【正文】 已經(jīng)流過的滴數(shù)，以文字顯示的方式顯示液體速度以及總點滴數(shù)。 主要研究內(nèi)容如下： (1)系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計 ①根據(jù)液體點滴的監(jiān)控原理，進行液體點滴系統(tǒng)的整體研究與設(shè)計。隨著醫(yī)院管理系統(tǒng)趨向于電子化、網(wǎng)絡(luò)化，如何利用計算機與現(xiàn)代控制技術(shù)提高醫(yī)療器械的自動化成為目前主要應用方向之一。 近幾年來，單片機，計算機技術(shù)以及傳感器技術(shù)的發(fā)展日新月異，因此使用單片機以及傳感器于生活所需的物品中已經(jīng)成為主流思想，已經(jīng)成為當今社會發(fā)展的需要。由于單片機具有體積小、重量輕、價格便宜、功耗低、控制功能強及運算速度快等特點，因而在國民經(jīng)濟建設(shè)、軍事及家用電器等各個領(lǐng)域均得到了廣泛的應用。在打點滴的時候點滴沒了需要及時告訴醫(yī)生處理，但是對于一些昏迷的病人就不能即時通知醫(yī)生來處理，這樣就可能導致病人的血液回流進滴管，造成不必要的傷害，同時對于意外狀況點滴停止輸液了也需要及時報警。 本次畢業(yè)設(shè)計實現(xiàn)了基于單片機的液體點滴速度監(jiān)控裝置的設(shè)計。 南 京 工 程 學 院 畢業(yè)設(shè)計說明書 (論文 ) 院 系： 計算機工程學院 專 業(yè)： 電子信息科學與技術(shù) 題 目： 基于單片機的液體點滴控制系統(tǒng)設(shè)計 20xx 年 5 月 南 京 畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）中文摘要 基于單片機的液體點滴速度監(jiān)控系統(tǒng)是一個能夠代替醫(yī)務人員監(jiān)控 病人點滴速度的智能化系統(tǒng) 。所設(shè)計系統(tǒng)的硬件設(shè)計合理，實時性 良好，經(jīng)過擴展和升級，可以用于醫(yī)院給病人打點滴和工業(yè)控制中，具有良好的醫(yī)用價值和市場價值。另外對于點滴的輸液速度也需要加以監(jiān)控用來針對不同病人或者不同人群。本設(shè)計主要任務是設(shè)計并制作一個液體點滴速度監(jiān)測與控制裝置，能檢測出儲液瓶內(nèi)液體的滴速、可控制液體點滴速度，在液面降到警戒值時能發(fā)出報警。本次設(shè)計就是使用了單片機以及傳感器來設(shè)計貼近生活實際的液體點滴監(jiān)控裝置，該裝置可以在醫(yī)用方面凸顯其價值，也可以用于工業(yè)等其他行業(yè)，提高醫(yī)院等行業(yè)的智能化水平。 本系統(tǒng)主要基于 STC89C52 單片機以及光電傳感器來實現(xiàn)液體點滴的監(jiān)控。 ②針對液體點滴監(jiān)控系統(tǒng)的整體功能設(shè)計各個模塊電路。 (2)系統(tǒng)軟件的設(shè)計 ① 系統(tǒng)主程序的設(shè)計。 設(shè)計特點與創(chuàng)新 該裝置實時地監(jiān)測液體點滴速度，通過單片機對信息進行分析和處理，由主機發(fā)出相應指令，調(diào)整系統(tǒng)工作平穩(wěn)，構(gòu)成了一個高性能的閉環(huán)控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了對點滴輸液速度的直觀監(jiān)測，同時對一些異常情況的出現(xiàn)可實施報警。光電傳感器是各種光電檢測系統(tǒng)中實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵元件，它是把光信號（紅外、紫外光輻射以及可見光）轉(zhuǎn)變成為電信號的器件 [1] 。這些年來，隨著技術(shù)的 進步 ,光電傳感器的性能不斷提高，特別是 CCD 圖像傳感器的產(chǎn)生，為光電傳感器的進一步應用開創(chuàng)了新的一頁，隨著光電傳感器的改進，它的應用也越來越強大。在外電場的作用下，光電載流子能夠參于導電，形成的反向電流比暗電流大很多，這個反向電流就是光電流。一般情況下基區(qū)面積都很大，發(fā)射區(qū)則比較小，當光線射入，那么光線就主要被基區(qū)吸收，這樣做的原因是能夠增大光照。 光電傳感器應用 光電傳感器可以應用于條形碼掃描，簡易感光報警器，產(chǎn)品計數(shù)器，光電式煙霧報警器，防盜報警電路，液位監(jiān)控，公共汽車關(guān)門安全警示器等等一系列生活中，用處已經(jīng)深入到人們生活中。然而電腦 ,通常是指個人計算機。它在整個電子世界中，它扮演的角色就像是人類大腦 ,一旦 它出故障了 ,整個設(shè)備癱瘓了。原因就在于其沒有使用想單片機一樣的器件。單片機還有一個優(yōu)點就是抗干擾能力強，由于這點原因使得它和普通的電腦也有了一定的區(qū)別。 