婴儿看护器设计(共27页)

1、精选优质文档-倾情为你奉上JIU JIANG UNIVERSITY 毕 业 论 文（设 计）题 目 婴儿看护器设计（监控部分） 英文题目 Design of Babys supervision system (monitoring part) 院 系 电子工程学院 专 业 通信工程 姓 名 熊天福 年 级 二零零九级 指导教师 盛健 二零一三年五月 专心-专注-专业摘 要婴儿看护器设计是一种有效的、具有实用性的设备，目前得到了广泛的应用。但其较高的价格和复杂的实现和操作方式，使其在使用规模受到限制。本设计方案系统硬件部分是以STC89C51单片机为核心，系统硬件分为三大部分，即传感器单元，处理

2、器单元，声光报警器单元。通过单片机将从温度检测模块单元，湿度检测单元和翻身检测单元采集信号数据，最后，将信号数据传输给外围电路led灯显示控制单元和报警单元组成的模块，实现对象婴儿状态的监控，可以实现婴儿看护器设计的监控功能。在软件设计上，系统软件分为四部分，即主程序流程图，温度检测模块程序设计流程图，湿度检测模块程序设计流程图，显示子程序流程图，通过这四部分利用STC89C51单片机编程程序，完成对婴儿数据的采集，实现监控功能。本设计利用STC89C51单片机及传感器，实现了廉价实用的婴儿看护器，既能够大大降低成本，又可以实现婴儿看护器的基本功能。关键词： 婴儿看护；单片机；检测 Desig

3、n of babys supervision system (monitoring part) AbstractInfant care unit design is an effective and practical device, has been widely used at present. But its high price and complicated realization and operation mode, so that it is in the use of scale is restricted. The design STC89C51 microcontroll

4、er as the core, the system hardware is divided into three parts, namely with the temperature detecting unit, humidity detection unit, turn detection unit, LED display unit, sound and light alarm unit.This design from the hardware, the hardware circuit is introduced, the principle block diagram. The

5、system hardware parts in STC89C51 microcontroller as the core, through the SCM from the temperature detection module unit, the humidity signal data collect unit and turn over testing unit, finally, will signal to the peripheral data transmission circuit led lights display control unit module and ala

6、rm control units, realize condition monitoring, object baby baby care can be designed for monitoring function.On software design, from signal collection, signal processing, signal output of the basic design concept, and single chip need to transmit data in time, can use STC89C51 microcontroller prog

7、ramming program to collect data, to achieve its function.STC89C51 microcontroller and sensor, this design used the cheap practical baby care, can significantly reduce costs, and can realize the basic functions of infant care unit.Key words: baby care; Single chip microcomputer; detection 目 录 1 绪论婴儿看

8、护器也称婴儿监听器、婴儿看护器。英文名为(babys supervision system)。其主要用于居家和婴儿的监听和护理。欧美市场上广泛使用，已经存在30年历史的Baby Monitor是采用现代无线电技术应用于居家和婴儿的监听和护理的好帮手。属于无线家庭安全防护系统 ,由看护器（也称为监视端或者婴儿端）和（也成为控制端或者父母端）两部分组成，在宝宝的房间中放置看护器,即可以通过显示器随时监护到宝宝的安全。 婴儿看护器作为一种家庭用安防产品，这种产品利用监视端对婴儿的一举一动一言一行提供实时的监视，监视的结果通过模拟信号或者数字信号的无线电波发送到监护人手上的控制端设备上，并以还原成视频

9、或者音频。通过使用，父母或者监护人不再需要寸步不离地守候在婴儿或小孩的身旁即可了解到他们的行为，并在异常情况出现的同时立即可以察觉并进行处理。婴儿不仅是是婴幼儿最佳的日常生活护理用品，也是照顾老人及病人必备的好帮手。婴儿看护器大大提高了父母生活的自由度和灵活性。通过这种装置，父母就可以在别的房间甚至室外院落中处理其他事务，同时，对孩子的情况也了如指掌，不必再时时刻刻提心吊胆,使婴儿看护器成为父母的家庭好帮手。除了可用于婴儿监护，婴儿看护器还广发适用于老人看护及、办公、公司、学校、家庭、医院等小型场所的安全防护。1.1婴儿看护器发展及应用在婴儿监听器行业的历史上，2.4G数字式婴儿监听器与40/

