智能药盒设计
——《单片机嵌入式系统软硬件设计》
摘要
随着社会的发展和人们生活水平的提高，人们对生活的健康质量也追求越来越高，为了方便老年人吃药，结合当前智能药盒蓬勃的发展状况，本文介绍了一种基于单片机的家庭用智能药盒的设计。首先，本文介绍了此系统所涉及的硬件的结构和工作原理，主要包括STC90C51单片机、LCD1602液晶和单片机的定时/计数器。其次，介绍了系统硬件的模块化设计思想。在第一部分着重介绍了单片机的各项参数、内部结构、引脚功能，LCD1602的硬件电路、显示原理和各项命令，定时/计数器和蜂鸣器原理的简单介绍。在第二部分则系统地介绍了各模块之间的运作模式和工作流程。当系统检测到有时间设置功能键或用药设置功能键有输入时，进入关中断调时及设置状态，之后开中断并按下定时键记录当前设置的时间及用药量的值。在调节好系统时间之后，系统时间向前运行的过程中不断将系统实时时间与记录时间作比较，两者相等时发出警报并显示所设置的用药量，一分钟后系统实时时间与记录时间不在相等则自动退出提醒，如此实现每天四次用药及每次四种用药服用量的提醒，比较适合普通家庭使用。
关键词：智能药盒；STC90C516；时钟；1602显示
目录
摘要 (1)
Abstract................................................. 错误！未定义书签。
1 绪论 (4)
1.1 选题目的和意义 (4)
1.2 目前智能药盒的现状 (4)
2 系统总体方案设计 (5)
2.1 设计要求 (5)
2.2 总体设计思路 (5)
2.3 系统结构设计 (7)
3 硬件电路的设计 (8)
3.1 单片机最小系统 (8)
3.1.1. STC90C51RC/RD+系列单片机简介 (8)
3.1.2. 晶振电路 (11)
3.1.3. 复位电路 (12)
3.2 显示电路 (13)
3.3 键盘电路 (15)
3.4 蜂鸣器报警电路 (15)
3.5 发光二极管电路 (16)
3.6 定时模式装入初值的计算 (17)
4 结论 (19)
致谢 (20)
1绪论
1.1 选题目的和意义
很多老年人随着年龄的增长，都有健忘的毛病，对于这些老年人来说在生病的时候甚至是日常生活中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，这次的结课论文题目所指的智能药盒就是针对这些老年人所设计的，是一种为了方便老年人服药而设计的药物存储容器，它可以更好地管理高龄人群吃药麻烦的问题，根据对老年人每天吃药的时间进行定时，来实现一天内对老年人每天三次或更多次的定时提醒，提醒使用者服用多种药物中的一种或多种，以帮助人们改掉不按时吃药的坏习惯。
1.2 目前智能药盒的现状
现状是刚刚起步，主要针对老年人，但随着对这种刚性的市场需求认识的加深，市场一定会迎来一个发展热潮。
一开始出现的便携小药盒，造型简单，容量小，不能满足人们的需求，于是，随即又发展出现了大容量且功能齐全的药盒。随着逐渐更新完善，发展出现了造型多样的全新设计的人性化智能电子药盒，易操作，能定时，更简单。为更多人带来了便利。电子药盒不仅用于收纳不同的药片，还可以放置保健品，这样也就拓展了电子药盒的消费对象，扩大了消费群体，提升电子药盒的使用价值。
以前大多电子药盒的电路通常由分立的数字电路器件组成，不仅功能单一，而且重量和体积都较大，特别是功耗大，提高了使用成本，因而具有很大的局限性。所以更加智能的电子药盒成为新的需要。
近几年，随着单片机技术的快速发展，以单片机为核心的大规模集成电路在各种产品中得到了极其广泛的应用。而以单片机为核心的数字电路正是由于具有功能丰富，体积小，功耗低等优势，符合电子药盒这一产品的特点，具有极大的市场潜力和开发价值。
一切科技都是为了服务人们更好的生活。鉴于目前不少老年人苦于用药的合理管理和定时服用，智能的药品管理系统正是大众所需。
近几年，随着单片机技术的快速发展，以单片机为核心的大规模集成电路在各种产品中得到了极其广泛的应用。而以单片机为核心的数字电路正是由于具有功能丰富，体积小，功耗低等优势，符合电子药盒这一产品的特点，具有极大的市场潜力和开发价值。
针对目前的现状，设计一种家庭用智能药盒，本设计是以STC90C516单片机为核心，并与键盘输入和1602LCD液晶显示屏相结合的自动按时提醒控制系统，有较高的应用价值和现实意义。
2系统总体方案设计
2.1 设计要求
利用STC90C516单片机、8个按键、LCD1602液晶显示屏、蜂鸣器、LED发光二极管等设计一个家庭用智能药盒。该系统硬件部分由单片机最小系统、按键电路、液晶显示电路、声光报警电路组成，系统能完成时间的实时显示、每天四次定时、每次用药四种药用量提醒的功能。
系统基本功能如下：
（1)显示
采用LCD1602显示实时时间、用药量、调设信息显示等。
（2）定时时间与用药量的设定
系统须实现每天四次时间的定时，每次用药时须对四种药做出用量的提醒，通过6个按键完成，1个功能键，1个调节键，4次定时对应的4个定时按键。
（3）实时时间调节
实时时间通过另外2个按键进行调节，其中之一为功能键，另一个为调节键。
（4）报警功能
实时时钟运行到定时时间时，LCD1602显示此次用药量，蜂鸣器响起，LED 闪烁，提醒用药时间到。
2.2 总体设计思路
本设计采用模块化设计的方法，以STC90C516RD+单片机为核心设计一种家庭用智能药盒。系统采用单片机为主控芯片，结合单片机最小系统所必须的上电复位电路，内部晶振电路，采用电源模块为整个系统提供稳定直流电源，采用单片机芯片提供的定时器设计系统时钟，LCD显示模块负责时间及其他参数的的显示，语音模块接收单片机发送来的信号完成声音信号的提醒，LED发光二极管配合语音模块的蜂鸣器起到辅助的报警作用。在程序的设计问题上，以单片机内部资源为核心，调用程序存储区的各个模块的驱动程序，通过单片机的引脚对系统中其他模块资源进行驱动和调用，通过主程序调用按键扫描子程序和LCD1602数据刷新程序，将按键模块和LCD1602联系起来，使得按键的输入信息可以实时地显示在LCD1602液晶屏上，程序调用LCD1602读数据的子程序，并运算判断是否进入报警时间，进入到报警时间时，将之前设定的用药的信息刷
新到LCD1602上，并通过作用单片机管脚，驱动蜂鸣器发声和LED发光二极管发光，起到必要的报警功能。系统基本原理如图2-1所示：
图2-1 系统原理图
本系统采用STC90C516RD+作为单片机最小控制系统的核心，STC90C516RD+是STC90C51系列单片机的一种；采用LCD1602液晶屏作为显示器件；以单片机内部定时器中断作为系统时钟。
系统通过单片机实现对各个系统模块的协调控制，由单片机检测2+2+4共8个按键的输入，并将输入信息实时显示在LCD1602上。
定时设置通过6个按键完成，1个功能键，1个调节键，4次定时对应的4个定时按键，功能键按下后，即可通过调节键调节，随按下功能键次数的不同，完成对时间和用药量六个值的设定，最后一次按下功能键，并按下4个定时按键的其中一个，LED发光二极管闪动，以确定定时按键确实被按下，则记录此时各参的值，表示一次定时操作结束，则时钟继续向前运行。
定时设置完成后，对系统始终时间做出调整。由2个按键完成，一个是功能键，一个是调节键，按下功能键，即可对时间作出调整，随功能键按下次数不同，分别对分钟数和小时数作出调整，调整结束后，最后一次按下功能键，时钟开始运行。
系统利用单片机的定时器运行实时时钟，由单片机检测此时实时时间是否与4个定时时间之一相等。实时时钟运行到定时时间时，LCD1602显示此次用药量，
蜂鸣器响起，LED闪烁，提醒用药时间到，一分钟后，实时时钟越过定时时间，实时时间与定时时间不再相等，则系统自动退出报警程序。
2.3 系统结构设计
系统结构由STC90C516单片机、2+2+4键盘、电源、晶振电路、复位电路、LCD显示、蜂鸣器电路、发光二极等几部分构成。系统结构如图2-2所示：
图2-2 系统结构图
3硬件电路的设计
3.1 单片机最小系统
单片机最小系统主要由STC90C516单片机、晶振电路、复位电路等构成，单片机最小系统如图3-1所示：
图3-1 单片机最小系统电路图
3.1.1.STC90C51RC/RD+系列单片机简介