由于單片機的優(yōu)勢就在于它的成本，所以目前占優(yōu)勢地位的軟件還是最低級的匯編語言，它是除了二進制機器碼以高級一點，那為什么要放棄使用很多已經(jīng)達到可視化水平的高級語言而用這么低級的東西呢？原因就是單片機結(jié)構(gòu)簡單沒有家用計算機那樣的 CPU，硬盤那么大的存儲設(shè)備。單片機是集成在一塊片子上。 Potel99 介紹 Protel99 采用全新的數(shù)據(jù)庫管理方式。 Protel99 采用了先進的技術(shù)使得 protel99 中有一套完整的繪制原理圖的工具，有了這套工具可以準確的繪制模型分析板，使用戶對系統(tǒng)有更加深入的理解 ,只能更加用戶設(shè)計成功的可能性。 在 protel 環(huán)境下可以把原理圖分塊，可以直觀的看系統(tǒng)的原理圖，方便用戶對整個系統(tǒng)的理解。 通過 keil 軟件可以對代碼進行仿真，同時通過它的斷點調(diào)試功能可以對代碼進行斷點調(diào)試 ,方便用戶對代碼的理解，一下子使用戶對整個系統(tǒng)的運行過程就了如指掌了。 Proteus 功能強大，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到 PCB設(shè)計，真正實現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計。通過 protus 軟件可以對系統(tǒng)進行整體仿真，方便在制造實 物之前排除各種意外狀況。 方案一：對滴瓶中的液體的液位進行監(jiān)控 該方案中通過光電傳感器對滴瓶中的液體的液位進行監(jiān)控，當沒有液體時報警，該方案中光電傳感器放 出光束監(jiān)控液面。（可以把光電傳感器裝在輸液管聚液處） 圖 23 輸液管 南京工程學院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 11 對于上述兩種方案，方案一需要把光電傳感器裝在點滴瓶上 ，方案二需要把光電傳感器裝在滴管上面，如果裝在滴瓶上，就算是滴瓶中的液體沒有了，滴管中還有很多，在實際醫(yī)學應用中會會浪費藥液，因此實際使用中較差。 南京工程學院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 12 第三章 液體點滴速度監(jiān)控裝置的理論分析與參數(shù)計算 液體檢測 檢測是系統(tǒng)精度的關(guān)鍵部位，檢測不準確將影響系統(tǒng) 的控制精度。投光器發(fā)出的光束需經(jīng)反射板反射至受光器，受光器通過檢測射入光量的多少來判斷物體的有無。當投光器發(fā)出的光線遇到液滴時，將通過液滴表面的反射作用把光線反射給受光器，從而來判斷物體的有無。 (2)必須把滴管豎直不曲折的放置，這樣就不會出現(xiàn)因為滴管曲折而導致液體時而流動時而不流動而產(chǎn)生誤差報警。因此設(shè)計 4 個按鈕分別實現(xiàn)進入設(shè)置界面、異常報警時間上調(diào)、異常報警時間下調(diào)、以及是否異常報警。按鍵電路用于設(shè)置不同的參數(shù)來控制異常報警以及是否異常報警。 STC89C52 擁有比 51 單片機更加強的性能： (1)C系列的單片機沒有看門狗， S 系列的有看門狗，看門狗可以有效防止程序進入死循環(huán)。 AT89C52 有三個定時器， 8 個中斷源。 (2) GND：地。在 Flash ROM 編程時， P0端口接收指令字節(jié)，而在校驗程序時，則輸出指令字節(jié)。當用作輸入口時，對端口寫入 高電平 時，端口 會變?yōu)?高電位 ，主要是由于上拉電阻的緣故。 P2 口是一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 端口。 在對 Flash ROM 編程 以及 程序校驗期間， 一些 高位地址和控制信號 也可以由 P2 口進行接收 。 RST 引腳復位高電平有效。特例是，在每次訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時， ALE 脈沖將會跳過。注意加密方式 1 時，將內(nèi)部鎖定位 RESET。外部程序存儲器選通信號。 （ 11） XTAL2 即 18 引腳。 時 鐘電路：采用內(nèi)部震蕩的方式，結(jié)構(gòu)簡單，所得的時鐘信號穩(wěn)定，采用并聯(lián)諧振電路分別用電容 C2和 C3與單片機的 XTAL1 和 XTAL2 相連，諧振頻率設(shè)定為 。 