǒng)是否警報(bào)；單片機(jī)還負(fù)責(zé)控制配藥系統(tǒng)的操作,完成配藥過(guò)程?！る姍C(jī)驅(qū)動(dòng)模塊由電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)扇葉，加強(qiáng)配藥溶液的混合。使藥液配置濃度均勻?！ゆI盤輸入模塊用戶通過(guò)鍵盤模塊設(shè)置藥液配置比例。因此用戶只需按鍵操作，即可實(shí)現(xiàn)功能?！ひ壕э@示模塊顯示模塊負(fù)責(zé)檢測(cè)顯示系統(tǒng)的狀態(tài)值，通過(guò)顯示屏了解系統(tǒng)的當(dāng)前狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)操作?！し澍Q器警報(bào)模塊通過(guò)發(fā)出聲音實(shí)現(xiàn)警報(bào)·電源模塊提供系統(tǒng)操作所需的能源。2.2系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案根據(jù)以上模塊功能介紹，自動(dòng)配藥系統(tǒng)要完成輸入、顯示、控制、警報(bào)等功能，因此需要鍵盤配藥輸入模塊、液晶顯示模塊、單片機(jī)控制模塊、警報(bào)模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、電源模塊。各模塊構(gòu)建如下，在接通電源，系統(tǒng)監(jiān)測(cè)物故障時(shí)，通過(guò)鍵盤輸入掃描讀取輸入量，控制蠕動(dòng)泵抽取藥液并驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行混合攪拌，最后由顯示屏顯示。系統(tǒng)的總模塊圖如圖2-1所示。圖2-1系統(tǒng)總模塊圖如圖2-2所示為系統(tǒng)設(shè)計(jì)硬件結(jié)構(gòu)草圖。圖2-2系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)草圖第3章硬件電路設(shè)計(jì)根據(jù)系統(tǒng)各模塊的功能的不同，選擇合適的集成電路芯片，然后就可以進(jìn)行系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)。自動(dòng)配藥系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易方便，按照系統(tǒng)的功能模塊之間的電路又分為電源電路、通信電路、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、警報(bào)電路、鍵盤輸入電路、液晶顯示電路。單片機(jī)電路是主控電路，接收鍵盤電路中的按鍵輸入，然后送到顯示電路中顯示；根據(jù)輸入的信息，控制警報(bào)電路是否報(bào)警以及系統(tǒng)適配實(shí)現(xiàn)自動(dòng)配藥工作。下面對(duì)個(gè)電路進(jìn)行逐一加以介紹。3.1系統(tǒng)的總控單元構(gòu)成系統(tǒng)的主控單元由主控CPU（STC12C5A60S2）構(gòu)建最小工作系統(tǒng)，主要功能是控制系統(tǒng)的總體，是單片機(jī)控制的核心。51系列單片機(jī)的最小系統(tǒng)一般包括：振蕩電路、單片機(jī)、復(fù)位電路。下面我們對(duì)主控單元構(gòu)成的各個(gè)電路進(jìn)行分析。1.單片機(jī)的最小系統(tǒng)單片機(jī)最小系統(tǒng)是指只使用最少硬件單元電路構(gòu)成的能夠保證單片機(jī)正常工作的系統(tǒng)。電路如圖3-1所示。圖3-1最小系統(tǒng)電路STC12C5A60S2單片機(jī)是一種高速、功耗低、超抗干擾強(qiáng)的新一代8051單片機(jī)。他是本次設(shè)計(jì)所使用的主控芯片。選擇STC12C5A60S2是由于它的運(yùn)行速度比傳統(tǒng)8051芯片快8-12倍，但其指令代碼與傳統(tǒng)的8051完全適用。內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路,2路PWM,8路高速10位A/D轉(zhuǎn)換(250K/S，即25萬(wàn)次/秒),主要是對(duì)電機(jī)控制，抗干擾強(qiáng)場(chǎng)合。其管腳圖如3-2所示。圖3-2管腳圖2.振蕩電路單片機(jī)系統(tǒng)里都具有晶振，在單片機(jī)系統(tǒng)中晶振的作用非常大。在單片機(jī)系統(tǒng)中，晶振的作用主要是為系統(tǒng)供應(yīng)基本的時(shí)鐘信號(hào)。單片機(jī)根據(jù)晶振所提供的時(shí)鐘頻率來(lái)執(zhí)行一切指令。通常情況下，晶振需要與鎖相環(huán)電路配合使用。如果系統(tǒng)工作需要頻率的時(shí)鐘信號(hào)，那么整個(gè)系統(tǒng)模塊可以共用一個(gè)晶振。如果不同子系統(tǒng)模塊需要有不同頻率的時(shí)鐘信號(hào)，那么可以用與同一個(gè)晶振相連的鎖相環(huán)來(lái)供給[2]。晶振電路的電路圖如圖3-3所示。圖3-3晶振電路3.復(fù)位電路復(fù)位電路是由電阻與電容串聯(lián)組成的，它利用了“電壓電容不能突變”的原理。系統(tǒng)上電后，單片機(jī)上RST腳電平狀態(tài)會(huì)由低電平轉(zhuǎn)換為高電平，同時(shí)電路上RC值決定高電平持續(xù)的時(shí)間。另外，當(dāng)單片機(jī)在運(yùn)行時(shí)出錯(cuò)了，用戶按下復(fù)位按鍵，這個(gè)時(shí)候電容兩端形成了一個(gè)回路，因此在按鍵按下的這個(gè)過(guò)程中，電容會(huì)開始釋放出之前充的電量，電容電壓極速下降，電阻兩端分擔(dān)的電壓變大了，這時(shí)單片機(jī)RST腳也會(huì)出現(xiàn)高電平，從而進(jìn)入復(fù)位過(guò)程。復(fù)位電路圖如圖3-4所示。圖3-4復(fù)位電路圖3.2電源電路設(shè)計(jì)就單片機(jī)最小系統(tǒng)而言，只需要5V的直流電源，然而實(shí)際單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，由于需要擴(kuò)展一定的測(cè)控轉(zhuǎn)換通道和與其相應(yīng)的接口電路及外設(shè)，因此除了5V的直流電源外，還有可能需要其他的直流(如3V.12V等)電源。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的電源一般是由市電通過(guò)變壓、整流、穩(wěn)壓、濾波及AC/DC變換后提供系統(tǒng)所需的直流電源。也有的是從直流供電設(shè)備取得電能后通過(guò)DC/DC變換、穩(wěn)壓、濾波后提供系統(tǒng)所需電源[3]。