STC90C51RC/RD+系列单片机是宏晶科技推出的新一代超强抗干扰、高速、低功耗的单片机，指令代码完全兼容传统8051单片机，12时钟机器周期和6时钟机器周期可以任意选择。内部集成MAX810专用复位电路，时钟频率在12MHz 以下时，复位脚可直接接地。STC90C51RC/RD+单片机中包含中央处理器（CPU）、程序存储器（FLASH）、数据存储器(SPAM)、定时/计数器、UART串口、I/O接
口、EEPROM、看门狗等模块。STC90C51RC/RD+系列单片机几乎包含了数据采集和控制所需要的所有单元模块，可称得上一个片上系统。
1、增强型6时钟/机器周期，12时钟/机器周期8051 CPU。
2、工作电压：5.5V-3.8V（5V单片机）/3.6V-2.0V（3V 单片机）。
3、工作频率范围：0-40MHz，相当于普通8051的0～80MHz，实际工作频率可达48MHz。
4用户应用程序空4K/6K/7K/8K/10K/12K/13K/16K/32K/40K/48K/56K/61K/字节。
5、片上集成1280字节/512/256字节RAM。
6、通用I/O口（35/39个），复位后为：P1/P2/P3/P4是准双向口/弱上拉（普通8051传统I/O口）。P0口是开漏输出，作为总线扩展用时，不用加上拉电阻，作为I/O口用时，需加上拉电阻。
7、ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程），无需专用编程器/仿真器，可通过串口（P3.0/P3.1）直接下载用户程序，8K程序3-5秒即可完成一片。
8、EEPROM功能。
9、看门狗。
10、内部集成MAX810专用复位电路，外部晶体12M以下时，可省外部复位电路，复位脚可直接接地。
11、共3个16位定时器/计数器，其中定时器0还可以当成2个8位定时器使用。
12、外部中断4路，下降沿中断或低电平触发中断，Power Down模式可由外部中断低电平触发中断方式唤醒。
13、通用异步串行口（UART），还可用定时器软件实现多个UART。
14、工作温度范围：0-75℃/-40-+85℃。
15、封装：LQFP-44,PDIP-40，PLCC-44。
图3-2 STC90C51RC/RD+系列单片机引脚图
1、电源
Vcc（引脚号40），芯片电源，接+5V；Gnd（引脚号20），电源接地端。
2、时钟
XTAL1（引脚号19）内部振荡电路反相放大器的输入端，是外接晶振的一个引脚。当采用外部振荡器时，此引脚接地。
XTAL2（引脚号18）内部振荡器的反相放大器输出端，是外接晶振的另一端。当采用外部振荡器时，此引脚接外部振荡源。
3、控制总线
（1）ALE/PROG（引脚号30）：正常操作时为ALE功能（允许地址锁存），用来把地址的低字节锁存到外部锁存器。ALE引脚以不变的频率（振荡器频率的1/6）周期性地发出正脉冲信号。因此，它可用作对外输出的时钟信号或用于定时。但要注意，每当访问外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。ALE端可以驱动（吸收或输出电流）8个LSTTL电路。
（2）PSEN（引脚号29）：外部程序存储器读选通信号。在从外部程序存储器取指令（或数据）期间，PSEN在每个机器周期内两次有效。PSEN可以驱动8个LSTTL电路。
（3）RST/VPD（引脚号9）：复位信号输入端。振荡器工作时，该引脚上持续2个机器周期的高电平可实现复位操作。此引脚还可接上备用电源。在Vcc 掉电期间，由VPD 向内部RAM提供电源，以保持内部RAM中的数据。
（4）EA/Vpp（引脚号31）：为内部程序存储器和外部程序存储器的选择端。
当EA为高电平时，访问内部程序存储器；当EA为低电平时，访问外部程序存储器。
4 、I/O线
（1）P0口（引脚号32~39）：单片机的双向数据总线和低8位地址总线。在访问外部存储器时实现分时操作，先用作地址总线，在ALE
信号的下降沿，地址被锁存；然后用作为数据总线。它也可以用作双
向输入/输出口。P0口能驱动8个LSTTL负载。
（2）P1口（引脚号1~8）：准双向输入/输出口，它能驱动4个LSTTL负载。
（3）P2口（引脚号21~28）：准双向输入/输出口。在访问外部存储器时，用作高8位地址总线。P2口能驱动4个LSTTL负载。
（4）P3口（引脚号10~17）：准双向输入/输出口，它能驱动4个LSTTL负载。P3口的每一引脚还有另外一种功能：
P3.0——RXD：串行口输入端。
P3.1——TXD：串行口输出端。
P3.2——0
INT：外部中断0中断请求输入端。
P3.3——1
INT：外部中断1中断请求输入端。
P3.4——T0：定时器/计数器0外部输入端。
P3.5——T1：定时器/计数器1外部输入端。
P3.6——WR：外部数据存储器写选通信号。
P3.7——RD：外部数据存储器读选通信号。
3.1.2.晶振电路
单片机工作时，从取指令到译码再进行微操作，必须在时钟信号控制下才能有序地进行，时钟电路就是为单片机工作提供基本时钟的。单片机的时钟信号通常有两种产生方式：内部时钟方式和外部时钟方式。
内部时钟方式是在单片机XTAL1和XTAL2引脚上跨接上一个晶振和两个稳频电容，可以与单片机片内的电路构成一个稳定的自激振荡器。晶振的取值范围一般为0~24MHz，常用的晶振频率有6MHz、12 MHz、11.0592 MHz、24 MHz 等。一些新型的单片机还可以选择更高的频率。外接电容的作用是对振荡器进行频率微调，使振荡信号频率与晶振频率一致，同时起到稳定频率的作用，一般选
用20~30pF的瓷片电容。
外部时钟方式则是在单片机XTAL1引脚上外接一个稳定的时钟信号源，它一般适用于多片单片机同时工作的情况，使用同一时钟信号可以保证单片机的工作同步。
时序是单片机在执行指令时CPU发出的控制信号在时间上的先后顺序。单片机的时序概念有4个，可用定时单位来说明，包括振荡周期、时钟周期、机器周期和指令周期。
振荡周期：是片内振荡电路或片外为单片机提供的脉冲信号的周期。时序中1个振荡周期定义为1个节拍，用P表示。
时钟周期：振荡脉冲送入内部时钟电路，由时钟电路对其二分频后输出的时钟脉冲周期称为时钟周期。时钟周期为振荡周期的2倍。时序中1个时钟周期定义为1个状态，用S表示。每个状态包括2个节拍，用P1、P2表示。
机器周期：机器周期是单片机完成一个基本操作所需要的时间。一条指令的执行需要一个或几个机器周期。一个机器周期固定的由6个状态S1~S6组成。
指令周期：执行一条指令所需要的时间称为指令周期。一般用指令执行所需机器周期数表示。单片机多数指令的执行需要1个或2个机器周期，只有乘除两条指令的执行需要4个机器周期。
了解了以上几个时序的概念后，我们就可以很快的计算出执行一条指令所需要的时间。例如：若单片机使用12MHz的晶振频率，则振荡周期=1/（12MHz）=1/12us，时钟周期=1/6us，机器周期=1us，执行一条单周期指令只需要1us，执行一条双周期指令则需要2us。晶振电路如图3-3所示：
图3-3 系统晶振电路图
无论是在单片机刚开始接上电源时，还是运行过程中发生故障都需要复位。复位电路用于将单片机内部各电路的状态恢复到一个确定的初始值，并从这个状态开始工作。
单片机的复位条件：必须使其RST引脚上持续出现两个（或以上）机器周期的高电平。
单片机的复位形式：上电复位、按键复位，此处采用上电复位。
按键复位电路中，当按键没有按下时，电路同上电复位电路。如在单片机运行过程中，按下RESET键，已经充好电的电容会快速通过电阻的回路放电，从而使得RST引脚上的电位快速变为高电平，此高电平会维持到按键释放，从而满足单片机复位的条件实现按键复位。
单片机要复位只需要在第9引脚接个高电平持续2μs就可以实现，电容的的大小是10uF，电阻的大小是10k。所以根据公式，可以算出电容充电到电源电压的0.7倍（单片机的电源是5V，所以充电到0.7倍即为3.5V），需要的时间是10K×10UF=0.1S。单片机最小系统复位电路的极性电容C1的大小直接影响单片机的复位时间，一般采用10~30uF，单片机最小系统容值越大需要的复位时间越短。单片机复位电路如图3-4所示：
图3-4 系统复位电路
显示电路中的显示器件为LCD1902，其数据端口与单片机的P0口相接，电路连接如图3-5所示：
图3-5 LCD1602连接图