10、49M的婴儿监听器占据主要部分。自1980 年代起，40/49MHz 婴儿监听器生产行业基本采用十几MHz晶体振荡再经3 次倍频的方式得到工作频率，这种方案的优点是技术简单，成本低廉，但是3倍频导致电路中充斥了很多不需要的多次谐波及基波。为了滤除不需要的频率，通常采用中周调谐的方式选出所要的频率。因此生产调试复杂，不良率高，而且一个工作频率需要一个晶体，对于多频道选择的监听器，就需要多个晶体，增加了生产成本和中周调谐的复杂性。 随着经济的快速发展，电子产品日新月异的更新换代、行业企业的激烈竞争，产品的成本控制已经成为消费电子的重要门槛。目前国外婴儿监听器产业发展较为成熟，使用也比较广泛，知名品

11、牌如Angelcare。40/49M的婴儿监听器相比于2.4G数字式婴儿监听器，其巨大的成本优势使其在婴儿监听器市场始终占据大比例份额，但由于大多数芯片设计公司的产品瞄准的是射频市场，因此能应用于40-49MHz婴儿监听器上的产品凤毛麟角，MCD2006S芯片，这不仅是在国内，国外情况类似。目前国内比较好的解决方案是利用锁相环芯片技术，知名品牌如美芯。使用此种技术的结果是简化了婴儿监听器的生产调试，提高了生产良率，固化了40/49MHz婴儿监听器常用频点的ROM、和RF功放等功能。1.2婴儿看护器存在的问题和解决思路婴儿看护器作为现代有小孩的家庭居家不可或缺的一部分，它简单、方便、便宜，能够很

12、好地帮助父母照顾婴儿，对于刚有新生儿诞生的小家庭而言，父母在工作之余照顾婴儿尤其繁琐与劳累，在这种情况下，婴儿看护器就能发挥很大的作用。在近现代科技日新月异的时代里，当今社会正处于高速发展的阶段，社会每天都在进步，衡量社会进步的原理，结构及标准也是层出不穷，从而婴儿看护器的发展也不例外，各种各样的原理及结构，但在使用过程中也出现了不少问题。1、婴儿看护器存在的问题大部分产品婴儿看护器监视端配有摄像头，实时传输婴儿状态的画面，父母可通过另一端的显示器接看到宝宝的实时情况。有的看护器上还配有内置的红外线感应器，具有夜视功能，即使在完全黑暗的房间中也能看清婴儿的活动。即使如此，目前的婴儿看护器在实际

13、应用中还是存在一些问题：婴儿看护器在使用视频时让宝宝持续处于辐射状态中，待机状态也有辐射，同时也可缩短电池的使用寿命。且目前在市场上，因其相对较昂贵的价格，限制了其在普通用户领域中的使用。基于解决上述问题的目的，本设计方案采用的由单片机加传感器结构，系统包括单片机最小系统，各种监控单元，LED显示和报警单元组成。2、本设计的优势本文设计的婴儿看护器降低了同类产品复杂又昂贵的的成本，减少了辐射。同时也节能电源，延长婴儿看护器的使用时间，及电池的使用次数。1.3 本课题的的内容及研究意义婴儿看护器作为一种监控保护婴儿的工具，是现今缓解人们生活节奏加快，空余时间不多，不能很好照顾婴儿的好帮手。但其相

