基于单片机的模块化智能药盒的开发
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
图 2 LCD 液晶显示模块电路图
1602 引脚功能说明。第 1 脚： VSS 为地电源。第 2 脚：
VDD 接 5V 正电源。第 3 脚： VL 为液晶显示器对比度调整 端，接正电源时对比度最弱，接地时对比度最高，使用时可以 通过一个 10K 的电位器调整对比度。第 4 脚： RS 为寄存器 选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。 第 5 脚： R / W 为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时 进行写操作。第 6 脚： E 端为使能端，当 E 端由高电平跳变成 低电平时，液晶模块执行命令。第 7 ～ 14 脚： D0 ～ D7 为 8 位 双向数据线。第 15 脚： 背光源正极。第 16 脚： 背光源负极。 LCD1602 电路原理图如图 2 所示。
Industrial & Science Tribune 2011.（10）.22
·61·
产业与科技论坛 2011 年第 10 卷第 22 期
｛ second = 0； if（ minute ＜ 59） minute + + ； else ｛ minute = 0； hour + + ； hour% = 24； ｝ ｝ ｝ （ 四） LCD 液晶显示模块。LCD 显示模块采用 LCD1602 液晶显示器，LCD1602 液晶显示器具有显示质量高、数字式 接口、体积小、重量轻、功耗低等优点。
（ 二） 系统的电源模块。电源电路芯片采用 7805，电源模 块的作用把 9V 锌锰干电池通过 7805 转换为 5V，供整个系统 使用。本系统所有芯片都需要 + 5V 的工作电压，而干电池只 能提供的电压为 1． 5V 的倍数的电压，并且随着使用时间的 延长，其电压会逐渐下降，则需要 LM7805 稳压芯片。L7805 能提供 300 至 500mA 的电流，足以满足芯片供电的要求。虽 然微处理器和微 控 制 器 不 需 要 支 持 电 路，功 耗 也 很 低，但 必 须要加以考虑。
图 1 智能药盒的系统结构框图
三、智能药盒各模块的分析与设计 （ 一） 单片机的最小系统模块。单片机最小系统模块在
整个系统中 起 到 控 制 中 心 的 作 用，本 设 计 的 主 控 芯 片 选 择 STC89C52，采用手动复位。STC89C52 单 片 机 是 基 于 80C51 内核采用高密度 CMOS 技术设计制造，包含中央处理单元、 8k 字节非异失性 Flash 只读程序存储器 EPROM、256 字节内 部数据存储器 RAM、32 个双向输入 / 输出（ I / O） 口、2 个 16 位 定时器 / 计数器和中断源，4 层优先级中断嵌套结构，可用于 多机通信的串行 I / O 口，I / O 扩展，片内时钟振荡电路。其最 小系统包括复位电路和由两个电容及一个 12 兆晶振组成的 振荡器。STC89C52 采用低功耗静态设计，宽工作频率（ DC － 33MHz） ，宽工作电压范围（ 2． 7 ～ 5． 5V） 。用 STC89C52 单片 机构成最小应用系统时，只要将单片机接上时钟电路和复位 电路即可。
产业与科技论坛 2011 年第 10 卷第 22 期
基于单片机的模块化智能药盒的开发
□唐立民 李广羽
【源自文库 要】本文主要阐述的是一种基于 STC89C52 单片机，采用模块化结构设计的智能药盒。其模块化的结构主要是以单片机 最小系统模块为处理控制中心，并集成有电源模块、定时模块、显示模块、语音模块等几大功能模块。本文就该智能 药盒的工作原理、系统结构、各模块的主要电路设计及软件设计展开论述。
（ 三） 系统的定时模块。系统定时模块的定时功能主要 是由单片机内部的定时器 / 计数器来实现的，定时器 / 计数器 是一种 16 位可编程器件，可以工作在定时器方式或计数器 方式，该设计用到 的 就 是 它 的 定 时 器 方 式，可 设 置 为 四 种 工 作方式，由两个 8 位专用寄存器 TMOD 和 TCON 进行管理与 控制。