1602采用标准的16脚接口，其中：
第1脚：VSS为地电源。
第2脚：VCC接5V正电源。
第3脚：V0为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高，对比度过高时会产生重影，使用时可以通过一个1K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：RW为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当RS和RW同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS为低电平RW为高电平时可以读忙信号，当RS为高电平RW为低电平时可以写入数据。
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15~16脚：背光灯电源。
LCD1602指令与时序说明如下：
表3-1 LCD1602指令表
清屏0 0 0 0 0 0 0 0 0 1
归位0 0 0 0 0 0 0 0 0 *
输入方式0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S
显示开关0 0 0 0 0 0 1 D C B
光标、画面0 0 0 0 0 1 S/C R/L * *
功能设置0 0 0 0 1 DL N F * * CGRAM地址0 0 0 1 A5 A4 A3 A2 A1 A0 DDRAM地址0 0 1 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 读BF及AC 0 1 BF AC6 AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 AC0
写数据 1 0 数据
读数据 1 1 数据
LCD1602在工作的过程中，在数据线上传送数据时，需将传送数据在数据
线上持续一小段时间，保证单片机的P0口数据传送或接收成功，其基本操作时
序如表3-2所示：
表3-2 LCD1602基本操作时序
操作输入输出
读状态RS=L，R/W=H，E=H D0～D7=状态字
写指令RS=L，R/W=L，D0～D7=指令码，E=高脉冲无
读数据RS=H，R/W=H，E=H D0～D7=数据
写数据RS=H，R/W=L，D0～D7=数据，E=高脉冲无
3.3 键盘电路
在单片机应用系统中，除了复位按键外，还需要其他按键，即键盘按键，以便控制系统的运行状态或向系统输入运行参数。键盘电路一般由键盘接口电路、按键（由控制系统运行状态的功能键和向系统输入数据的数字调节键组合）以及键盘扫描程序等部分组成。本系统键盘电路共有8个按键组成，按4×2的格式布置。键盘的电路连接如图3-6所示：
图3-6 系统按键电路连接图
键盘的工作原理是：按下键帽时，按键内的复位弹簧被压缩，动片触点与静片触点相连，按键接通，相应键向单片机端口发送一个低电平，松开键帽，按键断开。
3.4 蜂鸣器报警电路
系统中单片机的P2.3脚与蜂鸣器相连，开启蜂鸣器功能。当单片机的管脚输出固定频率电平时蜂鸣器响起。声音是由振动所产生的，一定频率的震动就产生了一定频率的声音，其电路连接图如图3-7所示：
图3-7 蜂鸣器电路连接图
一般情况下，P2.3脚处于高电平，当系统进入报警时间时，单片机控制P2.3脚输出一定频率方波，蜂鸣器振动发声，实现声音报警功能。
3.5 发光二极管电路
发光二极管在系统中结合蜂鸣器报警同步作用，其电路连接如图3-8所示：
图3-8 发光二极管电路连接图
发光二极管一端接电源供电，通过电阻与单片机P2.4脚连接，一般情况下，P2.4为高电平，发光二极管处于熄灭状态，当进入报警时间时，P2.4脚降为低电平，发光二极管导通亮起，其中的电阻起到对通过二极管的电流的调节作用，使得二极管正常发光。
3.6 定时模式装入初值的计算
对于定时模式，是对机器周期计数，而机器周期与选定的主频密切相关。因此，需根据应用系统所选定的主频计算出机器周期值。现在以主频12MHz 为例，则机器周期为
s 1s 101212126μμ=⨯==
主振频率一个机器周期 实际定时时间Tc = x ×Tp 。
式中Tp 为机器周期，Tc 为所需定时时间， x 为所需计数次数。Tp 和Tc 一般为已知值，在求出Tp 后即可求得所需计数值x ，再将x 求补码，即求得定时计数初值。即
x 2x n -=）补（
例如设定时时间为Tc =5ms ，机器周期Tp=1μs ，可求得定时计数次数 次5000μs
1ms 5x == 设选用工作方式1，则n=16，则应设置的定时时间计算出值为
15536500065536x 2x 16=-=-=）补（
还需将它分解成两个8位十六进制数，分别求得低8位为B0H 装入TLx ，高8位为3CH 装入THx 中。
工作方式0、1、2的最大计数次数分别为8192、65536和256。
4结论
本系统以STC90C516为中心，具有LCD1602时间显示、四次定时、蜂鸣器提醒用药时间、显示四种药物用药量的功能。所使用的STC90C516系列单片机抗干扰能力超强，低功耗，高可靠。本系统只需一次设置，在使用过程中不需再进行除服药外的任何操作。本设计主要完成的工作有：
1、通过单片机内部定时器运行的时钟。
2、使用LCD1602同步显示时间。
3、使用LCD1602将按键输入信息实时显示在显示屏上，包括时间调整，用药量的调整，追求防呆设计。
4、按键完成对四次时间的定时。
5、蜂鸣器在系统设定时间进行声光信号的报警。
随着近年来我国人口老龄化的日益严重以及人们在健康观念上的日益重视，电子药盒已成为一个很具有现实意义和使用价值的电子装置，从本文的课题方向出发，还可以精化以下几个方面的工作:
1、从智能药盒的外形来看，家庭用的智能药盒还可以在系统的外部更加的简化，减少使用所需的按键，配置其他更合适更实用的显示模块降低资源耗费，并沿用一次设置而使用过程不用进行其他操作的思想，简化使用负担。
2、从系统的内部程序来看，本系统由于我的水平和能力未能将系统程序的逻辑和算法优化到更高水平，该系统可进一步优化算法，使用更低级更便宜的单片机，降低系统所需的成本。
3、从系统功能来看，本系统还便于添加其他的应用，如集成DS1302添加类似万年历的功能，集成测温模块添加对家庭室内温度的监测功能等，可以更充分的的利用单片机的资源，并增加系统的可用性。
致谢
结课论文是对学生所学知识的一个总结、归纳、深化的过程，在老师的孜孜不倦的教授下，我对单片机有了新的认识，也为我在以后工作增添了几分本领。在老师细致入微的讲课中，对也单片机的软硬件有了掌握了。懂得软件的设计，和硬件的选型。
由于时间和知识水平所限，设计中不可避免会出现纰漏和错误，恳请老师悉心指正。
目录 1 引言 (1) 2 多功能电子医药盒设计概述 (3) 2.1设计目的 (3) 2.2设计实现总体功能 (3) 3 系统总体设计方案 (4) 3.1设计总体功能图 (4) 3.2功能描述 (4) 3.2.1按键功能描述 (4) 3.2.2定时的开启 (4) 3.2.3系统硬件设计方案 (4) 3.2.4 遥控器硬件设计方案 (5) 3.3产品使用注意事项 (8) 4 主要系统芯片及功能介绍 (9) 4.1凌阳单片机的选择 (9) 4.2主要性能特点分析 (9) 4.3系统主控制芯片及部件介绍 (10) 4.3.1无线语音遥控器主控制器SPCE061A介绍 (10) 4.3.2直流电机驱动芯片L298N的介绍 (12) 4.3.3无线语音遥控器中SPCE061A的功能 (13) 5 软件设计部分及方案 (17) 5.1凌阳SPCE061A单片机指令系统与开发环境 (17) 5.2ATMEGA16L单片机指令系统与开发环境 (18) 结论 (19) 参考文献 (20) 附录1：电路图 (21) 附录2：程序 (22) 致谢 (41)