LCD 實物圖如圖 46 和 47 所示： 南京工程學院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 21 圖 46 LCD1602 實物圖正面 圖 47 LCD1602 實物圖反面 LCD1602 的引腳如圖 48所示： 圖 48 LCD1602 引腳圖 由圖 48 所示， LCD1602 有 16個引腳， 16個引腳各具有不同的功能，以下是 16 個引腳的不同功能： 第 1 腳： VSS，是 電源地 第 2 腳： VCC，是 5V 電源正極 第 3 腳： V0，為液晶顯示器對比度調(diào)整端，可以接正電源和地電源，分別得到對比度最低以及對比度最高。 第 7～ 14腳： D0～ D7，為 8 位雙向數(shù)據(jù)傳輸端，用來傳輸顯示的數(shù)據(jù)。高 電平時， D 表示開顯示， C 表示開光標， B 表示閃爍。報警電路原理圖如圖 414 圖 413 蜂鳴器實物圖 南京工程學院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 25 圖 414 報警電路原理圖 圖中三極管主要是做驅(qū)動用的。 圖 51 系統(tǒng)主程序流程圖 把初始的液滴速度、累計滴數(shù)設(shè)置為零，以及把報警設(shè)置為開狀態(tài)，把異常報警間隔設(shè)置為 1000（單位 為 10ms） include uint32 ulCount = 0。 硬件中斷又分為外部中斷和內(nèi)部中斷，外部中斷一般是指由計算機外部設(shè)備發(fā)出的中斷請求，比如：鍵盤的中斷、打印機的中斷、定時器的中斷等，通過光電傳感器以及定時器產(chǎn)生的外部中斷服務子程序流程圖 ,如圖 52所示： 圖 52 外部中斷服務子程序流程圖 該外部中斷用來計算液體點滴的速度，以及累計滴數(shù)，以及結(jié)果輸出等部分工作。 EX1 = 1。 } } ③ 計算速度代碼 ,以及滴數(shù)的代 碼： void INT_0(void) interrupt 0 { ulCount++。 while (tmp != uiTimerTick[ucTimer]){tmp = uiTimerTick[ucTimer]。 南京工程學院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 30 按鍵程序 本次設(shè)計的 4個按鈕分別實現(xiàn)進入設(shè)置界面、異常報警時間上調(diào)、異常報警時間下調(diào)、以及是否異常報警的功能。 ucKeyValue = ScanKey()。 ucKeyValue = ScanKey()。 KeyDelay1ms(10)。 ucKeyValue |= s_ucFastKey。 if (ucKeyValue != s_ucFastKey){s_ucFastKey = 0。 uiDelay++。 while (ScanKey() != 0) { KeyDelay1ms(1)。 } 顯示程序 要把液體點滴的速度和累計滴數(shù)以及報警開關(guān)的狀態(tài)顯示在 LCD 液晶顯示屏上，當超過異常時間沒有液體流過（假定初始異常間隔為 10s）則產(chǎn)生報警，其中涉及一些計算速度的公式為： 1/中斷時間 =速度。 WriteComPort(LCD_SET_DDRAM_ADDR | x)。 return ReadDataPort()。 WriteComPort(LCD_SET_DDRAM_ADDR | x)。 WriteDataPort(ucData)。 } 南京工程學院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 34 ③ 從 (x,y)的右下方顯示字符串 ,x 點后移，代碼如下： void DrawText(uint8 x, uint8 y, uint8 *pucStr) { GotoXY(x, y)。 } ④ LCD 清屏代碼如下： void LcdClear(void) { Lcd_CheckBusy()。 return。 ms。 i){。 圖 62 軟件燒錄的 hex 文件 protus 軟件仿真 南京工程學院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 36 先在 protel 軟件中畫出其原理圖，然后在 protus 中根據(jù) protel 的原理圖畫出其布局，確保在 protus 下的仿真圖沒有誤差，由于沒有光電傳感器，可以模擬一個信號代替光電傳感器接收的信號。 實際操作的時候發(fā)現(xiàn)雖然沒有改變各項設(shè)置但是再次開啟裝置測試的時候，每分鐘的滴數(shù)已經(jīng)不一樣了，而且滴數(shù)也不一樣。 設(shè)計過程中的問題及解決 問題一：在 protus 仿真時， 由于 protus 中不含有電傳感器，因此不好仿真 。 南京工程學院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 41 解決方法：主要是 把 光電傳感器安置在滴管的聚液 處 ，在那里可以檢測一滴滴的液體流過，因此適合計算速度值，也方便累計液體滴數(shù) ，而且實際應用中也可以節(jié)省藥液。實際應