单片机的空调显示面板的研究researchofairconditioningdisplaypanelbasedonsin
摘 要摘 要随着科技的进步，医学技术得到长足发展，人们的自我保护意识逐渐增强，空调的使用从而对环境中的诸多因素提出更高的要求，而医院手术室的环境因素对手术的成败有着非常重要的影响。医院手术室空调控制面板是诸多情报面板中的必备成分之一。本文通过研究当前的空调控制面板，设计了一种基于51单片机的空调显示面板。由于手术室中存在多个情报面板，需要同时显示和协调控制系统。本次设计主要通过使用51单片机来实现空调面板的温度、湿度、空调状态的显示和设置以及通讯功能。通讯功能则包括和空调控制系统的通讯以及空调面板间的通讯，使得整个系统更加灵活。同时还包括各种计时功能，如麻醉计时、手术计时等。该控制面板功能多样，比较完善，应用前景广泛。这种多功能的空调控制面板更能够适应新时代的需求。 关键词 空调显示面板；单片机； Altium Designer6.9；串行通讯
目 录
第一章 绪 论 1
1.1 研究的背景、目的及意义 1
1.2 国内外研究现状和发展趋势 2
1.3 对空调显示面板的主要研究内容 2
1.3.1主要功能概述及技术参数 2
1.3.2面板的设定及说明 4
1.3.3按键操作 6
1.3.4故障现象 7
1.3.5系统监测功能 7
1.4 本文的主要结构 7
第二章 原理图与PCB设计 9
2.1 原理图的设计 9
2.1.1 原理图的基本设置 9
2.1.2原理图库中已有元器件的使用 11
2.1.3原理图库的建立 12
2.1.4原理图的绘制及完善 13
2.2 PCB部分的设计 15
2.2.1 PCB的绘制 15
第三章 空调显示面板的硬件设计 19
3.1 单片机类型的选择 19
3.1.1 STC12C5A32S2 简介 19
3.1.2 STC12C5A32S2的性能 21
3.2 看门狗电路 21
3.3 时钟电路 24
3.4 PC机与单片机的串行通信接口电路 24< style="display:inline-block;width:630px;height:85px" data-ad-client="ca-pub-6529562764548102" data-ad-slot="6284556726"> (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({ });
目 录
第一章 绪 论 1
1.1 研究的背景、目的及意义 1
1.2 国内外研究现状和发展趋势 2
1.3 对空调显示面板的主要研究内容 2
1.3.1主要功能概述及技术参数 2
1.3.2面板的设定及说明 4
1.3.3按键操作 6
1.3.4故障现象 7
1.3.5系统监测功能 7
1.4 本文的主要结构 7
第二章 原理图与PCB设计 9
2.1 原理图的设计 9
2.1.1 原理图的基本设置 9
2.1.2原理图库中已有元器件的使用 11
2.1.3原理图库的建立 12
2.1.4原理图的绘制及完善 13
2.2 PCB部分的设计 15
2.2.1 PCB的绘制 15
第三章 空调显示面板的硬件设计 19
3.1 单片机类型的选择 19
3.1.1 STC12C5A32S2 简介 19
3.1.2 STC12C5A32S2的性能 21
3.2 看门狗电路 21
3.3 时钟电路 24
3.4 PC机与单片机的串行通信接口电路 24< style="display:inline-block;width:630px;height:85px" data-ad-client="ca-pub-6529562764548102" data-ad-slot="6284556726"> (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({ });
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br /> 3.5 单片机与空调控制系统和显示面板之间的通信电路 26
3.5.1 MAX485芯片简介 26
3.5.2 单片机与空调显示面板之间的通信电路 28