14、对昂贵的价格，以及使用用户并不多，因而设计一种廉价的，科学，普及范围广的的婴儿看护器，有相关电子方面的人群即可自己动手进行设计制造，具有很大的现实意义。本设计是以满足普通用户需求为目的，因此，该设计考虑的主要因素就是易于实现和成本的问题，然后再考虑保证满足常用功能的前提下，拓展设计功能，确保使用方便。结合成品婴儿看护器的特点及日常系统设计开发的需求，本文提出了如下设计方案。本方案采用基于单片机STC89C51设计思路，外围电路以温度传感器，湿度传感器和振动开关为主，实现对婴儿全方位的看护。2 系统方案总体设计本设计是以满足普通用户或者小型实验室需求为目的，因此，该设计考虑的主要因素就是易于实现

15、和成本的问题，然后再考虑保证满足常用功能的前提下，拓展设计功能，确保使用方便。结合成品婴儿看护器的特点及日常系统设计开发的需求，本文提出了如下设计方案。本方案采用基于单片机STC89C51设计思路，外围电路以温度传感器，湿度传感器和振动开关为主，实现对婴儿全方位的看护。2.1总体设计方案系统采用SCT89C51单片机作为微处理器，DS18B20作为温度传感器对温度进行检测，HS1101作为湿度传感器与NE555组成湿度检测模块，振动开关SW-2000对婴儿翻身进行检测，采用蜂鸣器实现报警功能，使用LED对测得的温度值和湿度值进行显示。2.2系统电路设计及框图本设计方案婴儿看护器的三大单元，包括

16、为以信息采集的传感器为主要单元，信息处理的STC89C05单片机为核心单元，以及声光报警单元。其硬件设计组成框图如图2.1所示。处理器模块声光报警单元传感器单元图2.1 系统设计总框图2.3设计所采用技术2.3.1微处理器微处理器是控制系统的核心部分。微处理器用一片或少数几片大规模集成电路组成的中央处理器。这些电路执行控制部件和算术逻辑部件的功能。微处理器与传统的中央处理器相比，具有体积小、重量轻和容易模块化等优点。微处理器的基本组成部分有：寄存器堆、运算器、时序控制电路，以及数据和地址总线。微处理器能完成取指令、执行指令，以及与外界存储器和逻辑部件交换信息等操作，是微型计算机的运算控制部分。

17、它可与存储器和外围电路芯片组成微型计算机。本论文设计采用的是STC89C51作为微处理器。1、 51单片机的主要特性表2-1 STC89C51的主要功能特性兼容MCS51指令系统8K可反复擦写的flash ROM32个双向I/O口工作频率范围：0 -35 MHz片上集成512 字节RAM内部集成MAX810 专用复位电路有2个16 位定时器/ 计数器2个串行中断可编程UAKT串行通道2个外部中断源共六个中断源软件设置睡眠个唤醒功能2个读写中断口线3级加密位2、STC89C51的引脚具体介绍STC89C51系列单片机是宏晶科技推出的新一代高速/低功耗/超强抗干扰的单片机，指令代码完全兼容传统80

18、51单片机。STC89C51单片机的外形结构为40引脚双列直插式封装，其外部管脚如2.2图所示。图2.2 STC89C51外部引脚图VCC：供电电压。GND：接地。P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。 P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P

19、1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制

20、信号。P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：口管脚备选功能： P3.0 RXD（串行输入口） P3.1 TXD（串行输出口） P3.2 /INT0（外部中断0） P3.3 /INT1（外部中断1） P3.4 T0（记时器0外部输入） P3.5 T1（记时器1外部输入） P3.6 /WR（外部数据存储器写选通） P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）P3口同时

21、为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁

22、止，置位无效。 /PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。 /EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。 XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2：来自反向振荡器的输出。2.3.2温度传感器1、温度传感器的选择温度传感器的种类