由此，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的電源通常包括變壓電路兩種電源模塊結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、穩(wěn)壓電路和濾波電路。如圖3-5的（a）、（b）所示。(a)(b)圖3-5單片機(jī)系統(tǒng)電源組成框圖本設(shè)計(jì)使用三端集成線性穩(wěn)壓器7805，以直流9V電源經(jīng)7805后為后續(xù)電路供電的。電路原理圖如圖3-6所示。電路實(shí)現(xiàn)其原理為:接通電源后，電路經(jīng)過(guò)濾波電容CI濾波后，再經(jīng)過(guò)7805穩(wěn)壓后，7805的輸出管腳輸出穩(wěn)定的線性5v電源。電容C2和C3的設(shè)置也是起到濾波的作用。圖3-6電源原理圖3.3直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)3.3.1電機(jī)的介紹電機(jī)是重要的執(zhí)行器件，因此電機(jī)的驅(qū)動(dòng)是一個(gè)重要的應(yīng)用領(lǐng)域。電機(jī)的種類很多，可以分為直流電機(jī)、交流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)。目前，越來(lái)越多的單片機(jī)集成了特殊功能，但電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路卻仍很少。主要是因?yàn)殡姍C(jī)驅(qū)動(dòng)電路所需的電流越大，尤其是直流電動(dòng)機(jī)用啟動(dòng)時(shí)，點(diǎn)擊啟動(dòng)電流是正常工作電流的數(shù)倍，這就對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路提出了新要求。所以，需要設(shè)計(jì)專門的驅(qū)動(dòng)電路完成電機(jī)的驅(qū)動(dòng)。直流電機(jī)要實(shí)現(xiàn)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止、剎車功能。則需要設(shè)計(jì)一種特殊的電路，即橋式電路。在這里簡(jiǎn)單介紹電源的驅(qū)動(dòng)方式如圖3-7所示。當(dāng)三極管Q1和Q4導(dǎo)通后，電機(jī)將正轉(zhuǎn)。相反的，要使電機(jī)反轉(zhuǎn)，需要接通三極管Q2和Q3。在這兩種情況下，在電機(jī)兩端的電壓的極性正好相反。當(dāng)將全部關(guān)斷這4個(gè)晶體時(shí)，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。若使三極管QI與Q3關(guān)斷，且使三極管Q2與Q4導(dǎo)通，電機(jī)將處于短路制動(dòng)狀態(tài)，電機(jī)會(huì)馬上停止轉(zhuǎn)動(dòng)[4]。圖3-7H橋示意圖3.3.2電機(jī)芯片的選型及介紹專用的電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片，其功能大都很完善。電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片的選擇，我們主要依據(jù)是電機(jī)型號(hào)和額定輸入。TA7267BP是一種橋驅(qū)動(dòng)器直流的有刷電機(jī)旋轉(zhuǎn)控制的直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片。它支持正向轉(zhuǎn)動(dòng)、逆向轉(zhuǎn)動(dòng)、停止和制動(dòng)器四種不同的工作模式。這個(gè)芯片只需單電源供電即可。本次設(shè)計(jì)只需要使用的小電機(jī)，其輸入為5v，而驅(qū)動(dòng)電壓需要12V左右即可實(shí)現(xiàn)所需功能。報(bào)據(jù)這個(gè)要求，我們可以選擇東芝公司的TA7267系列芯片TA7267BP，如圖3-8所示。圖3-8TA7267BP實(shí)物圖TA7267BP芯片內(nèi)置有過(guò)電流防護(hù)與熱關(guān)斷的電路。它的內(nèi)部原理圖如圖3-9所示。TA7267BP的工作電源電壓端子和電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源接線端子是獨(dú)立的,因此可以實(shí)現(xiàn)伺服控制操作。通常情況下，它會(huì)被設(shè)計(jì)使用于裝載、卷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器錄像機(jī)、磁帶甲板中,有時(shí)在工業(yè)中也會(huì)被廣泛應(yīng)用。圖3-9TA7267BP內(nèi)部原理圖TA7267BP各引腳功能如表3-1所示。表3-1引腳功能引腳號(hào)碼符號(hào)功能說(shuō)明1IN1輸入2IN2輸入3IN3輸出4IN4接地5IN5輸出6IN6馬達(dá)驅(qū)動(dòng)供應(yīng)電路輸入7IN7馬達(dá)驅(qū)動(dòng)IC工作輸入3.3.3電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)系統(tǒng)配藥調(diào)劑中，需要通過(guò)混合、攪拌的過(guò)程。因此，需要設(shè)計(jì)電機(jī)作為攪拌模塊的動(dòng)力，來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)速驅(qū)動(dòng)功能。增加藥液混合的均勻和質(zhì)量的穩(wěn)定保證。控制直流電機(jī)在單片機(jī)系統(tǒng)中的典型應(yīng)用有轉(zhuǎn)向、啟動(dòng)、停止。選用直流電機(jī)，只要在直流電機(jī)的兩個(gè)控制端之間加上有電位差的電壓，就能夠使它轉(zhuǎn)動(dòng).改變加在兩端的電壓就可以改變轉(zhuǎn)動(dòng)方向[5]。本文選用東TA7267BP作為直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)芯片?？刂圃韴D如圖3-10所示。圖3-10驅(qū)動(dòng)芯片原理圖使TA7267BP芯片上的Pin1與Pin2作為控制信號(hào)的輸入端，與單片機(jī)CPU連接；且Pin3與Pin5連接到電動(dòng)機(jī)上，同時(shí)并聯(lián)一個(gè)電容與電阻。單片機(jī)通過(guò)改變Pin1與Pin2這兩個(gè)管腳的電平，實(shí)現(xiàn)4種電機(jī)狀態(tài)的控制指令。其邏輯功能表如表格3-2所示。表3-2邏輯功能表IN1IN2OUT1OUT2馬達(dá)動(dòng)作11LL快速自動(dòng)01LH正/反轉(zhuǎn)10HL反/正轉(zhuǎn)00高阻抗停止3.4液晶顯示電路設(shè)計(jì)3.4.1LCD12864液晶顯示簡(jiǎn)介液晶顯示器((LCD)是一種近年來(lái)被廣泛用于單片機(jī)控制的智能儀器、智能儀表和低功耗電子產(chǎn)品中。