1 引言 随着现代科学技术的飞速发展，数字化时代的来临，计算机和网络已经将触角伸入社会各行各业，渗入了城市的血液中，并且在一定程度上取代了人类繁琐的机械的劳动。世界也正面临一场大规模的新的工业革命，又称为信息革命。数字化、智能化，已经成为这场革命的主旋律。让计算机像人类一样动作一样思考，并拥有人的记忆和人的逻辑，使人类从繁琐的键盘操作和按键输入中解脱出来是电脑智能化面对的重要课题。 在现代传感器技术、音频视频压缩解码技术的跨越式发展，使计算机实现了高度的集成化，功能也逐渐出现全能化、专门化以及智能化的分化发展方向。计算机的微处理器的功能也不仅仅局限于计算和处理数据，同时也将存储和硬件解码等外围电路也集成到其中。也正是因为如此，运用单独的处理器就可以实现智能化人机对话接口，让计算机像人类一样思考，通过人类的动作和语言向计算机输入指令，使计算机的操作方式发生根本性的变革，真正拉近人与计算机间的距离。 现代计算机的性能已经相当强大，运算能力已经不可限量，而且还在飞速发展。在日常生活的诸多领域，电脑已经取代人类，从事大量繁琐的、重复性的劳动。但是在这些领域中，大型的计算机不能充分发挥自身性能，而且在成本方面也毫无经济性可言。所以，针对不同领域不同功能的专门性计算机应运而生，其运算处理能力并不一定非常强大，而是对于特别的应用场合在其中整合特殊的功能，使其在特定的场合发挥最大的作用。嵌入式计算机应运而生，嵌人式计算机作为计算机的一个重要分支，得到了越来越广泛的应用。随着信息技术发展所带来应用需求的增多，嵌人式计算机的应用范围和需求越来越广，性能不断改进，新的架构不断出现，各种单片机和数字信号处理器相继面世。嵌人式操作系统与PC操作系统相比，嵌人式操作系统不要求全能，但必须能够依据系统设计规格，高效率地发挥硬件的运算能力，使产品达到效率价格比的优化。 本次设计是在运用成品嵌入式计算机的基础上，实现用人类的语言无线遥控单片机的运作。为了更明确的显示声音对单片机的遥控作用，使单片机控制远处可开启的药盒，体现声控单片机的运行情况。 对于多功能电子医药盒的设计，关键在于语音识别，语音处理技术是一门新兴的技术，它不仅包括语音的录制和播放，还涉及语音的压缩编码和解码，语音的识别等各种处理技术。以往做这方面的设计，一般有两个途径：一种方案是单片机扩展设计，另一种就是借助于专门的语音处理芯片。普通的单片机往往不能实现这么复杂的过程和算法，即使勉强实现也要加很多的外围器件。专门的语音处理芯片也比较多，像
嵌入式系统论文本页仅作为文档页封面，使用时可以删除 This document is for reference only-rar21year.March
广州大学 嵌入式系统 论文 专业班级： 学生姓名： 学号： 指导教师：
嵌入式系统发展历史 目前，在嵌入式系统应用领域中，但是这个概念并非新近才出现。从２０世纪七十年代单片机的出现到今天各式各样的嵌入式微处理器，微控制器的大规模应用，嵌入式系统已经有了近３０年的发展历史。 嵌入式系统诞生于微型机时代，嵌入式系统的嵌入性本质是将一个计算机嵌入到一个对象体系中去，这些是理解嵌入式系统的基本出发点。由于嵌入式计算机系统要嵌入到对象体系中，实现的是对象的智能化控制，因此，它有着与通用计算机系统完全不同的技术要求与技术发展方向。 通用计算机系统的技术要求是高速、海量的数值计算；技术发展方向是总线速度的无限提升，存储容量的无限扩大。而嵌入式计算机系统的技术要求则是对象的智能化控制能力；技术发展方向是与对象系统密切相关的嵌入性能、控制能力与控制的可靠性。 嵌入式计算机系统则走上了一条完全不同的道路，这条独立发展的道路就是单芯片化道路。它动员了原有的传统电子系统领域的厂家与专业人士，接过起源于计算机领域的嵌入式系统，承担起发展与普及嵌入式系统的历史任务，迅速地将传统的电子系统发展到智能化的现代电子系统时代。 在中国嵌入式系统领域，比较认同的嵌入式系统概念是：嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件可裁剪，适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。它一般由嵌入式微处器、处围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等四个部分组成，用于实现对其他设备的控制、监视或管理等功能。 嵌入式系统的组成 一个嵌入式系统装置一般都由嵌入式计算机系统和执行装置组成嵌入式计算机系统是整个嵌入式系统的核心，由硬件层、中间层、系统软件层和应用软
智能药盒系统设计研究-设计管理论文-设计论文 ——文章均为WORD文档，下载后可直接编辑使用亦可打印—— 摘要：针对需要长期服药的慢性病患者，本文设计了一套智能药盒系统。该药盒以STM32F103ZET6芯片作为处理器，利用RTC实时时钟设计闹钟定时功能，由TFTLCD显示屏实现人机交互功能，再由W25Q 芯片实现Flash闪存功能，最后由SYN6288芯片设计语音提醒等相关功能。该智能药盒体积小、成本低、易操作，具有很大的市场潜力。 关键词：智能药盒；STM32处理器；TFTLCD屏显示；人机交互；语音提醒 随着社会的发展，人们愈发重视身体健康和生活质量[1-2]。针对需要长期服药的慢性病患者，本文设计了一套智能药盒系统，主要用
来帮助人们进行科学服药，解决患者忘服药、服错药和重复服药等一系列问题。 1系统设计方案 根据智能药盒系统的功能需求，本文主要设计了微处理器模块、人机交互模块、闹钟定时模块、语音播报模块和Flash存储模块共五个功能模块。另外，为了方便操控制智能药盒，系统还设计了键盘按键功能。药盒控制系统的模块化框图如图1所示。 2硬件电路设计 2.1微处理器模块
本文所设计的智能药盒系统采用的是如图2所示的STM32开发板设计的[3]。该开发板的微处理器模块主要由STM32F103ZET6芯片、电源电路和下载调试电路所组成，主要功能为控制系统正常运行。 2.2人机交互模块 人机交互模块采用TFT-LCD显示屏实现显示和触摸功能。TFT-LCD 屏显示功能由ILI9341芯片控制实现，触摸功能由XPT2406芯片实现。当手指触摸按压屏幕时会产生相应的模拟电压信号，XPT2406芯片可以将模拟电压信号转化为相应的数字信号输出，从而实现显示屏的触摸功能。 2.3闹钟定时模块
基于单片机的的智能药盒的设计 【正文】 1、引言 1.1 背景与介绍 本文档描述了一种基于单片机的智能药盒的设计方案。随着人口老龄化的加剧和长期慢性病患者数量的增加，合理用药管理成为一项迫切的需求。智能药盒通过使用单片机和相关传感器，能够帮助用户准确记录用药时间，并提供用药提醒、药品存放管理和数据统计等功能，从而提高用药的便利性和安全性。 1.2 项目目标 本项目的目标是设计一款功能完善、易于使用的智能药盒。主要特点包括： - 显示当前时间和用药提醒 - 自动分配每日用药剂量 - 温度和湿度传感器实时监测药品存放环境 - 可连接至智能方式APP，提供远程用药管理功能 - 数据存储和统计分析功能，提供用药记录和用药情况报告
- 告警功能，提醒用户发现用药问题或药品过期 2、方案设计 2.1 系统架构 智能药盒的系统架构如下图所示： （插入系统架构图） 2.2 硬件设计 智能药盒由以下硬件模块组成： - 单片机模块：使用高性能单片机作为核心控制器，实现用药 提醒、时间管理、数据存储等功能。 - 显示器：使用液晶显示器显示当前时间、用药提醒和交互界面。 - 按键和开关：用于用户输入操作和功能选择。 - 传感器模块：包括温度和湿度传感器，用于实时监测药品存 放环境。 - 扬声器和LED指示灯：用于用药提醒和告警功能。 - 电源管理模块：包括电池和充电电路，提供供电和充电功能。 2.3 软件设计
智能药盒的软件设计包括以下功能模块： - 时钟管理模块：实现时间的获取和管理，包括RTC芯片的驱 动和时间校准功能。 - 用药提醒模块：根据用户设置的用药时间和剂量，提供用药 提醒功能。 - 数据存储模块：将用户的用药记录和药品存放环境数据存储 至存储芯片中。 - 远程管理模块：通过与智能方式APP的连接，提供远程用药 管理功能。 - 数据统计和分析模块：对用户的用药记录和药品存放环境数 据进行统计和分析，用药情况报告。 3、测试与验证 为确保智能药盒的稳定性和可靠性，进行以下测试和验证： - 功能测试：验证各功能模块的正确性和完整性。 - 性能测试：测试智能药盒在正常使用情况下的性能指标，如 用药提醒准确性、存储和传输速度等。 - 环境适应性测试：测试智能药盒在不同环境条件下的可用性，包括温度、湿度和光照等方面。