23、众多，在应用于高精度，高可靠性的场合时达拉斯公司生产的DS18B20温度传感器当仁不让。超小的体积，超低的硬件开销，抗干扰能力强，精度高，附加功能强，使得DS18B20更受市场欢迎。于是，在本论文设计之中也采用DS18B20作为温度传感器。2、DS18B20介绍DS18B20的读写时序和测温原理与DS1820相同，只是得到的温度值的位数因分辨率不同而不同,且温度转换时的延时时间由2s 减为750ms。DS18B20测温原理如图3所示。图中低温度系数晶振的振荡频率受温度影响很小,用于产生固定频率的脉冲信号送给计数器1。高温度系数晶振随温度变化其振荡率明显改变，所产生的信号作为计数器2的脉冲输入。

24、计数器1和温度寄存器被预置在55所对应的一个基数值。计数器1对 低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数，当计数器1的预置值减到0时，温度寄存器的值将加1，计数器1的预置将重新被装入，计数器1重 新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数，如此循环直到计数器2计数到0时，停止温度寄存器值的累加，此时温度寄存器中的数值即为所测温度。 DS18B20的主要特性：（1）适应电压范围更宽，电压范围：3.05.5V，在寄生电源方式下可由数据线供电。 （2）独特的单线接口方式，DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯 。（3）DS18B20支持多点组网功能

25、，多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，实现组网多点测温。（4）DS18B20在使用中不需要任何外围元件，全部 传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内。（5）温范围55+125，在-10+85时精度为0.5。 （6）可编程 的分辨率为912位，对应的可分辨温度分别为0.5、0.25、0.125和0.0625，可实现高精度测温 。（7）在9位分辨率时最多在93.75ms内把温度转换为数字，12位分辨率时最多在750ms内把温度值转换为数字，速度更快。（8）测量结果直接输出数字温度信号，以一 线总线串行传送给CPU，同时可传送CRC校验码，具有极强的抗干扰纠错能力 。（9）负压特性

26、：电源极性接反时，芯片不会因发热而烧毁，但不能正常工作。 2.3.3湿度传感器传统的测量温度使用干湿球湿度计，它虽然维护起来相当简单，只需定期给湿球加水及更换湿球纱布即可，但其精度不够，误差较大。电子式湿度传感器是近几十年，特别近20年才迅速发展起来的。电子湿度传感技术由于发展快，精确度高，误差小，现在得到广泛的应用，本设计中选用了电子湿度传感器HS1101检测温度。HS1101是法国Humirel公司推出的一款电容式相对湿度传感器。该传感器可广泛应用于办公室、家庭、汽车驾驶室、和工业过程控制系统等，对空气湿度进行检测。与其他产品相比，有着显著的优点。1、特性曲线HS110特性曲线线性较好，具

27、体特性如图2.5所示。2.5 HS110特性曲线2、其等效电容值与相对湿度的关系表2-2 等效电容值与相对湿度的关系相对湿度RH（%）电容值C（PF）相对湿度RH（%）电容值C（PF）01636018310166701862017080191301739019540176100202501793.硬件设计本婴儿看护器采用单片机STC89C51作为处理器单元，传感器单元分为三部分，温度传感器DS18B20作为温度检测模块，湿度传感器HS1101与NE555组成湿度检测模块，振动开关SW-18020作为翻身检测模块，声光报警单元分为LED显示模块和蜂鸣器报警模块，通过这几个模块完成对信息的采集，实

28、现对婴儿的监控功能。其硬件设计框图如下图3.1所示。LED显示模块蜂鸣器报警模块STC89C51最小系统翻身检测模块湿度检测模块温度检测模块图3.1 硬件设计框图3.1 STC89C51的最小系统单片机最小系统是单片机工作可以工作的最小单元，包括电源，地，复位电路和晶振电路。在此基础上可扩展外围电路。STC89C51的最小系统如图3.2所示。图3.2 STC89C51的最小系统3.2 温度检测电路的设计检测温度模块采用数字温度传感器DS18B20，它能代替模拟温度传感器和信号处理电路，直接与单片机沟通，完成温度采集和数据处理。DS18B20和STC89C51结合实现最简温度检测系统，该系统结构