它具有的特點(diǎn)是功耗低、體積小、重量輕、厚度薄。中文字庫(kù)的128X64具有4位/8位并行、2線或3線串行多種接口方式。同時(shí)它的內(nèi)部含有國(guó)標(biāo)簡(jiǎn)體中文字庫(kù)的點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊。該模塊接口方式簡(jiǎn)單靈活，構(gòu)成全中文型人機(jī)交互圖形界面方便易行[6]。通過(guò)這種模塊構(gòu)成的液晶顯示方案不論是硬件電路結(jié)構(gòu)或者是顯示程序方面，都要比其他同類型的圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊簡(jiǎn)潔、方便許多。如圖3-11所示為L(zhǎng)CD12864實(shí)物圖。圖3-11液晶屏正反面3.4.2LCD12864引腳功能（1）液晶屏若自帶電位器時(shí)，第三腳VO可以不接。（2）液晶接口18腳VOUT可以不接懸空（3）串并行顯示有以下兩種調(diào)節(jié)方式：·通過(guò)PSB腳來(lái)控制程序內(nèi)部的高低電平·若JP2短路點(diǎn)有3點(diǎn)時(shí)，S和中間點(diǎn)連起來(lái)為串行，而P點(diǎn)和中間點(diǎn)連起來(lái)為并行。如果當(dāng)取字模出現(xiàn)亂碼時(shí)，請(qǐng)一定把JP2短接P為并口S為串口。下圖3-3所示為L(zhǎng)CD12864引腳功能表。表3-3LCD12864引腳功能表引腳號(hào)引腳名稱方向功能說(shuō)明1GND-模塊的電源地2VCC-模塊電源正端3V0-LCD驅(qū)動(dòng)電壓輸入端4RS(CS)H/L并行的指令、數(shù)據(jù)選擇信號(hào)：串行片選信號(hào)5R/W(SID)H/L并行的讀寫選擇信號(hào)：串行的數(shù)據(jù)口6E(CLK)H/L并行的使能信號(hào)：串行的同步時(shí)鐘7DB0H/L數(shù)據(jù)08DB1H/L數(shù)據(jù)19DB2H/L數(shù)據(jù)210DB3H/L數(shù)據(jù)311DB4H/L數(shù)據(jù)412DB5H/L數(shù)據(jù)513DB6H/L數(shù)據(jù)614DB7H/L數(shù)據(jù)715PSBH/L并、串行接口選擇：H-并行；L-串行16NC空腳17RSTH/L復(fù)位低電平有效18VOUT倍壓輸出腳19LED_A-背光源正極（LED+5V)20LED-K-背光源負(fù)極(LED-5V)3.4.3LCD液晶顯示器電路設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)主要研究通過(guò)單片機(jī)控制來(lái)實(shí)現(xiàn)液晶模塊字符的顯示。電路設(shè)計(jì)液晶原理圖如圖3-12所示。Pin1和Pin20共地、Pin2和Pin19都接5V電源、Pin4片選信號(hào)、Pin5為R/W信號(hào)、DB0到DB7作為接收單片機(jī)信號(hào)的數(shù)據(jù)。圖3-12液晶原理圖3.5串行通信方式設(shè)計(jì)3.5.1MAX232芯片簡(jiǎn)介及功能單片機(jī)有兩種通信方式，即并行、串行兩種通信方式。并行通信是指同時(shí)對(duì)各個(gè)位數(shù)據(jù)的接收或發(fā)送，串行通信則指將數(shù)據(jù)一位一位地按順序進(jìn)行發(fā)送或者接收。電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232是一種專門用于進(jìn)行TTL電平轉(zhuǎn)換為RS232電平的芯片。MAX232內(nèi)部置有泵電源，能將++5V電源電壓在芯片內(nèi)提高到RS232電平所需的正10v或者負(fù)10v電平。若在保持RS-232協(xié)議輸出電平的前提下，MAX3222,MAX3232和MAX3241可有效確保120kbps的數(shù)據(jù)傳輸速率。MAX3232帶有2個(gè)接收器和2個(gè)驅(qū)動(dòng)器[7]。在關(guān)斷模式中，其接收器保持活動(dòng)狀態(tài)，同時(shí)允許僅用1μA的工作電流監(jiān)測(cè)外部設(shè)備。MAX232封裝實(shí)物圖如圖3-13所示。圖3-13MAX232實(shí)物圖3.5.2MAX232芯片介紹MAX232芯片引腳功能如下，引腳電路圖如圖3-14所示第一部分是一種電荷泵電路。它由1,2,3,4,5,6腳和4只電容組成。能夠產(chǎn)生+12v和-12v兩個(gè)電源，供給RS-232串口電平所需。第二部分是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換通道。由7,8,9,10,11,12,13,14腳構(gòu)成兩個(gè)數(shù)據(jù)通道.其中13腳(R1IN)、12腳(R1OUT)、11腳(T1IN)、14腳(T10UT)為第一數(shù)據(jù)通道。8腳(R2IN)、9腳(R20UT)、10腳(T2IN)、7腳(T20UT)為第二數(shù)據(jù)通道。TTL/CMOS數(shù)據(jù)從T1IN,T2IN輸入轉(zhuǎn)換成RS-232數(shù)據(jù)從T10UT,T20UT送到電腦DB9插頭;DB9插頭的RS-232數(shù)據(jù)從R1IN,R2IN輸入轉(zhuǎn)換成TTL/CMOS數(shù)據(jù)后從R1OUT,R20UT輸出。第三部分是供電。15腳GND,16腳VCC(+5v)。送到電腦DB9插頭;DB9插頭的RS-232數(shù)據(jù)從R1IN,R2IN輸入轉(zhuǎn)換成TTL/CMOS數(shù)據(jù)后從R1OUT,R20UT輸出。圖3-14MAX232芯片引腳圖3.5.3串行接口的電路設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)基于STC12C5A60S2主控芯片，采用RS-232進(jìn)行雙機(jī)通信.RS232連接器一般為9針的D型接頭。電路設(shè)計(jì)將Pin2與MAX232的輸入連接，Pin3與MAX232輸出相連，實(shí)現(xiàn)串行通信的功能。其電路原理圖如圖3-15所示。圖3-15串行通信原理圖3.6鍵盤電路設(shè)計(jì)鍵盤是控制單片機(jī)系統(tǒng)最直接的方式，使用鍵盤可以提高工作效率，且方便操作。不同控制系統(tǒng)中，鍵盤的組成形式差別較大。在該設(shè)計(jì)中，由于采用的按鍵相當(dāng)較少且CPU端口足夠使用，故而采用獨(dú)立式鍵盤的設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)的電路圖如圖3-17所示，且其功能如下：當(dāng)按鍵P2.0對(duì)應(yīng)的按鍵被按下時(shí)，表示對(duì)藥液A進(jìn)行增加抽取量。