【毕业论文】一种基于RFID的便携式智能药盒系统设计开 题报告 毕业设计 开题报告 题目:一种基于RFID的便携式智能药盒系统设计 学生: 学号: 院 (系): 学院 专业: 电子信息工程指导教师: 2015年3月17日 毕业设计(论文)开题报告表 课题名称一种基于RFID的便携式智能药盒系统设计 课题来源教师拟定课题类型工程设计类指导教师学生姓名学号专业电子信息工程课题的意义以及国内外发展状况: 课题意义: 智慧医疗是利用先进的物联网技术、传感技术及RFID技术实现患者与医务人员、医疗机构、医疗设备之间的互动，逐步达到信息化，使医疗服务走向真正意义的智能化。现代社会由于人们的学习、生活的节奏越来越快，生活水平不断提高。人们越来越重视健康，同样关于自我保健的消费也在不断增长。同时，由于各种原因导致的各种疾病和老人比较常见的疾病都需要长期服用药物。人们希望能有一种功能实用，方便携带的同时还具有良好的提醒功能的多功能药盒的出现。而本次的设计就是针对这一状况产生的，它能更好的管理吃药麻烦和由于各种原因导致的忘
记吃药的问题，更好的提醒人们该吃药了，从而达到帮助人们养成按时吃药的习惯。国内外发展现状: 现状是刚刚起步，主要针对老年人，但随着对这种刚性的市场需求认知的加深，市场一定会迎来一个发展热潮。 一开始出现的便携小药盒，造型简单容量小，不能满足人们的需求，于是，随即又发展出现了大容量且功能齐全的药盒。随着逐渐更新完善，发展出现了造型多样的全新设计的人性化智能电子药盒，易操作，能定时提醒，更简单。为更多人带来了便利。电子药盒不仅用于收纳不同的药片，还可以放置保健品，这样也就拓展了电子药盒的消费对象，扩大了消费群体，提升电子药盒的使用价值。 以前大多数电子药盒的电路通常由分立的数字电路器件组成，不仅功能单一，而且重量和体积都较大，特别是功耗大，提高了使用成本，因而具有很大的局限性。所以增加智能药盒的更新。 近几年，随着单片机技术的快速发展，以单片机为核心的大规模集成电路在各种产品中得到了极其广泛的应用。而以单片机为核心的数字电路正是由于具有功能丰富，体积小，功耗低等优势，符合便携式智能药盒的特点，具有极大的市场潜力和开发价值。如今便携式智能药盒在选择机型的过程中综合考虑单片机性能体积和产品耐用性等因素，正向微型化，智能化，人性化方向发展。 一切科技都是为了服务人们更好的生活。鉴于目前不少老年人苦于用药的合理管 理和定时服用，智能的药品管理系统正是大众所需。 本课题的研究内容、方法、手段及预期成果: 一、研究内容:
基于51单片机的老年人智能药箱系统的 设计与实现 摘要：针对我国老年化渐长，而老年人的基础保障设施以及相关健康保障设备质量、数量却还不够完善的情况，面对市场需求，我们设计了一款基于51单片机的老年人智能药箱系统。该药箱关注老年人身体机能下降而造成的错服药等现实问题，在主控系统上采用51单片机进行数据处理与控制,完成基础的存取药品、分类药品、提示服药功能。此外，药箱系统具有联网功能，实现放、取、服药数据的动态展现和存储。 关键词：智能药箱；51单片机；信息处理；联网功能； 中图分类号：TP368.33 1引言 2000年以来，我国开始迈入老龄化社会。年龄增大的同时，人体健康值随之下降，老年人易患各种慢性疾病，需要长期服用多种药物[1]。 有数据统计，65 岁以上的老年人中约80%患有心脏病、高血压等慢性疾病，其中有35%的老年人患有2 种或2 种以上的慢性疾病[2]。据调查显示，80%的老年人需要药物治疗[3]。 老年人需要服用多种药物，且服药次数不一，难以准确牢记。又随着年龄增大，听觉、视觉等感官器官功能退化，容易出现错误服药、错过服药、多次服药的状况。因此，智能药箱拥有着较为广阔的市场前景。 根据调研发现，如今市面上的药箱大多只具有最基础的功能，有很大的的创新改造空间。基于此，我们致力于设计一款多功能联网的老年人智能药箱系统，更好地为老年人群体提供服务。
2系统总体结构设计 该智能药箱采用51单片机作为主控核心进行信息处理与控制。有多模块设计，我们通过蜂鸣器装置来进行服药提示；通过LCD显示屏进行装药、取药提示；通过WiFi通讯功能进行联网功能并提供紧急联系人功能等等。后续还将逐步实 现自主配药等高难度功能，以确保更高质量保护老年人的服药安全。 3智能药箱系统硬件设计 图1 硬件设计原理图 图2 智能药箱电路PCB 2D图展示 3.1单片机系统模块（51）
基于单片机的的智能药盒的设计 随着人口老龄化和慢性病不断增加，如何更好地管理药品成为了一个越来越重要的问题。在传统的药品管理方式中，轻则药品错服，重则遗漏、滥用，传统手动方式显然已经不能满足需求，因此设计一种基于单片机的智能药盒，将成为未来药品管理的重要方向。 该智能药盒采用单片机控制方式，利用各种传感器对药品包装盒的情况进行监测和分析，通过人机交互界面，向患者提供合理的药物用量，并且实时记录药品服用的情况及提醒患者按时服药。下面将从多个方面来详细介绍该智能药盒的设计。 设计原理 该智能药盒采用电子封口技术，利用单片机对药品的包装进行控制，集成了多种传感器，可以自动实现药品的开启和关闭，并且记录服药的时间和剂量。同时，它还可以根据患者的个人信息、过敏史、用药史等信息，自动制定用药计划，提供合理的用量和用药时间，实现智能化的用药管理。 硬件设计 药盒内部主要是由单片机、电机、液晶显示器、键盘、RTC即时钟、扫描仪、语音模块，温度传感器、药盒控制系统等部件组成。其中，电机主要作用是驱动药盒开关，液晶显示器和键盘集成在一起，用于人机交互，RTC用于记录时间以显示用药时间及药品使用时间，温度传感器可以用于监控环境温
度，避免药品受潮或过热，语音模块也可以提醒患者按时服药。 软件设计 软件方面主要是设计用药管理系统，该系统主要分为三个部分：药品信息管理、用药计划调整和用药记录管理。药品信息管理主要是记录药品的名称、种类、剂量和使用方法等信息，该信息可以通过扫描码识别技术快速录入。用药计划调整部分根据患者的治疗情况和用药记录来动态制定用药计划。用药记录管理可以实时记录用药的时间、剂量和数量等重要信息，是最重要的部分。 人机交互设计 人机交互界面是药盒最重要的部分之一，是患者接触到药盒的第一层面。因此，它需要具备良好的视觉效果和易用性，使得患者能够快速地了解自己的用药情况和用药计划。同时，它也能够提醒患者按时服药，如果出现任何异常情况，药盒的语音提示功能也可以及时向患者发出警告。 运行效果 该智能药盒有着较为显著的运行效果，它可以更好的实现药品的管理和服用。例如，它可以根据患者的具体情况，自动展开药品的制定、分配和提醒等功能，为患者提供更为个性化、科学化、规范化的用药方案。同时，如果在服药过程中出现任何异常情况，该药箱会发出语音提示，提醒患者注意，避免出现意外。 总结
基于单片机的智能药盒 【正文】 1、引言 本文档旨在介绍一个基于单片机的智能药盒设计方案，该方案 将实现对药盒内药物的监控、提醒和管理，以便用户能够按时、正 确服药。该智能药盒具有便携、易用的特点，适用于广泛的人群。 2、设计目的 本文档旨在提供一个详细的设计方案，确保智能药盒功能的可 行性，包括监测药物剩余量、设定用药提醒、记录用药情况等。通 过该设计，用户能够有效地管理用药计划，减少漏服或过量服药的 风险。 3、系统需求 本章节详细描述了智能药盒的功能需求、性能需求和界面需求。其中包括但不限于药物存储容量、药物剩余检测精度、提醒方式、 用户界面等，以确保设计满足用户的实际需求。 4、系统架构 本章节主要介绍智能药盒的整体架构设计，包括硬件模块和软 件模块。硬件模块涵盖了单片机、药物仓位、传感器等组成部分，
并详细说明这些部件的功能和连接方式。软件模块阐述了系统的控制流程和交互逻辑。 5、硬件设计 本章节详细描述了单片机、药物仓位以及相关传感器的选型和设计。单片机的功能和性能要求、药物仓位的结构和容量要求、传感器的种类和定位要求都将在此章节进行详细阐述。 6、软件设计 本章节对应用程序的设计进行阐述，包括软件开发环境、编程语言选择、数据库设计等。同时，还将介绍具体的算法和逻辑，用以实现系统的各项功能。 7、功能测试与验证 本章节将介绍针对智能药盒的功能测试和验证方案。将通过实际测试来确保系统的各项功能的正确性和稳定性。 8、系统的扩展和改进 本章节将探讨进一步扩展系统功能的可行性，包括但不限于添加更多的传感器、实现数据远程同步等，同时也会展示对系统已有功能的进一步优化方案。 【附件】 1、设计图纸：包括智能药盒的结构图、电路图等。
