【正文】 課程設(shè)計(jì) 基于單片機(jī)的醫(yī)用點(diǎn)滴余液液位監(jiān)測報(bào)警系統(tǒng) I 課程設(shè)計(jì)說明書 目 錄 1 前言 ....................................................... 1 2 總體方案設(shè)計(jì) ................................................ 2 方案論證 ............................................................................................................... 2 ................................................................................................................ 3 3 單元模塊設(shè)計(jì) ................................................. 4 監(jiān)測模塊 ............................................................................................................... 4 ............................................................................................................ 4 LED信息顯示模塊 .................................................................................................. 6 控制輸入模塊 ........................................................................................................ 7 ................................................................................................................ 7 4 軟件設(shè)計(jì) .................................................... 8 5 系統(tǒng)調(diào)試 .................................................... 9 6 結(jié)論 ..........................................錯(cuò)誤 !未定義書簽。 7 總結(jié)和體會(huì) ....................................錯(cuò)誤 !未定義書簽。 8 參考文獻(xiàn) ......................................錯(cuò)誤 !未定義書簽。 附錄 1：附圖 ................................................. 11 原理圖 ................................................... 11 電路 PCB 板圖 ............................................. 12 軟件代碼 ................................................. 13 附錄 2：相關(guān)設(shè)計(jì)軟件 .......................................... 15 1 1 前 言 隨著社會(huì)的發(fā)展，隨著科技的進(jìn)步。運(yùn)來越多的地方需要用到一些高科技設(shè)備來為人們服務(wù)。 目前醫(yī)院普遍使用的是人工監(jiān)控點(diǎn)滴輸液裝置器，將液體容器掛在一定高度，利用勢差將液體輸入病人體內(nèi)，用軟管夾對(duì)軟管夾緊和放松控制滴速，藥物的有無將威脅病人的生命安全，為此 醫(yī)護(hù)人員 要不定時(shí)的觀察藥物的情況，本設(shè)計(jì) 根據(jù)需要設(shè)定液位控制高度，同時(shí)具備報(bào)警、高度顯示等功能，使用了紅外對(duì)射 傳感器，使其具有與液面不接觸的特點(diǎn)，可用于有毒、腐蝕性液體液位的控制， 簡單、方便、安全、 具有較高的 使用 價(jià)值。如何使這種手工操作走向自動(dòng)化或半自動(dòng)化， 讓護(hù)理人員監(jiān)控病人打點(diǎn)滴的進(jìn)程時(shí)間得到充分利用，這就要求醫(yī)療器械加速自動(dòng)化與半自動(dòng)化進(jìn)程，提高醫(yī)護(hù)質(zhì)量。 本文介紹了一種操作方便、顯示直觀、可集中控制、具有報(bào)警功能的智能型液體點(diǎn)滴速度監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)可讓醫(yī)護(hù)人員在控制室 監(jiān)控 不同受液者的輸液狀況，也可以直接到輸液室直接改變輸液狀態(tài)，了解病人的輸液進(jìn)程，及時(shí)通知處理將快完成的輸液。 2 2 總體方案設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)思想主要是想借助單片機(jī)，對(duì) 醫(yī)療點(diǎn)滴輸液 加以半自動(dòng)化的 控制 。首先通過液位傳感器檢測信號(hào)，然后將檢測到的信號(hào)送給單片機(jī)進(jìn)行處理，通過數(shù)碼管和報(bào)警裝置，將床位信息顯示在監(jiān)控室，然后由護(hù)理人員對(duì)具體情況進(jìn)行處理。 