定时器模块子程序。 void time1（ ） interrupt 3 / / 定时器 1 中断函数 ｛ TH1 = 0xfc； / / 定时 1ms TL1 = 0x18； temp + + ； if（ temp = = 1000） / / 配合定时器定时 1s ｛ temp = 0； second + + ； ｝ if（ second = = 59）
【关键词】STC89C52； 模块化结构； 智能药盒 【作者单位】唐立民，李广羽； 吉林农业科技学院信息工程学院
一、引言 很多老年人随 着 年 龄 的 不 断 增 长，都 有 健 忘 的 毛 病，对 于这些老年人来 说，在 生 病 的 时 候 按 时 吃 药 是 一 个 难 题，如 果需要在不同时 间 吃 不 同 的 药，几 乎 很 难 独 立 完 成，本 文 论 述的智能药盒就是针对这些老年人所设计的。该智能药盒 具有独特的验证功能（ 验证用户是否已服用过药） ，在提醒语 音响起时，只有用户打开药盒后，提醒语音才会停止，半分钟 后，提醒语音会再 次 响 起，直 到 用 户 服 用 过 药 物 关 闭 药 盒 后 提醒语音才会停 止，通 过 二 次 提 醒，验 证 了 老 年 人 是 否 已 服 用过药物，当确认 老 人 已 经 服 药 后，药 盒 对 该 药 的 出 药 开 关 进行锁定，在下次 服 药 时 间 到 来 前 无 法 从 药 盒 中 取 药，在 提 醒老人按时吃药的同时也确保了老人不会重复服药。并且， 该智能药盒采用的是一键式定时的操作，用户只需要在他吃 药的第一天吃药同时按动一下智能药盒上的定时按键，智能 药盒就自动记住这个时间，以后每天同样的时间就会语音提 醒用户吃药，非常方便老年人使用。 二、工作原理及系统结构 该系统采用 STC89C52 单片机为主控芯片，电源模块使 用了 7805 稳压芯片为整个系统提供稳定的 5V 直流电源，定 时模块采用 STC89C52 芯片提供的定时器中断来实现定时， 显示模块采用的是 LCD1602 液晶屏来负责时间日期的显示， 语音模块使用了 ISD4004 语音芯片，单片机通过 SPI 总线发 送操作命令控制语音芯片的录放音操作。系统的结构框图 如图 1 所示：
1602 引脚功能说明。第 1 脚： VSS 为地电源。第 2 脚：
VDD 接 5V 正电源。第 3 脚： VL 为液晶显示器对比度调整 端，接正电源时对比度最弱，接地时对比度最高，使用时可以 通过一个 10K 的电位器调整对比度。第 4 脚： RS 为寄存器 选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。 第 5 脚： R / W 为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时 进行写操作。第 6 脚： E 端为使能端，当 E 端由高电平跳变成 低电平时，液晶模块执行命令。第 7 ～ 14 脚： D0 ～ D7 为 8 位 双向数据线。第 15 脚： 背光源正极。第 16 脚： 背光源负极。 LCD1602 电路原理图如图 2 所示。
Industrial & Science Tribune 2011.（10）.22
·61·
产业与科技论坛 2011 年第 10 卷第 22 期
｛ second = 0； if（ minute ＜ 59） minute + + ； else ｛ minute = 0； hour + + ； hour% = 24； ｝ ｝ ｝ （ 四） LCD 液晶显示模块。LCD 显示模块采用 LCD1602 液晶显示器，LCD1602 液晶显示器具有显示质量高、数字式 接口、体积小、重量轻、功耗低等优点。
（ 二） 系统的电源模块。电源电路芯片采用 7805，电源模 块的作用把 9V 锌锰干电池通过 7805 转换为 5V，供整个系统 使用。本系统所有芯片都需要 + 5V 的工作电压，而干电池只 能提供的电压为 1． 5V 的倍数的电压，并且随着使用时间的 延长，其电压会逐渐下降，则需要 LM7805 稳压芯片。L7805 能提供 300 至 500mA 的电流，足以满足芯片供电的要求。虽 然微处理器和微 控 制 器 不 需 要 支 持 电 路，功 耗 也 很 低，但 必 须要加以考虑。