29、简单，抗干扰能力强，适合于恶劣环境条件下进行现场检测温度，有广泛的的应用前景。3.2.1 DS18B20的外形和内部结构 DS18B20内部结构主要由四部分组成：64位ROM、光刻温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。 DS18B20的外形及管脚排列如图3.3所示。 图3.3 DS18B20的外形及管脚图 3.2.2 温度检测电路采用DS18B20数字温度传感器检测温度，DS18B20与单片机是单线双向通信。其连接电路如下图3.4所示。 图3.4 DS18S20的测温电路（DQ端接51的P2.7）3.3 湿度检测电路的设计HS1101实际上相当于一个可变电容，它会因为外部的

30、环境湿度的变化而导致电容值发生改变，湿度检测模块采用HS1101及NE555一起组成，将该HS1101置于NE555震荡电路中，将电容值的变化转化为之呈反比的电压频率信号，可直接被计算机采集。3.3.1 NE555振荡器NE555是属于555系列的计时IC的其中的一种型号，555系列IC的接脚功能及运用都是相容的，只是型号不同的因其价格不同其稳定度、省电、可产生的振荡频率也不大相同；而555是一个用途很广且相当普遍的计时IC，只需少数的电阻和电容，便可产生数位电路所需的各种不同频率之脉波讯号。其引脚功能配置如图3.5所示，引脚功能如表3-1所示。图3.5 NE555振荡器引脚功能图表3-1 N

31、E555引脚表引脚序号功能引脚序号功能1电源负极5电压控制端2电源负极6电压控制端3触发输入端7阀值输入端4触发输入端8电源正极3.3.2 湿度检测电路采用HS1101及NE555实现对湿度进行检测，其电路连接如图3.6所示（NE555的3引脚通过1K电阻接STC89C51的P2.6）图3.6 HS1101和NE555测湿度电路此电路为典型的555非稳态电路，555芯片外接电阻R4，R5与HS1101，构成对HS1101的充电回路。7端通过555芯片内部的晶体管对地短路实现对HS1101的放电电路，并将引脚2,6端相连引人到片内比较器，构成一个多谐波振荡器，其中，R4相对R5必须非常的小，但绝

32、不能低于一个最小值。R3是防止短路的保护电阻。555电路的非平衡R6作为内部温度补偿用，目的是为了引人温度效应，使它与HS1101的温度效应相匹配。其工作循环描述如下： Thigh=C(R4+R5)*ln2 T1ow=C(R4+R5)*ln2 F=1/(Thigh+T1ow)=1/(C(R4+2*R5)*ln2)该计算式中：Thigh表示一次循环输出高电平时间，单位（s）； T1ow 表示一次循环输出低电平时间，单位（s）； C表示相对湿度下HS1101的电容值，单位（法拉）； F表示输出频率值，单位（HZ）。电路工作原理：HS1101作为一个变化的电容值，当电源VCC接通时，HS1101两端

33、的电压VC=0,定时电路处于置位状态有VCC通过R4与R5对变量电容HS1101充电，当Vc达到门限电压（2/3VCC）时，定时电路转为复位状态，HS1101通过R5向555内部的晶体放电，当VC降到触发电平（1/3VCC）时，定时电路又翻转为置位状态，HS1101又开始充电，这样周而复始，形成震荡。典型频率湿度关系如下表所示（参考点：25度，相对湿度：55%，输出频率：6660HZ）。由此可以观察出来，空气相对湿度与555芯片输出频率存在一定线性关系。可以通过微处理器采集555芯片的频率，经过数据处理可以直接以相对湿度的数据进行显示。 表3-2 相对湿度与频率的关系：相对湿度值/（%）输出频