方案論證 設(shè)計(jì)中采用了兩個(gè)方案，具體的方案見方案一和方案二。 方案一 ：如圖 所示系統(tǒng)上電工作后，用戶首先通過鍵盤設(shè)定溫度的初值，單片機(jī)系統(tǒng)將用戶設(shè)置的“警戒值”保存地址空間中。安裝于被監(jiān)測對(duì)象上的超聲液位傳感器，將實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換，送入單片機(jī)連接 I/O 口。單片機(jī)進(jìn)入主程序后，開始以查詢的方式檢測轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)，并將相應(yīng)的數(shù)值通過數(shù)碼管顯示輸出。當(dāng)檢測的液位小于設(shè)置的初值時(shí)，單片機(jī)將控制報(bào)警系統(tǒng)響起，以提醒醫(yī) 護(hù)人員。 超 聲 波 傳 感 器 A / D 轉(zhuǎn) 換報(bào) 警 裝 置單片機(jī)控制系統(tǒng) L E D 顯 示鍵 盤 輸 入L E D 顯 示鍵 盤 輸 入 圖 液位監(jiān)測報(bào)警系統(tǒng)方案一框圖 方案二 ： 如圖 所示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖， 本 方案仍 以微型單片機(jī)為控制核心，由檢測模塊、信息處理模塊 、 LED 信息顯示模塊、控制輸入模塊 和報(bào)警 模塊 五 大部分組成。整個(gè)系統(tǒng)工作 前，先將傳感器裝于點(diǎn)滴瓶“警戒”液位水平處。 單片機(jī)啟動(dòng) ，開始監(jiān)測工作。當(dāng)液位低于警戒液位時(shí)，傳感器將輸出一低電平，送入 口（一張床位對(duì)應(yīng)一個(gè)口，本設(shè)計(jì)只取一張床位模擬），然后由單片機(jī)內(nèi)部的程序，對(duì)信息進(jìn)行處理，將病床號(hào)顯示到 LED 上 ，同時(shí)報(bào)警啟動(dòng)，提醒醫(yī)護(hù)人員。當(dāng)由控制輸入后，表示醫(yī)護(hù)人員已經(jīng)去對(duì)事件進(jìn)行處理。系統(tǒng)將復(fù)位，等待其他的床位監(jiān)測信息。 3 紅 外 對(duì) 射 型 傳 感 器報(bào) 警 裝 置單片機(jī)處理系統(tǒng) L E D 顯 示鍵 盤 輸 入L E D 顯 示控 制 輸 入 圖 液位監(jiān)測報(bào)警系統(tǒng)方案二框圖 方案一與方案二有很多相似之處，兩個(gè)設(shè)計(jì)都運(yùn)用到了單片機(jī)，用到了傳感器，運(yùn)用了 LED 顯示管，而且在功能方面都很相似。但綜合分析：超聲波傳感器較紅外傳感器要貴得多，而且方案一還需要 A/D 轉(zhuǎn)換，成本就更高。而且應(yīng)用對(duì)象為點(diǎn)滴瓶，采用方案一，安裝不方便，而且超聲波傳感器在這種應(yīng)用下存在盲區(qū) ，且對(duì)不同的大小的點(diǎn)滴瓶都要重新設(shè)定參數(shù)。對(duì)于方案二而言，成本低，最重要的是安裝上方便，醫(yī)護(hù)人員可根據(jù)點(diǎn)滴瓶的大小，在安裝時(shí)進(jìn)行調(diào)整。因此，從設(shè)計(jì)和經(jīng)濟(jì)的角度講，我們組采用了方案二。 4 3 單元模塊設(shè)計(jì) 本課程設(shè)計(jì)主要 由 監(jiān)測 模塊、信息處理模塊 （單片機(jī)模塊）、 LED 信息顯示模塊、控制輸入模塊 和 報(bào)警 模塊 五 大部分組成。 其中最核心部分的部分是信息處理模塊和檢測模塊。 監(jiān)測模塊 本模塊采用的是紅外對(duì)射型余液液位傳感器。發(fā)光二極管和光敏二極管分別安裝于“警戒”液位（由醫(yī)護(hù) 人員根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定）兩側(cè)，處于對(duì)射狀態(tài)。在高位警戒液位時(shí)， LM339 的反向輸入端即 3 端口輸入高電平，此時(shí) 5 端口輸出高電平，即送入單片機(jī)的 口。當(dāng)?shù)陀诰湟何粫r(shí)，光敏二極管導(dǎo)通， 3 端則輸入低電平， 5 端隨之也取反，然后送入單片機(jī)處理，已發(fā)出報(bào)警。其原理圖如圖 ： 圖 紅外對(duì)射型液位傳感器原理圖 AT89C52 概述 AT89C52 是美國 ATMEL 公司生產(chǎn)的低電壓，高性能 CMOS 8 位 單片機(jī)，片內(nèi)含 8kbytes 的可反 復(fù)擦寫的 只讀程序存儲(chǔ)器（ PEROM ）和 256 bytes 的隨機(jī)取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM )，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性 存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，與標(biāo)準(zhǔn) MCS 一 51 指令系統(tǒng)及 8052 產(chǎn)品引腳兼容，片內(nèi)置通用 8 位中央處理器（ CPU）和 Flash 存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大 AT89C52 單片機(jī)適應(yīng)于許多高性價(jià)比的應(yīng)用場合。 5 圖 AT89C52 引腳 AT89C52 主要性能參數(shù) 與 Mcs 一 51 產(chǎn)品指令系統(tǒng)和引腳完全兼容 8k 字節(jié)可重擦寫 Flash 閃速存儲(chǔ)器 1000 次擦寫周期 全