图 1 智能药盒的系统结构框图
三、智能药盒各模块的分析与设计 （ 一） 单片机的最小系统模块。单片机最小系统模块在
整个系统中 起 到 控 制 中 心 的 作 用，本 设 计 的 主 控 芯 片 选 择 STC89C52，采用手动复位。STC89C52 单 片 机 是 基 于 80C51 内核采用高密度 CMOS 技术设计制造，包含中央处理单元、 8k 字节非异失性 Flash 只读程序存储器 EPROM、256 字节内 部数据存储器 RAM、32 个双向输入 / 输出（ I / O） 口、2 个 16 位 定时器 / 计数器和中断源，4 层优先级中断嵌套结构，可用于 多机通信的串行 I / O 口，I / O 扩展，片内时钟振荡电路。其最 小系统包括复位电路和由两个电容及一个 12 兆晶振组成的 振荡器。STC89C52 采用低功耗静态设计，宽工作频率（ DC － 33MHz） ，宽工作电压范围（ 2． 7 ～ 5． 5V） 。用 STC89C52 单片 机构成最小应用系统时，只要将单片机接上时钟电路和复位 电路即可。
产业与科技论坛 2011 年第 10 卷第 22 期
基于单片机的模块化智能药盒的开发
□唐立民 李广羽
【源自文库 要】本文主要阐述的是一种基于 STC89C52 单片机，采用模块化结构设计的智能药盒。其模块化的结构主要是以单片机 最小系统模块为处理控制中心，并集成有电源模块、定时模块、显示模块、语音模块等几大功能模块。本文就该智能 药盒的工作原理、系统结构、各模块的主要电路设计及软件设计展开论述。
（ 三） 系统的定时模块。系统定时模块的定时功能主要 是由单片机内部的定时器 / 计数器来实现的，定时器 / 计数器 是一种 16 位可编程器件，可以工作在定时器方式或计数器 方式，该设计用到 的 就 是 它 的 定 时 器 方 式，可 设 置 为 四 种 工 作方式，由两个 8 位专用寄存器 TMOD 和 TCON 进行管理与 控制。
定时器模块子程序。 void time1（ ） interrupt 3 / / 定时器 1 中断函数 ｛ TH1 = 0xfc； / / 定时 1ms TL1 = 0x18； temp + + ； if（ temp = = 1000） / / 配合定时器定时 1s ｛ temp = 0； second + + ； ｝ if（ second = = 59）
【关键词】STC89C52； 模块化结构； 智能药盒 【作者单位】唐立民，李广羽； 吉林农业科技学院信息工程学院
一、引言 很多老年人随 着 年 龄 的 不 断 增 长，都 有 健 忘 的 毛 病，对 于这些老年人来 说，在 生 病 的 时 候 按 时 吃 药 是 一 个 难 题，如 果需要在不同时 间 吃 不 同 的 药，几 乎 很 难 独 立 完 成，本 文 论 述的智能药盒就是针对这些老年人所设计的。该智能药盒 具有独特的验证功能（ 验证用户是否已服用过药） ，在提醒语 音响起时，只有用户打开药盒后，提醒语音才会停止，半分钟 后，提醒语音会再 次 响 起，直 到 用 户 服 用 过 药 物 关 闭 药 盒 后 提醒语音才会停 止，通 过 二 次 提 醒，验 证 了 老 年 人 是 否 已 服 用过药物，当确认 老 人 已 经 服 药 后，药 盒 对 该 药 的 出 药 开 关 进行锁定，在下次 服 药 时 间 到 来 前 无 法 从 药 盒 中 取 药，在 提 醒老人按时吃药的同时也确保了老人不会重复服药。并且， 该智能药盒采用的是一键式定时的操作，用户只需要在他吃 药的第一天吃药同时按动一下智能药盒上的定时按键，智能 药盒就自动记住这个时间，以后每天同样的时间就会语音提 醒用户吃药，非常方便老年人使用。 二、工作原理及系统结构 该系统采用 STC89C52 单片机为主控芯片，电源模块使 用了 7805 稳压芯片为整个系统提供稳定的 5V 直流电源，定 时模块采用 STC89C52 芯片提供的定时器中断来实现定时， 显示模块采用的是 LCD1602 液晶屏来负责时间日期的显示， 语音模块使用了 ISD4004 语音芯片，单片机通过 SPI 总线发 送操作命令控制语音芯片的录放音操作。系统的结构框图 如图 1 所示：