【正文】 y and then designed a set of system which is called fluid infusion supervision system .It is faced to all the hospitals and clinic. This system take the PC as it’s master machine. The PC is the controler of the whole system. Take the single chip AT89C51 as a core of the next machine which will test and display the level of the liquid bottle. It can examine and control the speed of lose a liquid accurately. PC municate with single chip by the total line of can make the nurses know the status of loses liquid while patients take the personnel solid. Discussed the constituting of examination principle, total structure and main function parts design and the constitution of software and hardware system. The system is low achievement consumes, low cost and stable function and easy to take, the function is strong. KEYWORDS Supervision of transfusion。本系統(tǒng)以 PC 為上位機(jī)作為整個(gè)系統(tǒng)的控制監(jiān)控中心，用單片機(jī) AT89C51 為核心作為下位機(jī)通過光電傳感器對(duì)吊瓶的液位進(jìn)行檢測(cè)及報(bào)警，并對(duì)滴速進(jìn)行精確地檢測(cè)與控制。上位機(jī)與下位機(jī)用 RS485總線進(jìn)行串行通信，能夠使醫(yī)護(hù)人員實(shí)時(shí)了解輸液狀態(tài)。AT89C51。默認(rèn)速度設(shè)定值為 60 滴 /min，可以通過鍵盤來 修改設(shè)定值。若聲報(bào)警持續(xù)一分鐘后無人復(fù)位，則由單片機(jī)發(fā)出信號(hào)控制電動(dòng)機(jī)，使輸液器上的小齒輪處于無液滴滴出狀態(tài)，這樣可以大大提高輸液的安全性。 綜合考慮題目要求，一方面調(diào)節(jié)的步長盡可能的小，定位要好；另一方面如果停止信號(hào)到來，滑輪能夠快速停止。 方案 三． 利用激光。 當(dāng)然紅外光也有一定的缺點(diǎn)，如大氣、潮濕的天氣、霧和云對(duì)它有衰減作用，所以只適用于室內(nèi)通信。 方案二 采用獨(dú)立式按鍵電路，每個(gè)按鍵單獨(dú)占有一根 I/O 接口線 ,每個(gè) I/O 口的工作狀態(tài)互不影響，此類鍵盤采用端口直接掃描方式。根據(jù)此方案，若選取的計(jì)數(shù)時(shí)間 T 較短，以 10 秒為 例，如檢測(cè)系統(tǒng)誤差為 1 滴，則算得的速度誤差為 6 滴，此時(shí)假設(shè)點(diǎn)滴的實(shí)際速度為 30 滴 /分，而計(jì)算速度為 36 滴 /分，誤差為 30%，大于題目要求的誤差范圍 10%? 1滴。 通過比較論證，作者選 用方案二 。 通過比較，考慮到醫(yī)用輸液器的情況 ，選用了 nRF905 多段單片高速無線收發(fā)芯片。 基于單片機(jī)的輸液監(jiān)護(hù)器的設(shè)計(jì) 6 單片機(jī) 的選用 現(xiàn)有主流單片機(jī)的概述 MCS— 51 系列單片機(jī)是 INTEL 公司在 20 世紀(jì) 80 年代初研制的，很快就在全世界得到廣泛的推廣應(yīng)用。 ATMEL 公司是美國在 20 世紀(jì) 80 年代中期成立并發(fā)展起來的半導(dǎo)體公司，該 公司的技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于 FLASH 存儲(chǔ)器技術(shù)和高質(zhì)量高可靠性的生產(chǎn)技術(shù)。這是一種內(nèi)部含有 FLASH 存儲(chǔ)器的特殊單片機(jī)。對(duì)于片內(nèi)無 ROM的單片機(jī)，還應(yīng)該配置片外程序存儲(chǔ)器。 