基于單片機的無塵室監(jiān)測系統(tǒng)的設計.pdf

1、無塵室內(nèi)部的環(huán)境指標對其本身的工作狀態(tài)有很大的影響，因此準確完善的無塵室監(jiān)測技術是保證無塵室正常工作的一個關鍵環(huán)節(jié)，約占整個無塵室應用的50％。本文通過對半導體生產(chǎn)工業(yè)中所用到的無塵室環(huán)境進行調(diào)研和分析，借助嵌入式技術來實現(xiàn)相關環(huán)境參量的監(jiān)測，對監(jiān)測數(shù)據(jù)使用PC來進行處理。該系統(tǒng)滿足了環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)在未來的需求主要朝著受控環(huán)境多元化、應用領域廣泛化，監(jiān)測指標多樣化及精確化等方向發(fā)展的趨勢。
　　 要設計一個完善的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，各個

2、部分全面地選擇是關鍵。該監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測指標有四項：溫度、濕度、微塵顆粒含量和噪聲強度。分別由溫濕度傳感器、微塵粒子計數(shù)器和噪聲傳感器作為主要采集模塊實時地采集監(jiān)測相應的環(huán)境指標。根據(jù)無塵室環(huán)境監(jiān)測的需求分析，該系統(tǒng)選用的核心控制器為單片機C8051F410，該單片機中有豐富的模擬和數(shù)字資源，并采用一些在單片機中前所未有的技術，使CPU內(nèi)核的內(nèi)部和外部有幾項關鍵的性能改進，提高了整體的性能，更易于在系統(tǒng)設計中使用。其通用和專用管腳連接外圍

3、電路的多個模塊，分別為存儲模塊、時鐘模塊、鍵盤模塊、溫濕度監(jiān)測模塊、微塵顆粒監(jiān)測模塊、噪聲監(jiān)測模塊，LCD顯示模塊、串口模塊、通訊模塊和電源模塊。主控部分的單片機用匯編語言來編程，各個監(jiān)測模塊定時采集環(huán)境參數(shù)，實時地在本地LCD界面顯示并送到遠程監(jiān)控的上位機，同時系統(tǒng)支持鍵盤與上位機對歷史環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)的查詢。用戶利用實時環(huán)境參數(shù)和歷史環(huán)境參數(shù)，監(jiān)測與分析一段時間內(nèi)環(huán)境的變化趨勢，從而達到監(jiān)控環(huán)境狀態(tài)，保證產(chǎn)品質(zhì)量的目的。
　　

4、系統(tǒng)的軟件實現(xiàn)是基于C語言的系統(tǒng)控制程序，主要包括主控制程序、鍵盤掃描程序、液晶LCD驅(qū)動程序、溫度與濕度采集程序、噪聲和塵土顆粒采集程序、實時時鐘采集程序、E2PROM驅(qū)動程序、串口驅(qū)動程序等。主控制程序是系統(tǒng)的核心調(diào)度程序，系統(tǒng)運行時主控制程序根據(jù)設定的流程完成數(shù)據(jù)采集、顯示、存儲和上傳。此外，主控制程序?qū)崟r響應鍵盤的命令，完成歷史數(shù)據(jù)的查詢與追溯。
　　 由于單片機的計算能力有限，難以進行復雜的數(shù)據(jù)處理。因此在本監(jiān)測系統(tǒng)中

5、，通常以PC機為上位機，單片機為下位機。由單片機完成數(shù)據(jù)的采集及對各模塊的控制，而由PC完成對各種復雜的數(shù)據(jù)處理及對單片機的控制。本系統(tǒng)中，上位機作用主要有三方面，顯示監(jiān)測數(shù)據(jù)以及對不正常的參數(shù)進行提示與報警；按時間順序存儲歷史數(shù)據(jù)，方便用戶查詢；生成一個專門用來存儲歷史監(jiān)測值的數(shù)據(jù)庫。從總體性能上來講，該監(jiān)測系統(tǒng)采集終端采用了先進的技術，系統(tǒng)實現(xiàn)方式上有了新的突破，上位機對于數(shù)據(jù)的處理和儲存也體現(xiàn)了實時性、針對性和整體性，在無塵室環(huán)境