當(dāng)按鍵P2.1對(duì)應(yīng)的按鍵被按下時(shí)，表示對(duì)藥液B進(jìn)行增加抽取量。當(dāng)按鍵P2.2對(duì)應(yīng)的按鍵被按下時(shí)，表示對(duì)藥液C進(jìn)行增加抽取量。當(dāng)按鍵P2.3對(duì)應(yīng)的按鍵被按下時(shí)，表示對(duì)藥液A進(jìn)行減少抽取量。當(dāng)按鍵P2.4對(duì)應(yīng)的按鍵被按下時(shí)，表示對(duì)藥液B進(jìn)行減少抽取量。當(dāng)按鍵P2.5對(duì)應(yīng)的按鍵被按下時(shí)，表示對(duì)藥液C進(jìn)行減少抽取量。當(dāng)按鍵P2.6對(duì)應(yīng)的按鍵被按下時(shí)，表示確認(rèn)對(duì)藥液進(jìn)行配置。當(dāng)按鍵P2.7對(duì)應(yīng)的按鍵被按下時(shí)，表示取消對(duì)藥液進(jìn)行配置。圖3-17獨(dú)立鍵盤電路3.7蜂鳴器警報(bào)電路在單片機(jī)應(yīng)用的設(shè)計(jì)上，通常在很多方案中都會(huì)配備使用蜂鳴器。很大部分都是使用蜂鳴器作為系統(tǒng)的提示或報(bào)警。單片機(jī)驅(qū)動(dòng)他激蜂鳴器可以使用兩種方式：一種是使用PWM輸出口直接進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，另一種是通過(guò)利用I/O定時(shí)翻轉(zhuǎn)電平生成驅(qū)動(dòng)波形來(lái)對(duì)蜂鳴器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)[8]。在這設(shè)計(jì)模塊系統(tǒng)中，我們需要介紹了PWM輸出口驅(qū)動(dòng)蜂鳴器的方法，還需要介紹I/O口驅(qū)動(dòng)蜂鳴器的方法。通過(guò)對(duì)其應(yīng)用將兩種驅(qū)動(dòng)方式做到一起。蜂鳴器實(shí)物圖如圖3-18所示。圖3-18蜂鳴器現(xiàn)如今市場(chǎng)上有種小型蜂鳴器因其體積小、重量輕、價(jià)格低等特點(diǎn)，被廣泛地應(yīng)用于各種需要發(fā)聲的電子制作、單片機(jī)電路中。蜂鳴器應(yīng)用與設(shè)計(jì)的不同，需要根據(jù)電路選擇所需要的蜂鳴器。蜂鳴器的規(guī)格選擇如表3-3所示。表3-3蜂鳴器規(guī)格類型單位HYT-1201HYT-1203HYT-1205HYT-1212額定電壓V1.53512工作電壓V1.2~32~54~78~16最大額定電流mA20303030共振頻率Hz2000~2600利用蜂鳴器的結(jié)構(gòu)原理，我們?cè)O(shè)計(jì)了以下的一個(gè)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)明單片機(jī)對(duì)蜂鳴器的驅(qū)動(dòng)。設(shè)計(jì)系統(tǒng)中安裝一個(gè)他激蜂鳴器，它的頻率為2000Hz，由I/O輸入口進(jìn)行控制調(diào)節(jié)。I/O端口控制的蜂鳴器在沒(méi)有鳴叫時(shí)，我們可以按一次按鍵I/O輸入口控制的蜂鳴器鳴叫。再按一次即可以停止鳴叫。蜂鳴器多發(fā)出蜂鳴聲，提示用戶操作進(jìn)程。自動(dòng)配藥系統(tǒng)警報(bào)模塊原理圖如圖3-19所示。圖3-19警報(bào)電路原理圖3.8蠕動(dòng)泵的原理與作用蠕動(dòng)泵通常也被稱作恒流泵和軟管泵。蠕動(dòng)泵所運(yùn)用的機(jī)械原理非常簡(jiǎn)單。其主要是利用對(duì)泵管進(jìn)行交替擠壓和釋放來(lái)泵送流體。簡(jiǎn)單的說(shuō)，它就像是使用兩根手指夾擠一根充滿液體的軟管一樣，它隨著手指的移動(dòng)，管內(nèi)就會(huì)形成負(fù)壓，使液體也隨著手指的移動(dòng)而流動(dòng)。利用這個(gè)原理，蠕動(dòng)泵中軟管裝卡在轉(zhuǎn)子和定子之間用以達(dá)到泵送的目的[9]。其工作原理大致如圖3-20所示。圖3-20蠕動(dòng)泵工作原理蠕動(dòng)泵在本系統(tǒng)主要是利用它的原理。當(dāng)系統(tǒng)設(shè)置好藥液配置起始值開始工作時(shí)，通過(guò)蠕動(dòng)泵定時(shí)定量對(duì)藥液進(jìn)行抽取?？梢源_保藥液抽取量的準(zhǔn)確性。如此，將更好的保證藥液濃度配比的精確。第4章軟件設(shè)計(jì)4.1軟件總體結(jié)構(gòu)軟件設(shè)計(jì)主要是對(duì)鍵盤進(jìn)行掃描，根據(jù)按鍵輸入控制配藥比，控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)攪拌，并將結(jié)果顯示。在通電，初始化過(guò)程中，主要是初始化STC1C5A60S2主控單元。LCD12864顯示初始化。然后檢測(cè)系統(tǒng)是否正常，在蜂鳴器不響時(shí)表示系統(tǒng)無(wú)故障。通過(guò)鍵盤輸入藥液配比，然后由鍵盤掃描讀取數(shù)據(jù)。主控芯片控制蠕動(dòng)泵抽取原藥液并驅(qū)動(dòng)攪拌電機(jī)攪拌。完成配藥工作。系統(tǒng)工作總流程圖如圖4-1所示。圖4-1系統(tǒng)工作總流程圖4.2軟件模塊設(shè)計(jì)4.2.1電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊根據(jù)TA7267BP各個(gè)引腳的功能，以及各引腳對(duì)電平的控制對(duì)于實(shí)現(xiàn)對(duì)小電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)控制很容易實(shí)現(xiàn)。通過(guò)單片機(jī)來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，首先需要將STC12C5A60S2單片機(jī)的I/O接口作為輸出口，傳輸數(shù)據(jù)TA7267BP的控制字，然后由TA7267BP來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)。電機(jī)驅(qū)動(dòng)流程圖如圖4-2所示。圖4-2電機(jī)驅(qū)動(dòng)流程圖4.2.2液晶顯示模塊顯示模塊在系統(tǒng)中的作用主要是初始化顯示、執(zhí)行命令操作顯示。該模塊便于系統(tǒng)操作的簡(jiǎn)便，可以方便識(shí)別系統(tǒng)目前的狀態(tài)。對(duì)于LCD12864顯示屏使用時(shí)，都必須先對(duì)其進(jìn)行經(jīng)過(guò)初始化設(shè)置。LCD12864的初始化設(shè)置包括對(duì)調(diào)節(jié)文字顯示位置、功能設(shè)定、以及顯示狀態(tài)等的設(shè)置。如圖4-3所示為初始化流程圖。