基于51单片机的智能药箱设计 1.引言 随着人们生活水平的提高以及老龄化社会的到来，人们对于自身 健康的重视程度也越来越高。然而，在日常生活中，由于工作压力、 生活琐事等原因，很多人经常忘记按时服药，或者是服药量、服药次 数等方面存在着误差，对自身健康造成了很大威胁。为了解决这一问题，设计一种智能药箱可能是一种可行的解决方案。 2.设计方案 本设计方案采用51单片机为主控芯片，通过编程实现对药品的 识别、药量、服药时间等信息的记录和显示。智能药箱的功能包括： 药品识别、药品提醒、药品记录、药品补充等。 2.1系统框图 其中，物理结构主要包括药盒、药盒盖、步进电机、药盒传感器、液晶屏等；程序结构主要包括系统初始化、药品识别、服药提醒、药 品记录等模块。 2.2程序设计 2.2.1系统初始化 在系统初始化模块中，主要进行硬件初始化、各个参数的设置等 操作。对于药盒盖、步进电机、药盒传感器等硬件设备，需要进行相 应的初始化设置。 2.2.2药品识别 药品识别包括药品种类、药品用量、服药次数等信息的识别。为 了实现药品识别功能，可以通过将药品种类、药品用量等信息记录在RFID芯片或二维码中，通过读取这些信息来识别药品。 2.2.3服药提醒 在药品服用时间到达之前，系统将进行提醒，例如通过液晶屏的 方式显示“请按时服药”等文字提示。同时，系统还可以设置药品服 用时间的闹钟提醒功能，当药品服用时间到达时，系统将通过液晶屏、
蜂鸣器等方式进行提醒。 2.2.4药品记录 系统可以记录药品的服用次数、服药量等信息，并将这些信息存储在系统中以备查询。同时，系统还可以设置药盒中药品数量的警戒值，当药品数量不足时，系统将通过液晶屏等方式进行提示，提醒用户及时补充药品。 3.实验结果 本设计方案采用51单片机作为主控芯片，将所设计的智能药箱实现了药品识别、服药提醒、药品记录等功能。经过实验测试，系统功能稳定、准确度高，能够满足日常使用需求。 4.结论 本设计方案采用51单片机为主控芯片，通过程序设计实现了智能药箱的药品识别、药品提醒、药品记录等功能，并且经过实验测试证明此系统能够满足日常的实际需求。智能药箱的使用可以有效的帮助用户避免药品使用的误差，并对用户的健康产生积极的影响。
老年人智能药盒的设计现状及研究分析 2.湖南工程学院机械工程学院湖南湘潭 411100 3.河南牧业经济学院能源与智能工程学院河南郑州450003 摘要：很多老年人随着年龄得增长，都有健忘得毛病，对于这些老年人来说 在生病得时候甚至就是日常生活中按时吃药就是一个难题，如果需要在不同时间 吃不同得药，几乎很难独立完成，这次得结课论文题目所指得智能药盒就就是针 对这些老年人所设计得，就是一种为了方便老年人服药而设计得药物存储容器， 它可以更好地管理高龄人群吃药麻烦得问题，根据对老年人每天吃药得时间进行 定时，来实现一天内对老年人每天三次或更多次得定时提醒，提醒使用者服用多 种药物中得一种或多种，以帮助人们改掉不按时吃药得坏习惯。 关键词：老年人；智能药盒；设计现状；研究分析 引言：智能药盒“的设计，灵感来源于现实生活。随着我国社会的老龄化， 更多的老人需要定期服药，药品很多，而且老人记忆力下降，常常忘了吃药，或 是忘了该什么时候吃药，每种药吃多少，是饭前还是饭后等等细节问题。老人， 以及一些特殊人群，要常备一些急救药物，必须确保这些药物是立即可得的，而 这个时候如果找不到药物，后果不堪设想。鉴于这样的情况，我们希望有所创新，提出一种”智能“的药盒的想法，依靠发达并且成熟的通信原理和计算机技术， 建立一个嵌入式芯片的智能药盒，利用可视化的界面和音乐，进行应该服用时间 点的闹铃提醒，服药种类，数量的提示，并且利用最新的技术，比如无线蓝牙，wifi 功能等，与计算机连接，老人的子女可以通过计算机，使用电子药盒的配 套软件，查看老人的吃药情况，提醒各个疗程的安排，建立老人的健康档案。 一、老年人用户分析 虽然各种数据显示老年人消费市场具有极其巨大的空间，但是依然存在认为 老年人是边缘人无需重视；认为老年人失去工作能力，经济收入减少；认为老年
基于单片机的智能药盒 基于单片机的智能药盒 一、引言 智能药盒是一种基于单片机的医疗设备，旨在帮助用户更好地 管理和监控自己或他人的药物用量。本文档详细介绍了智能药盒的 功能、设计原理、技术参数以及使用方法，旨在为相关技术人员提 供参考。 二、功能 1-药物存储：智能药盒内部配备了多个储物格，可根据用户需 要灵活存放不同种类的药物。 2-定时提醒：智能药盒可根据用户设定的时间，给予使用者声 音或灯光提醒，确保及时服药。 3-药物管理：通过智能药盒的配套方式应用，用户可以实时查 看药物的存储情况、药物种类、剩余数量等信息。 4-药物追踪：智能药盒具备药物追踪功能，可用药记录并存档，方便用户了解自己或他人的用药情况。 5-用户管理：智能药盒可设置多用户模式，支持多个用户共同 使用，每个用户的用药情况都可以独立管理。
三、设计原理 1-系统框架：智能药盒采用单片机作为核心控制芯片，配合传感器、显示屏等外设完成药物的存储和管理。 2-电源管理：智能药盒使用可充电电池作为电源，并通过智能充电管理模块进行充电控制，以确保电池寿命和使用时间。 3-通信模块：智能药盒内置蓝牙或Wi-Fi模块，与用户方式进行通信，实现远程监控和数据互传。 4-声音和灯光提醒：通过控制声音和灯光模块，实现用户定时提醒功能。 5-数据存储：智能药盒通过内置存储器，将用药记录和相关数据进行保存，便于用户查阅和管理。 四、技术参数 1-外观尺寸：mmmmmm 2-储物格数量：个 3-最大容量：个药片 4-工作电压： V 5-储存温度：-℃~℃ 6-通信方式：蓝牙4-0/Wi-Fi
五、使用方法 1-并安装智能药盒配套方式应用。 2-打开应用并注册账号。 3-将智能药盒与方式通过蓝牙或Wi-Fi连接。 4-根据药物种类和数量，将药物放入相应储物格，并设置用药提醒时间。 5-在设定的用药时间，智能药盒会发出声音或灯光提醒。 6-使用方式应用进行药物管理和数据查阅。 六、附件 本文档涉及的附件包括： 1-智能药盒外观设计图纸 2-智能药盒电路原理图 3-智能药盒方式应用界面设计图 七、法律名词及注释 1-单片机：是一种集成度高的电子设备，包含了中央处理器、存储器和输入/输出接口，用于控制和操作各种电子设备。
基于STM32的智能药箱系统设计与实 现共3篇 基于STM32的智能药箱系统设计与实现1 随着人们意识的不断提高和医疗科技的不断发展，人们对日常保健的需求也越来越高。而药箱作为人们常见的一种日常用品，近年来也逐渐受到广大消费者的关注。药箱可以帮助人们方便地存放和管理自己日常需要使用的药品，但是传统的药箱只是一个简单的药品储藏盒，难以帮助人们实现药品的提醒和管理，这一方面是有待改进的。 基于此，我们在传统药箱的基础上，设计和实现一种能够智能化管理药品的药箱系统。本系统主要由STM32单片机和相应的传感器、智能模块和网路通讯模块等组成。 该药箱系统的设计要点如下： 1.硬件设计 在系统设计的硬件方面，主要可以分为以下几个部分：药箱本体、药品分配器、温湿度传感器、光敏传感器、RTC时钟等。 首先要考虑的是药箱本体的设计。由于药箱主要用来储存药品，因此需要设计相应的架构，包括药品存放桶、药品分配器等。在药箱的分配器设计中，需要将药品机械手与STM32单片机相连，实现自动从药品存放桶中取出药品送到所需位置，防止人为误操作。同时，为了更好地监测药品的使用情况和存储环境，还需要在药箱内部设计监测设备。 在监测设备方面，本系统需要通过温湿度传感器实时地检测药箱内部
的温度和湿度，以解决一些药品在高温或潮湿环境下变质或失效的问题。此外，本系统还需要安装光敏传感器，用于检测药品的存储位置是否充足，及时提醒用户是否需要补充药品。 另外还需要考虑加入RTS实时时钟，以便系统能够实现时间的监测和管理。 2.软件设计 在系统的软件设计方面，主要可以分为以下几个方面： 1）药品管理 在药品管理方面，属于该药品箱的核心功能。系统通过手机APP或网站的方式，提供药品添加、删除、修改等相关操作，同时还可以显示药品的包装、厂商、有效期等信息。并且，针对某些受过期限制的药品，系统还可以自动提示用户； 2）药品分配 药箱系统能够实现自动分配药品的功能，根据用户的设置，可将药品自动放置在指定的位置。用户也可以通过手机APP或网站手动分配药品； 3）药品提醒 系统能够根据药品使用时间，自动将需要用药的药品提醒用户，提醒方式可以是声音提示、LED灯设置等，用户也可以设置提醒方式； 4）药箱安全