34、率值/Hz相对湿度值/（%）输出频率值/Hz0735160660010722470646820710080633030697690618640685310060335067283.4 翻身检测模块本系统是采用震动开关来检测婴儿翻身状态。本模块采用振动开关SW-18020，它是一种弹簧型无方向性振动感应器件，可以任意角度触发。在静止时任何角度都为开路OFF状态，当受到外力碰撞或者大力晃动时，弹簧变形和中心电极接触导通使两个引脚瞬间导通为ON状态，当外力消失时，电路恢复为开路OFF状态。其实物图如下图3.7所示。图3.7 振动开关实物图3.3.1 振动开关的特性表特性表如下：1、本开关在静止时为开

35、路（OFF）状态，当受到外力踫撞而达到适当振动力时，或移动速度达到适当离心力时，导电接脚会产生瞬间导通（ON）状态，使电特性改变，而当外力消息时，电气特性恢复开路（OFF）状态。2、无方向性，任何角度均可触发工作。3、型号末位有P字为完全封密式封装可防水，防尘。4、触发灵敏度可依电路需要选用适当的灵敏度开关。5、本开关使用于小电流电路的触发。3.3.2 翻身检测电路采用振动开关SW-18020检测婴儿翻身状况，当婴儿翻身时，就会触动振荡开关，系统显示高电平，触动报警单元，引起看护人员注意。其电路连接如下图3.8所示（接51的P0口）图3.8 振动开关原理图（接51的P2.0口）3.3.工作波形

36、图形图3.9 振动开关波形图3.4 声光报警器本系统需要将测得的温度值和湿度值显示出来，并对值进行处理，判断其是否超出最大承受范围，若超出，则需要报警。对于控制系统，当湿度和温度超出一定设定范围时，需要对湿度和温度进行调节，以保证婴儿的身体健康。因此，本课题设计了报警电路及LED显示电路，能及时反映婴儿的现状，实现对监控对象婴儿的控制，以便监护人员及时回到婴儿身边，给予照顾。在本设计中，声光报警单元细分为LED灯显示控制模块和蜂鸣器报警模块。led灯显示控制模块和蜂鸣器报警模块实现的是报警和显示功能，即声和光的报警。外围电路led灯显示控制模块最终可以将要显示的数据，直接用led灯亮灭来代表产

37、生高低电平显示出来，并迅速触发声光报警器，省去了单片机的处理过程，能及时反映婴儿的现状、实现了对监控对象婴儿宝宝的控制，加快数据的处理速度和节约硬件成本。 3.5 设计总框图将温度检测模块，湿度检测模块以及翻身检测模块三部分整合在一起，完成数据的采集，实现对婴儿的监控功能。其结构总框图如下图3.10所示。图3.10系统设计总框图4. 软件设计4.1 主程序流程图开始主程序的主要功能是负责读出并处理DS18B20检测温度值，读出检测湿度电路的结果，读出翻身检测结果，并将温度、湿度和翻身进行显示。程序流程图如图4.1所示。初始化读取温度值判断温度是否超出 Y 报警读取湿度值 N N是否复位判断湿度

38、是否超出 Y读取电平值 N Y判断是否高电平 Y N4.1 主程序流程图4.2 温度检测模块程序设计开始初始化DS18B20应答脉冲跳过读ROM启动温度转换读暂存器（两个字节：高字节a,高字节）（b8|a）即为温度数据初始化DS18B20应答脉冲温度检测模块主要包括DS18B20的初始化以及与单片机之间的数据处理，程序流程图如图4.2所示。 N Y N Y图4.2 温度检测模块程序图DS18B20与微处理器之间的通信比较复杂，每一次通信之前必须进行复位，复位的时间，等待时间，回应时间应严格按时序编程。4.3 湿度检测模块程序设计湿度检测模块主要是利用定时器T0和T1对555的输出频率进行测量，