圖4-3初始化流程圖模塊在接收到指令前，需要先去確認(rèn)模塊內(nèi)部是否處于空閑狀態(tài)，也就是去讀取BF標(biāo)志時(shí)BF需要為“0”，只有這樣才能夠接受新的指令。如果在發(fā)送一個(gè)指令前沒(méi)有檢查BF標(biāo)志，那么在前一個(gè)指令和這個(gè)指令之間就會(huì)延遲一段較長(zhǎng)的時(shí)間。也就是說(shuō)需要去等待前一個(gè)指令確定執(zhí)行完成才能繼續(xù)進(jìn)行。如圖4-4所示為L(zhǎng)CD顯示流程圖。圖4-4LCD顯示流程圖4.2.3鍵盤輸入模塊鍵盤接口電路程序設(shè)計(jì)，主要完成串行口的初始化和按鍵掃描工作。TTP226接觸板檢測(cè)集成電路有直接模式、鍵矩陣模式、串行模式三種輸出工作模式。大多數(shù)輸出模式工作在直接模式或串行模式中。其模式框圖如下圖4-5所示。圖4-5模式框圖鍵盤模塊作為系統(tǒng)直接操作的輸入模塊，便于系統(tǒng)的操作使用。鍵盤工作的流程如下圖4-6所示。圖4-6鍵盤工作流程圖第5章系統(tǒng)調(diào)試5.1軟件調(diào)試5.1.1Keil簡(jiǎn)介硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)是單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用中不可缺少的兩個(gè)重要環(huán)節(jié)。設(shè)計(jì)中除必要的硬件外，同樣離不開軟件。一般情況下，有手工匯編、機(jī)器匯編兩種方式將所需匯編語(yǔ)言源程序轉(zhuǎn)變?yōu)镃PC可以執(zhí)行的機(jī)器代碼。其中機(jī)器匯編他是由匯編軟件將源程序轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)器碼。目前，Keil軟件是目前最流行開發(fā)NICS-51系列單片機(jī)的一種軟件。Keil是一種包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫(kù)管理和仿真調(diào)試器等的單片機(jī)軟件開發(fā)系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)使用Keil進(jìn)行C語(yǔ)言的編寫，并進(jìn)行調(diào)試編譯[10]。5.2.2系統(tǒng)仿真圖Keil的使用必須先啟動(dòng)Keil,接著建立工程和新文件，然后就可以進(jìn)行對(duì)程序的編寫。在完成編寫和保存之后，進(jìn)行主菜單功能的設(shè)置。下圖5-1所示為程序編寫編譯圖。圖5-1程序編譯圖5.2硬件電路制作5.2.1PCB板的介紹及制作隨看電子設(shè)備越來(lái)越復(fù)雜，需要的零件自然越來(lái)越多。電路板的種類也隨之變得多樣。PCB板是一種印刷電路板。板子本身的基板是由絕緣隔熱、并不易彎曲的材質(zhì)所制作成。在表面可以看到的細(xì)小線路材料是銅箔，原本銅箔是覆蓋在整個(gè)板子上的，而在制造過(guò)程中部份被蝕刻處理掉，留下來(lái)的部份就變成網(wǎng)狀的細(xì)小線路了。這些線路被稱作導(dǎo)線或稱布線，并用來(lái)提供PCB上零件的電路連接使用。本次設(shè)計(jì)使用Altiumdesigner繪制PCB板。繪制步驟如下圖5-2所示。圖5-2PCB制作流程圖5.2.2電路板的焊接（1）焊接前，將電烙鐵充分預(yù)熱到一定的溫度。左手拿焊錫，右手持電烙鐵，先將元器件的一個(gè)腳進(jìn)行固定后再焊其他的腳。（2）烙鐵頭刃面要與焊點(diǎn)處保持緊貼的狀態(tài)。電烙鐵與水平面要有一定的傾斜便于熔化的錫能更好的從烙鐵頭上流到焊點(diǎn)上提高焊接質(zhì)量。烙鐵頭在焊點(diǎn)處不宜停留太久，大約停留2~3秒即可。（3）抬開烙鐵頭，保持元器件不能動(dòng)，等到焊錫冷卻凝固后元器件固定了方可松開手。焊接時(shí)，要保證每個(gè)焊點(diǎn)焊接牢靠、接觸良好。要保證焊接質(zhì)量，其典型特征是錫點(diǎn)光亮，圓滑而無(wú)毛刺，錫量適中。錫和被焊物融合牢固，不應(yīng)有虛焊和假焊。本次設(shè)計(jì)焊接實(shí)物圖如圖5-3所示。圖5-3實(shí)物圖正反面結(jié)論本設(shè)計(jì)由多模塊組合而成，其中以STC12C5A60S2單片機(jī)作為主控機(jī)，通過(guò)串行通信MAX232控制的鍵盤輸入控制系統(tǒng)工作，由LCD12864液晶屏顯示。系統(tǒng)還有buzzer蜂鳴器作為警報(bào)電路，增加系統(tǒng)工作狀態(tài)屬性分析。同時(shí)由TA7267BP芯片控制的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，加強(qiáng)藥液配置濃度的均勻穩(wěn)定。PCB板在制作過(guò)程中，先用AltiumDesignerWinter09畫出PCB板圖，然后經(jīng)過(guò)裁板、洗板、轉(zhuǎn)印、最后腐蝕。在電路板焊接有些時(shí)候電子元器件的管腳搞錯(cuò)導(dǎo)，由于很多器件都是采用貼片式，所以導(dǎo)致許多的虛焊，以致不能正常的顯示，安裝紅外對(duì)管的時(shí)候，由于沒(méi)有考慮室管對(duì)它的影響，導(dǎo)致顯示效果不佳。經(jīng)過(guò)不斷的修改，遵循一步又一步的測(cè)試和排故，終于調(diào)試好。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成，主要工作有如下：1、熟悉STC12C5A60S2單片機(jī)功能及工作特性。2、加強(qiáng)對(duì)TA7267BP芯片的了解，以及引腳的功能屬性。對(duì)TA7267BP芯片控制的電機(jī)驅(qū)動(dòng)的選型與設(shè)計(jì)。

3、對(duì)鍵盤和顯示器進(jìn)行選型比較，得出各種型號(hào)優(yōu)劣比。4、采用面向?qū)ο蟮乃枷?，分層次、分模塊構(gòu)建設(shè)計(jì)的總體框架。致謝語(yǔ)大學(xué)四年彈指一揮間已經(jīng)接近了尾聲。在大學(xué)生活即將結(jié)束之際，經(jīng)過(guò)認(rèn)真的思考及資料的收集。我完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)和論文的撰寫。這過(guò)程中得到了許多人的幫助。首先，非常感謝我的導(dǎo)師林老師，本設(shè)計(jì)就是在林鎮(zhèn)周老師的悉心指導(dǎo)下完成的。林老師從指導(dǎo)寫作指導(dǎo)、論文框架結(jié)構(gòu)到細(xì)節(jié)修改，都給予了細(xì)致的指導(dǎo)，提出了很多寶貴的意見(jiàn)與建議。同時(shí)林老師以其嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的教學(xué)態(tài)度、高度的敬業(yè)精神、兢兢業(yè)業(yè)、孜孜以求的工作作風(fēng)對(duì)我產(chǎn)生及其重要影響。