摘要 随着社会的发展和人们生活水平的提高，人们对生活的健康质量也追求越来越高，为了方便老年人吃药，结合当前智能药盒蓬勃的发展状况，本文介绍了一种基于单片机的家庭用智能药盒的设计。首先，本文介绍了此系统所涉及的硬件的结构和工作原理，主要包括STC90C51单片机、LCD1602液晶和单片机的定时/计数器。其次，介绍了系统硬件的模块化设计和软件的编程思想。最后是对系统进行调试之后得出最后的结果。在第一部分着重介绍了单片机的各项参数、内部结构、引脚功能，LCD1602的硬件电路、显示原理和各项命令，定时/计数器和蜂鸣器原理的简单介绍。在第二部分则系统地介绍了各模块之间的运作模式和工作流程。最后调试完善后得到的系统运行基本模式为：系统基于单片机控制，通过对单片机STC90C516定时器中断的设计，使其完成对时钟运行的控制，并通过LCD1602液晶显示出来。当系统检测到有时间设置功能键或用药设置功能键有输入时，进入关中断调时及设置状态，之后开中断并按下定时键记录当前设置的时间及用药量的值。在调节好系统时间之后，系统时间向前运行的过程中不断将系统实时时间与记录时间作比较，两者相等时发出警报并显示所设置的用药量，一分钟后系统实时时间与记录时间不在相等则自动退出提醒，如此实现每天四次用药及每次四种用药服用量的提醒，比较适合普通家庭使用。 关键词：智能药盒；STC90C516；时钟；1602显示
Abstract With the development of society and people's living standards improve,more and more people pursue a higher level of health.In order to facilitate the old to take medicine,in combination with the vigorous development situation of smart pillbox,this paper introduces a design of domestic smart pillbox based on STC90C516 SCM(Single chip microcomputer).First,this paper introduces the system structure and working principle of hardware involved,mainly includes SCM,LCD1602 and the counter timer of the SCM.Secondly,the paper introduces the system hardware modular design and soft programming ideas.Finally,get the final result after debugging.The first part introduces the various parameters of SCM,the internal structure and pin functions,as well as hardware circuit and various commands of LCD1602,the principle of LCD1602,counter timer and buzzer.The second part introduces the operation model and work process between each module systematically.After the completion of debugging,the system basic operation mode is:the system is based on STC90C516,through the design of STC90516 timer interrupt,the system control the clock running forward,and display the time on the LCD1602.When the system detects that the time setting keys or the dosage keys have input,close the interrupt and setting the value of time or dosage,then open the interrupt and press the time-setting keys down to record the time and dosage,As the system time running forward,comparing record time with the current time,when two values are equal activate the alarm and display the dosage value,a minute latter,the two values are not equal,the system close the alarm,this is the way of reminding a person to take four kinds of medicine four times a day it`s suitable for ordinary families. Key words: smart pillbox STC90C516 clock LCD1602
基于单片机的智能药盒 随着科技的快速发展，智能化已经深入到生活的方方面面。其中，基于单片机的智能药盒的设计与实现，为我们的日常生活提供了极大的便利。 一、设计思路 智能药盒的设计主要基于单片机技术，通过预设的程序，实现药物的提醒、管理以及安全用药的保障。其核心部件包括单片机、存储模块、显示模块和通讯模块。 二、主要功能及工作原理 1、药物提醒：通过预设程序，设定特定的提醒时间，如每日的固定时间点，当到达预设时间点时，单片机控制蜂鸣器发出提醒信号，以提醒患者按时服药。 2、药物管理：利用存储模块记录患者所需服用的药物种类、剂量、时间等信息，当接收到提醒信号时，单片机根据存储模块的信息，指导患者正确服药。 3、安全用药保障：通过通讯模块，将患者服药的信息传送至医生或
医疗机构的服务器，以便于医生实时掌握患者的用药情况，及时调整治疗方案。 三、使用场景及优势 智能药盒的使用场景广泛，尤其适用于老年人、儿童、慢性病患者等需要长期服药的人群。其优势主要体现在以下几个方面： 1、提醒功能：避免了漏服、错服的情况，保证了患者按时、按量服药。 2、管理功能：可以详细记录患者的服药信息，为医生提供详尽的医疗数据。 3、安全用药保障：通过实时传送服药信息，有利于医生及时调整治疗方案，保障患者的用药安全。 四、未来发展及优化方向 随着科技的进步，基于单片机的智能药盒将有更多的优化空间。例如，可以通过增加传感器，检测药品的有效期、药品剩余量等信息；可以通过升级通讯模块，实现远程医疗、在线咨询等更多功能。 总结，基于单片机的智能药盒的设计与实现，不仅提高了患者的生活
质量，也为医疗服务提供了更多的可能性。未来，随着技术的不断进步，我们期待看到更多的智能化产品为我们的生活带来便利。 基于老人的智能药盒设计 随着人口老龄化的加剧，如何为老年人提供更好的医疗保健服务成为了社会的焦点。其中，药品管理和服用是一个重要环节。许多老年人患有多种疾病，需要服用多种药物，然而，他们往往存在忘记服药、误服药物、药品过期等问题。为了解决这些问题，我们可以设计一款专门针对老年人的智能药盒，帮助他们在日常生活中更好地管理药品和服用。 智能药盒的设计需要考虑以下几个方面的功能： 1、药品管理：智能药盒具备存储和提醒功能，能够根据老人的病情和医生建议，提醒老人按时服药。同时，药盒能够记录下老人服药的信息，一旦出现忘记服药的情况，药盒会提醒老人及时服药。 2、提醒功能：智能药盒具备定时提醒功能，能够根据医生的建议和老人的服药习惯，在合适的时间提醒老人服药。同时，药盒还可以提醒老人定期去医院复查、药品更换等时间节点。 3、智能控制：智能药盒采用智能硬件和软件技术，能够自动识别药