39、进而得到相对湿度值，显示程序流程图如图4.3所示。定时器T0开始计时，T1开始计数T0定时是否到50MS开始T0重装数据读T1的计数值，并清零 NY图4.3 湿度检测模块程序流程图在该块程序设计中，本论文选取T0做定时器，定时时间是50ms，而选择T1做计数器，每当T0定时时间到就读取T1的计数值，然后将T1的计数值乘以20就可得到555芯片的输出频率，可进行数据处理从而得到相对湿度值。4.4 显示子程序设计显示子程序包括LED1602的初始化，以及对温度和湿度值的显示，初始化时第一行显示“温度”,第二行显示“湿度”,然后根据温度测量值及其正负将测得温度值和设定温度值在第一行，并将测得的频率值

40、装换为相对湿度值，并将其和湿度设定值显示第二行，显示子程序流程图如下图4.4所示。开始LED初始化设置初始化Tflag!=0Flagdat=温度值转换ASC?码=Flagdat=湿度值转换ASC?码= NT1计数值*20将频率值转换化为湿度值显示湿度值结束显示温度符号加数值图4.4 显示子程序设计流程图5.系统的仿真调试Proteus软件是英国Labcenter electronics公司出版的EDA工具软件广州风标电。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。本系统也采用proteus进行仿真。在调试过程中，运用proteus

41、软件，将系统进行仿真，通过改变温度传感器DS18B20的数值，来检验系统中温度检测模块是否运用正常。当改变仿真系统中的温度时，温度检测系统能准确测试，能把准确的温度通过LED能显示出来，并触动蜂鸣器报警，实现对婴儿的监控，所以经过测试温度检测模块可以正常的显示，并且具有一定的快速性；通过改变NE555震荡电路中C3的容值（即HS1101的等效电容值），来检验湿度检测模块是否可以正常工作，当改变仿真系统湿度时，湿度检测系统能够准确测试，能将准确的湿度通过LED显示出来，并且触动蜂鸣器报警，实现对婴儿的监控，所以经测试湿度检测模块可以正常工作；通过改变振动开关来检测翻身检测模块是否正常工作，当改变

42、仿真系统的电平高低时，振动开关能够触动蜂鸣器报警，实现对婴儿的监控，所以经检测翻身检测模块是正常工作的。6.总结本课题的婴儿看护器，其实就是基于温度传感器加湿度传感器实现的，也就是一个温湿度测量系统，而在传统的温度湿度测量系统中，往往采用模拟的温度传感器进行设计,必须经过A/D转换后才可以被微处理器识别和处理。这样的设计方法不仅对前端模拟信号处理电路提出了更高的要求,而且不具有数字通信和网络功能。本文结合DSl8B20与HS1101的新特性和现代温湿度测量系统提出的新要求,提出了基于智能数字温度传感器DSl8B20和HS1101的高精度、低消费温湿度测量系统设计方案。该方案具有安装方便、数字化

43、程度高、精度高、适应性强等特点,在多种温湿度检测中具有广阔的应用前景。经过几个月的忙碌，这个婴儿看护器的设计终于完成了。经过模拟调试它的运行情况良好。本系统最大的特点就是容易实现，硬件连接方便，软件编制也比较容易掌握，整个系统的开发周期较短，调试方便，运行可靠，可根据需要制作相应的操作界面。在设计中，通过对硬件电路不断处理，使得硬件部分比较完善，虽然这个设计思路比较简单，但硬件及程序部分超出我所学范围，通过不断的查资料，终于能完成给定的设计内容。很多东西考虑的不是很细，也有一些特别情况没有做，但是用了很多精力用来完成这个论文，鉴于个人水平和时间的关系，所以并没有把自己当初设想的所有情况都考虑进去。这几个月的毕业论文让我学会的很多，觉得自己学的太少还有很多需要认真学习，学无止境，所以要更努力。参考文献1林国汉.基于单片机的温度控制系统设计J.微计算机信息，2009（25）: 21242易顺明.基于单片机的大棚温湿度控制系统设计J.现代电子技术,2011 (7):7153张毅刚.单片机原理及应用M.北京：高等教育出版社2008.121064 孙育才.MSC51系统单片微型计算机及