他淵博的知識(shí)、開闊的視野和敏銳的思維給了我深深的啟迪。這篇論文是在林老師的精心指導(dǎo)和大力支持下才完成的。其次我要感謝我的學(xué)校，給了我學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)。包括大學(xué)四年所有的任課老師，是你們的教育讓我學(xué)習(xí)了許多專業(yè)的知識(shí)。這些知識(shí)在畢業(yè)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)過(guò)程中起到很大的作用。如果沒(méi)有這些年知識(shí)的積淀，相信我將不會(huì)有如此大的動(dòng)力和信心來(lái)完成這篇論文。謹(jǐn)以此致謝。最后，我要向百忙之中抽時(shí)間對(duì)本論文進(jìn)行審閱的各位老師表示衷心的感謝。感恩之余，誠(chéng)懇地請(qǐng)求各位老師對(duì)我的論文多以加指導(dǎo)糾正，使我及時(shí)找出論文的不足之處。參考文獻(xiàn)[1]王悅凱.51單片機(jī)系統(tǒng)入門?擴(kuò)展?應(yīng)用開發(fā)學(xué)習(xí)手冊(cè)[M].中國(guó)鐵道出版社,2013,05.[2]盧易楓.AT89C51最小系統(tǒng)故障診斷分析[J]《學(xué)園》，2015.[3]劉坤.51單片機(jī)C語(yǔ)言應(yīng)用開發(fā)技術(shù)大全[M].人民郵電出版社，2008,08.[4]王玉梅.電氣自動(dòng)化技能型人才實(shí)訓(xùn)系列電動(dòng)機(jī)控制與變頻調(diào)速[M].中國(guó)電力出版社,2011,06[5]焦玉朋.基于51單片機(jī)的PWM直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)[D].內(nèi)蒙古大學(xué)，2013,05.[6]三恒星科技.MCS-51單片機(jī)原理與應(yīng)用實(shí)例[M].電子工業(yè)出版社，2008.[7]曹蓮.應(yīng)用MAX232實(shí)現(xiàn)MCS51單片機(jī)串行通信[D].中國(guó)工程物理研究院電子工程研究所.2012.[8]丁修方.基于Cortex-M3延伸報(bào)警系統(tǒng)的研制[J].江蘇科技大學(xué),2012.[9]李想，郭慶.基于單片機(jī)的蠕動(dòng)泵控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].大眾科技，2011,11.[10]陳海宴.51單片機(jī)原理及應(yīng)用[M].北京航空航天大學(xué)出版社,2010,07.附錄主函數(shù)程序/*=============================================================-Project:STC12C5A6S2For-Version:V1.0-Date:2016-3-24-Author:WangYiHong-Company:-Comments:-Chiptype:STC12C5A6S2-Programtype:Application-Clockfrequency:11.0592MHz-Memorymodel:Small-ExternalRAMsize:0-DataStacksize:256=============================================================*/#include"STC12C5A.h"#include"func.h"#include"time.h"#include"Parallel_12864.h"#include"key_scan.h"#include"PumpCtrl.h"#defineuchar unsignedchar#defineuint unsignedint#defineFSCLK 11059200sbit Bell =P3^7;voidmain(){ P4SW=0x70; 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DATA_PORT=0XFF; RS=0; RW=1; while(flag==0) { for(i=0;i++;i<10) { _nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); } CE=1; for(i=0;i++;i<10) { _nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); } if(DATA_PORT&0X80)flag=0; elseflag=1; for(i=0;i++;i<10) { _nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); } CE=0; } }/***********************************************************************************************************函數(shù)名稱：Write_12864_Data(uchardate)**函數(shù)功能：寫數(shù)據(jù)**函數(shù)說(shuō)明：**入口參數(shù)：待寫入數(shù)據(jù)**出口參數(shù)：無(wú)*********************************************************************************************************/voidWrite_12864_Data(uchardate)//寫數(shù)據(jù){ uchari; Check_12864_Busy(); RS=1; RW=0; for(i=0;i++;i<4) { _nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); } CE=1; for(i=0;i++;i<4) { _nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); } DATA_PORT=date; for(i=0;i++;i<4) { _nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); } CE=0;}/***********************************************************************************************************函數(shù)名稱：ucharRead_12864_Data(void)**函數(shù)功能：讀數(shù)據(jù)**函數(shù)說(shuō)明：**入口參數(shù)：無(wú)**出口參數(shù)：待讀出數(shù)據(jù)*********************************************************************************************************/ucharRead_12864_Data(void)//讀數(shù)據(jù){ uchardate,i; Check_12864_Busy(); DATA_PORT=0XFF; RS=1; _nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); date=DATA_PORT; RW=1; for(i=0;i++;i<10) { _nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); } CE=1; for(i=0;i++;i<10) { _nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); } date=DATA_PORT; CE=0; return(date); }/***********************************************************************************************************函數(shù)功能：讀數(shù)據(jù)**函數(shù)說(shuō)明：**入口參數(shù)：待寫入的指令**出口參數(shù)：無(wú)*********************************************************************************************************/voidWrite_12864_Com(ucharcommod)//寫指令{ uchari; Check_12864_Busy(); RS=0; RW=0; for(i=0;i++;i<4) { _nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); } CE=1; for(i=0;i++;i<4) { _nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); } DATA_PORT=commod; for(i=0;i++;i<4) { _nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); } CE=0;}/***********************************************************************************************************函數(shù)功能：12864液晶初始化程序**函數(shù)說(shuō)明：**入口參數(shù)：無(wú)**出口參數(shù)：無(wú)*********************************************************************************************************/voidLCD_12864_Init(void){ Write_12864_Com(basic_commod);//30H--基本指令操作 Write_12864_Com(cursor_off);//0x06開顯示，關(guān)光標(biāo)，不閃爍。擴(kuò)展 Write_12864_Com(clear);//清除顯示0x01 Write_12864_Com(0x06);//指定在資料寫入或讀取時(shí)，光標(biāo)的移動(dòng)方向，DDRAM的地址計(jì)數(shù)器（AC）加1。00000110}/***********************************************************************************************************函數(shù)功能：向液晶連續(xù)寫入一段字符串**函數(shù)說(shuō)明：字符可以是任何字符，包括漢字，但是漢字必須是寫在一個(gè)連續(xù)的16*16的點(diǎn)陣中**函數(shù)舉例：Write_12864_String("LCD12864液晶實(shí)驗(yàn)")，這段字符串有8個(gè)英文字符，總共占4個(gè)16*16的點(diǎn)陣，后面的四個(gè)同樣占4個(gè)16*16的點(diǎn)陣**錯(cuò)誤舉例：Write_12864_String("LCD液晶顯示"),前面的三個(gè)字符占了一個(gè)半的16*16單元的點(diǎn)陣，會(huì)導(dǎo)致后面的漢字沒(méi)法正常顯示**入口參數(shù)：待寫入的字符串**出口參數(shù)：無(wú)*********************************************************************************************************/voidWrite_12864_String(uchar*str)//寫入字符串或者漢字{ uchar*p; p=str; while(*p!=0) { Write_12864_Data(*p); p=++str; } }/***********************************************************************************************************函數(shù)功能：在指定位置寫入漢字**函數(shù)說(shuō)明：漢字必須是寫在一個(gè)連續(xù)的16*16的點(diǎn)陣中**入口參數(shù)：待寫入的漢字**函數(shù)舉例：Hanzi_Disp("液晶實(shí)驗(yàn)")**出口參數(shù)：無(wú)*********************************************************************************************************/voidHanzi_Disp(ucharx,uchary,uchar*s){ Write_12864_Com(addr_tab[8*x+y]);//寫地址 while(*s>0) { Write_12864_Data(*s);//寫數(shù)據(jù) s++; }}/***********************************************************************************************************函數(shù)功能：在指定位置寫一個(gè)整數(shù)**函數(shù)說(shuō)明：整數(shù)的范圍從0到65535**入口參數(shù)：待寫入的整數(shù)**出口參數(shù)：無(wú)*********************************************************************************************************/voidNum_Display(ucharx,uchary,uintnumber){ uinti=10000; Write_12864_Com(addr_tab[8*x+y]);//寫地址 if(number!