基于单片机的智能药盒的设计与实现 摘要 随着当今时代的发展推进人们生活质量的越发提高，对于生活中身体的健康质量是当代人们追求的一个重要的指标。随着老年人身体逐渐衰老，很容易患上各种慢性病，只能长期靠药物够维持身体基本机能，但却无法改善因衰老带来的记忆力弱等问题，从而导致不能按时按量服药，没有了持续用药的效力。为此，决定研发一款具有智能语音提醒功能的、基于STM32单片机的智能药盒来解决这些问题。 本文详细介绍了此药盒的主要构成和设计原理。该智能药盒采用模块化设计，主要由STM32单片机最小系统、红外检测模块、智能语音模块、GSM通信模块、时钟模块、按键模块和液晶显示屏等构成。时钟模块为单片机提供精准时钟，通过按键设置好每天吃药时间及超时时长，并显示在液晶显示屏上，时间一到，马上通过GSM通信模块发送短信，智能语音模块提醒吃药时间到，若超时，则再次提醒。此时红外模块一直在检测药盒是否有打开并关上动作，若有该动作，则该时段不再发出提醒语音或短信；否则便每隔一段时间便提醒，直到检测到该动作为止。 通过上述要点的理论研究与功能模块的应用方式，完善具体步骤和功能，包括LCD 实时时钟显示、工作时计时系统运行，DS1302计时器开始进行倒计时工作，当计时时间结束之后，驱动GSM模块发送提示短信，并使用红外传感器检测要和是否被打开，设定时间如果超时的话会进行语音播报提醒。各部分功能模块统一由STM32单片机调度配置，实现其逻辑控制以及驱动控制。 关键词：STM32单片机 GSM通信 DS1302时钟模块
Abstract With the development of society and the improvement of the living standards of the population the search for a healthy quality of life increases. In combination with the current growing smart drug box and facilitating access to medicines for the elderly, this paper describes the design of a microprocessor-based smart home drug box. First of all, this paper introduces the structure and working principle of the hardware involved in this system, including STM32 microcontroller, LCD1602 liquid crystal and microcontroller timing/counter, infrared module, voice module, GSM communication. Secondly, the modularization design of hardware and the programming idea of software are introduced. Finally, the final result is obtained after debugging the system. In the first part, the parameters, internal structure, pin function, LCD1602 hardware circuit, display principle and various commands, timing/counter and buzzer principle are introduced. In the second part, the operation mode and workflow among the modules are systematically introduced. Finally, the basic mode of system operation obtained after debugging and improvement is as follows: the system is based on single-chip microcomputer control. Through the design of single-chip MICROCOMPUTER STM32 timer interruption, the system completes the control of clock operation and is displayed by LCD1602 LIQUID crystal. Through the theoretical research of the above points, specific functions are realized, including LCD real-time clock display and running of working timing system. When the timer time is up, GSM module is driven to send prompt message, and infrared sensor is used to detect whether to be turned on or not. If the time is set, voice broadcast and reminder will be delivered. Each functional module is unified by STM32 MCU scheduling configuration to achieve its logic control and drive control. Keywords: STM32 MCU GSM communication DS1302 clock module
智能药盒设计 ——《单片机嵌入式系统软硬件设计》 摘要 随着社会的发展和人们生活水平的提高，人们对生活的健康质量也追求越来越高，为了方便老年人吃药，结合当前智能药盒蓬勃的发展状况，本文介绍了一种基于单片机的家庭用智能药盒的设计。首先，本文介绍了此系统所涉及的硬件的结构和工作原理，主要包括STC90C51单片机、LCD1602液晶和单片机的定时/计数器。其次，介绍了系统硬件的模块化设计思想。在第一部分着重介绍了单片机的各项参数、内部结构、引脚功能，LCD1602的硬件电路、显示原理和各项命令，定时/计数器和蜂鸣器原理的简单介绍。在第二部分则系统地介绍了各模块之间的运作模式和工作流程。当系统检测到有时间设置功能键或用药设置功能键有输入时，进入关中断调时及设置状态，之后开中断并按下定时键记录当前设置的时间及用药量的值。在调节好系统时间之后，系统时间向前运行的过程中不断将系统实时时间与记录时间作比较，两者相等时发出警报并显示所设置的用药量，一分钟后系统实时时间与记录时间不在相等则自动退出提醒，如此实现每天四次用药及每次四种用药服用量的提醒，比较适合普通家庭使用。 关键词：智能药盒；STC90C516；时钟；1602显示
目录 摘要 (1) Abstract.................................................. 错误!未定义书签。 1 绪论 (4) 1.1 选题目的和意义 (4) 1.2 目前智能药盒的现状 (4) 2 系统总体方案设计 (5) 2.1 设计要求 (5) 2.2 总体设计思路 (5) 2.3 系统结构设计 (7) 3 硬件电路的设计 (8) 3.1 单片机最小系统 (8) 3.1.1. STC90C51RC/RD+系列单片机简介 (8) 3.1.2. 晶振电路 (11) 3.1.3. 复位电路 (12) 3.2 显示电路 (13) 3.3 键盘电路 (15) 3.4 蜂鸣器报警电路 (15) 3.5 发光二极管电路 (16) 3.6 定时模式装入初值的计算 (17) 4 结论 (19) 致谢 (20)