1 AT89C51 主要 性能 ： （ 1） 與 MCS51 兼容 （ 2） 4K字節(jié)可編程 FLASH 存儲(chǔ)器 (壽命： 1000 寫 /擦循環(huán) ) （ 3） 全靜態(tài)工作： 0Hz24KHz （ 4） 三級(jí)程序存儲(chǔ)器保密鎖定 （ 5） 128*8 位內(nèi)部 RAM （ 6） 32條可編程 I/O 線 （ 7） 兩個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 （ 8） 6 個(gè)中斷源 （ 9） 可編程串行通道 （ 10） 低功耗的閑置和掉電模式 基于單片機(jī)的輸液監(jiān)護(hù)器的設(shè)計(jì) 8 （ 11） 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 2 AT89C51 管腳 圖 ： AT89C51 管腳 圖如 圖 1289765431 01 11 21 81 91 71 61 51 41 32 03 02 92 32 22 42 52 62 72 82 14 03 93 33 23 43 53 63 73 83 1P 1 . 0P 1 . 1P 1 . 7R S TP 1 . 6P 1 . 5P 1 . 4P 1 . 3P 1 . 2P 3 . 0P 3 . 1P 3 . 7X T A L 2P 3 . 6P 3 . 5P 3 . 4P 3 . 3P 3 . 2P 2 . 7P 2 . 6P 2 . 0P 2 . 1P 2 . 2P 2 . 3P 2 . 4P 2 . 5P 0 . 0P 0 . 1P 0 . 7E A / V P PP 0 . 6P 0 . 5P 0 . 4P 0 . 3P 0 . 2X T A L 1G N DA L E / P R O GP S E NT X DR X DI N T 0I N T 1W RT 1T 0R DA T 8 9 C 5 1 3 AT89C51 引腳功能 P0 口： P0 口為一個(gè) 8 位漏級(jí)開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。 P1口： P1 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL門電流。并因此作為輸入時(shí)， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。 P2 口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 P3口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如下所示： RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷 0） /INT1（外部中斷 1） T0（記時(shí)器 0 外部輸入） T1（記時(shí)器 1 外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） 4 芯片擦除： 整個(gè) PEROM 陣列和三個(gè)鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號(hào)組合，并保持 ALE 管腳處于低電平 10ms 來完成。但 RAM，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。 是 加健按鈕的輸入，當(dāng)檢測(cè)報(bào)警鍵被按下， 輸入 一個(gè)低電平，給 一個(gè)高電平，觸發(fā)報(bào)警裝置。單片機(jī)控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，主要任務(wù)是： 按相序輸入脈沖以實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向控制。一般電動(dòng)機(jī)都是連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的，而步進(jìn)電動(dòng)機(jī)則有定位和運(yùn)轉(zhuǎn)兩種基本狀態(tài)，當(dāng)有脈沖輸入肘步進(jìn)電動(dòng)機(jī)一步一步地轉(zhuǎn)動(dòng)，每給它一個(gè)脈沖信號(hào)，它就轉(zhuǎn)過一定的角度。如果在線圈中通以直流電，就會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，當(dāng) A、 B、 C三個(gè)磁極的線圈依次輪流通電，則 A、 B、 C 三對(duì) 基于單片機(jī)的輸液監(jiān)護(hù)器的設(shè)計(jì) 11 磁極就依次輪流產(chǎn)生磁場(chǎng)吸引轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)已成為除直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)以外的第三類電動(dòng)機(jī)。 步進(jìn)電機(jī)控制原理 步進(jìn)電機(jī)是數(shù)字控制電機(jī)，它將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變成角位移，即給一個(gè)脈沖信號(hào)，步進(jìn)電機(jī)就轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，因此非常適合于單片機(jī)控制。其基本原理作用如下： (1)控制換相順序 通電換相這一過程稱為脈 沖分配。