=0) { while(number/i==0) { i/=10; } if(i!=1) { while(number/i!=0) { Write_12864_Data(number/i+0x30); number-=(number/i)*i; i/=10; if(i==1)break; } } } Write_12864_Data(number%10+0x30);}/***********************************************************************************************************函數(shù)功能：在屏幕上顯示一副圖片**函數(shù)說(shuō)明：可以有半屏顯示和全屏顯示兩種模式，可以自行修改**畫圖方式為從左到右掃描，從上到下，每寫一個(gè)字節(jié)后行地址加一，每寫玩16個(gè)字節(jié)，即128個(gè)點(diǎn)（如果半屏顯示8個(gè)字節(jié)，64個(gè)點(diǎn)）列地址加一**點(diǎn)陣取點(diǎn)方式為從左到右，從上到下，高位在前，低為在后**入口參數(shù)：繪畫的圖片的首地址**出口參數(shù)：無(wú)*********************************************************************************************************/voidPHO_Display(constunsignedchar*s){ ucharCOUNT3=0X02,COUNT1,COUNT2,LCD_X=0X80,LCD_Y; for(;COUNT3!=0;COUNT3--) { LCD_Y=0X80;//上半屏 COUNT2=0X20;//32 for(;COUNT2!=0;COUNT2--) { // COUNT1=0X10;//8個(gè)16*16點(diǎn)陣單元顯示全屏 COUNT1=0X08;//4個(gè)16*16點(diǎn)陣單元顯示半屏華師logo Write_12864_Com(0x34); Write_12864_Com(LCD_Y); Write_12864_Com(LCD_X); Write_12864_Com(0x30); for(;COUNT1!=0;COUNT1--) { Write_12864_Data(*s++); } LCD_Y+=1; } LCD_X=0X88;//下半屏 } Write_12864_Com(0x36); Write_12864_Com(0x30);}/*另外一種打點(diǎn)畫圖程序*/voidimg_displeft(constunsignedchar*img)//注意031，031上下分半{unsignedchari,j,m,n;for(j=0;j<32;j++){for(i=0;i<4;i++){Write_12864_Com(0x34);//擴(kuò)展指令，顯示繪圖Write_12864_Com(0x80+j);//更新坐標(biāo)Write_12864_Com(0x80+i);Write_12864_Com(0x30);//基本指令集Write_12864_Data(img[j*8+i*2]);//高字節(jié)Write_12864_Data(img[j*8+i*2+1]);//低字節(jié)}}for(n=0;n<32;n++){for(m=0;m<4;m++){Write_12864_Com(0x34);//擴(kuò)展指令，顯示繪圖Write_12864_Com(0x80+n);//更新坐標(biāo)Write_12864_Com(0x88+m);Write_12864_Com(0x30);//基本指令集Write_12864_Data(img[n*8+256+m*2]);//高字節(jié)Write_12864_Data(img[n*8+256+m*2+1]);//低字節(jié)}}Write_12864_Com(0x36);//擴(kuò)充功能指令，開繪圖開關(guān)。}/***********************************************************************************************************函數(shù)功能：清除12864內(nèi)部的CGRAM**函數(shù)說(shuō)明：當(dāng)屏幕之前通過(guò)CGRAM繪圖，可以調(diào)用此函數(shù)來(lái)清除CGRAM中的內(nèi)容**入口參數(shù)：無(wú)**出口參數(shù)：無(wú)*********************************************************************************************************/voidClear_12864(void){ ucharCOUNT3=0X02,COUNT1,COUNT2,LCD_X=0X80,LCD_Y; for(;COUNT3!=0;COUNT3--) { LCD_Y=0X80; COUNT2=0X20;//32 for(;COUNT2!=0;COUNT2--) { COUNT1=0X10;//16 Write_12864_Com(0x34); Write_12864_Com(LCD_Y); Write_12864_Com(LCD_X); Write_12864_Com(0x30); for(;COUNT1!=0;COUNT1--) { Write_12864_Data(0x00); } LCD_Y+=1; } LCD_X=0X88; } Write_12864_Com(0x36); Write_12864_Com(0x30); }voidLCM_clr(void){ Write_12864_Com(0x30); Write_12864_Com(0x01); Delay_ms(1); Delay_ms(1);}/***********************************************************************************************************函數(shù)功能：在屏幕上打上一個(gè)點(diǎn)，屏幕像素是128*64**函數(shù)說(shuō)明：打點(diǎn)范圍不要超過(guò)坐標(biāo)范圍，這個(gè)函數(shù)用來(lái)為后面的畫直線和其他函數(shù)服務(wù)**入口參數(shù)：待寫入的整數(shù)**出口參數(shù)：無(wú)*********************************************************************************************************/voidSet_12864_Point(ucharx,uchary){ ucharx_byte,x_bit,y_byte,y_bit; uchardate1,date2;//存儲(chǔ)讀回的數(shù)據(jù) x&=0x7F;//限制在