3.5.3单片机与空调控制系统之间的通信电路 28
3.6 显示电路 29
3.7 键盘电路 30
3.8报警电路 31
3.9电源电路 32
第四章 程序流程图设计 33
4.1空调状态检测过程 33
4.2主程序流程图 33
4.3 子程序流程图 34
4.3.1设置子程序流程图 34
4.3.2 显示子程序流程图 36
4.3.3通讯系统子程序流程图 38
4.3.4 Modbus部分子程序流程图 43
结 语 44
致 谢 45
参考文献 46
绪 论
1.1 研究的背景、目的及意义
空调是用来对周围环境因素进行人工手段调节，人们使用空调来调节建筑内环境达到所需的温、湿度，洁净度范围，来满足对工作环境或生活舒适度的要求。因此，空调的作用就是使环境温、湿度等控制在所需的范围内而采用的监测和控制机器。
空调按照用途通常可以划分成两种类型，一种是“工艺性空调”，即主要应用于工业和科学试验，另一种是“舒适性空调”，既是泛指能调节人们生存空间的环境，让人们身体体感觉舒适。但是在一些工业生产现场和科学研究室等场所，温湿度的控制要求比普通的使用要求的精度更高、偏差更小，以此确保元器件能够较少的受到各种外界的影响，预防元器件受到腐蚀或者损伤而影响正常的使用。
除了简单的处理温湿度，对于某些特殊场所，比如手术室，还需要强调空气的净化和无菌环境。
在各种建筑物中，为确保各种场所的特定功能能够正常发挥作用，始终离不开空调调节作用。同时，在各种娱乐场所、大型商场、酒店、宾馆等生活场所中，空调也是无处不在的，因此，人们对空调的依赖性与日俱增。随着人们生活水平的大幅度提高，随之变化的是生活品质的提升，未来空调的市场也必定越发广阔。
由此可见，普通的生活中都处处离不开空调，所以在手术室这种特殊环境中对空调有着更高要求。由于手术室中常常进行着高精细度的作业，温湿度等因素的细微变化也有可能对手术成败产生巨大的影响，因而对空调的功能要求、调节的精度也就更高。在如今，信息化时代科技瞬息万变。对手术室空调的功能也在不断提出更高的质量要求[1]。在传统意义上，手术室空调功能简单，模式单一，比如实时显示当前环境的温湿度，不能够满足现代医学对于手术室的要求。而如今在此基础上，还增加的了对实现无菌环境的要求。这些功能一旦得以稳定实现，就意味着一个更加严谨的手术室环境能够正常运行，而这能够极大的提高手术的成功率。
本文就是在这样的背景下，对手术室情报面板的空调显示面板进行研究。空调显示面板是医院手术室中情报面板必要的组成部分之一，它完成对温度、湿度的显示与设定。由于手术室中有多个情报面板，需要同时显示和协调控制空调系统。本设计选取了51单片机，来作为实现目标功能的基本平台，主要完成温、湿度的显示、空调状态的显示、温、湿度的设置以及其与空调控制系统之间的通讯和空调显示面板之间的通讯。
1.2 国内外研究现状
国外经济发展相对较快，科技相对发达，对温湿度控制显示方面的研究大约从20世纪70年代就已开始。起初为了对信息进行收集并最后显示出来，设计了模拟式的组合仪表。分布式的控制系统则约十年后才开始出现。时至今日，国内主要研发的是多因子控制系统，其基于计算机的数据采集。如今全世界的空调显示控制技术都在以高速发展，走在世界前沿的一些国家更是开始着手研究无人化的高新设备。
我国在空调显示控制系统方面的研究也不甘示弱，积极学习和利用国际技术的精华并同时加以创新和改进。国内目前主要依赖单参数单回路系统，多参数综合控制系统还没有确切的投入研究和使用，依然落后于发达国家。实际上，我国的空调检控水平还不能完全满足工业等方面的需求，在各项工作中仍然会碰到许多问题。
目前国内外在这方面的研究都在不断的进步，单片数据采集都在向提高性能、改善可靠性的方向发展。原因在于现今科学技术发展，能够完成温湿度检测的器件不再单一、应用领域也不再局限，同时单片机的研究和集成电路等技术水平也都在迅速成长并趋向成熟。但是着眼当下，主要使用单片机来实现温湿度检测与控制的专业研究还不算多[2]。本设计的监测控制系统就需要采用单片机来加以实现，选用性能好的芯片能够使得系统更加稳定并可靠性得到提高。
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