兩個(gè)脈沖的間隔越短，步進(jìn)電機(jī)就轉(zhuǎn)得越快。 1滴 A T 8 9 C 5 1 單 片 機(jī)+ 5 V2 0 02 0 02 0 0繼 電 器繼 電 器繼 電 器+ 1 2 V+ 2 4 V電 機(jī) 1 相電 機(jī) 2 相電 機(jī) 3 相2 0 02 0 02 0 0 圖 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制電路圖 數(shù)據(jù)采集模塊及工作原理 采集部分采用紅外傳感技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)滴斗中點(diǎn)滴的檢測(cè)，電路如圖 所示。 基于單片機(jī)的輸液監(jiān)護(hù)器的設(shè)計(jì) 13 圖 數(shù)據(jù)采集裝置 發(fā)光二極管發(fā)射的光束經(jīng)過茂菲氏管的液滴滴落線投射到光敏三極管的感光面， 結(jié)構(gòu)圖如 所示， 在沒有液滴滴落時(shí)，光敏三極管接收到的光照度最大，產(chǎn)生的光生電流也最大 。常用的受光器有光敏三極管、光敏晶閘管和光敏集成電路等。 表 紅外發(fā)光二極管主要參數(shù) HG313S 參數(shù) 數(shù)值 HG313S 參數(shù) 數(shù)值 最大功率（ mw） 75 發(fā)射功率 (mw) 2 最大正向電流 (mA) 50 發(fā)光峰值波長 (nm) 940 正向壓降 (v) ≤ 半峰寬度 (A) ≤ 400 反向電流 (ｕ A) ≤ 50 結(jié)電容 (pf) ≤ 100 反向耐壓 (v) ≥ 5 截止頻率 (mHZ) ≥ 1 光敏三極管的主要參數(shù) 硅光敏三極管用于近紅外光探測(cè)器，以及光耦合，特性識(shí)別，過程控制等方面。s) Toff 7 電源 模塊 監(jiān)控系統(tǒng)采用 電池供電，可滿足室內(nèi)走動(dòng)的需要。單片機(jī)和 RS232C 接口需要 5V 電源，而 nRF905需要 電源，所以也要通過芯片 MRCLD33B 得到 電源。保證病人安全。顯示模塊就是單片機(jī)向人匯報(bào)運(yùn)行情況的工具。近年來也開始使用簡(jiǎn)易的 CRT 接口 ,顯示一些漢字及圖形。 LED 數(shù)碼管的外形如圖 所示： 基于單片機(jī)的輸液監(jiān)護(hù)器的設(shè)計(jì) 17 圖 LED 外形 發(fā)光二極管的陽極連在一起的稱為共陽極顯示器 ,陰極連在一起的稱為共陰極顯示器。 （ 2） LED 動(dòng)態(tài)顯示方式 掃描顯示方式 ,即在某一時(shí)刻 ,只讓某一位的位選線處于選通狀態(tài) ,而其它各位的位選線處于關(guān)閉狀態(tài) ,同時(shí) ,段選線上輸出相應(yīng)位要顯示字符的字型碼 ,這樣同一時(shí)刻 ,4 位 LED中只有選通的那一位顯示出字符 ,而其它三位則是熄滅的。 CD4511 管腳配置如圖 所示： V s s1543261 09871 51 11 21 31 41 6L EDABCL TB IedcbagfV d dC D 4 5 1 1 圖 CD4511 管腳圖 A， B， C， D— BCD 碼輸入端 LE— 鎖存允許端，當(dāng) LE=0 時(shí)， 4 位 BCD 碼進(jìn)入鎖存器，當(dāng) LE=1 時(shí)，輸入的數(shù)據(jù)被鎖存，其邏輯圖如圖 所示： 基于單片機(jī)的輸液監(jiān)護(hù)器的設(shè)計(jì) 19 /LT 和 /BI 的功能如表 所示， a~g 的七段碼輸出端。使用前可設(shè)定液滴，在輸液時(shí)可隨時(shí)暫停輸液，并可以在任意時(shí)刻重新啟動(dòng)繼續(xù)輸液。速度設(shè)定可以采取加減得方式，先在內(nèi)部設(shè)定一個(gè)初始值，然后通過加和減的方式改變數(shù)值。 基于單片機(jī)的輸液監(jiān)護(hù)器的設(shè)計(jì) 21 V C C復(fù)位 3 02 92 32 22 42 52 62 72 84 03 93 33 23 43 53 63 73 83 11289765431 01 11 21 81 91 71 61 51 41 32 0P 1 . 0P 1 . 1P 1 . 7R S TP 1 . 6P 1 . 5P 1 . 4P 1 . 3P 1 . 2P 3 . 0P 3 . 1P 3 . 7X T A L 2P 3 . 6P 3 . 5P 3 . 4P 3 . 3P 3 . 2X T A L 1G N DT X DR X DI N T 0I N T 1W RT 1T 0R DP 2 . 7P 2 . 6P 2 . 0P 2 . 1P 2 . 2P 2 . 3P 2 . 4P 2 . 5P 0 . 0P 0 . 1P 0 . 7E A / V P PP 0 . 6P 0 . 5P 0 . 4P 0 . 3P 0 . 2A L E / P R O GP S E NV C CA T 8 9 C 5 12 1加 鍵減 鍵報(bào) 警 圖 鍵盤電路 通信模塊 單片機(jī)和監(jiān)控電腦的連接采用的是無線通信方式，監(jiān)控電腦能檢測(cè)并設(shè)定