【正文】 已經流過的滴數，以文字顯示的方式顯示液體速度以及總點滴數。 主要研究內容如下： (1)系統(tǒng)硬件電路的設計 ①根據液體點滴的監(jiān)控原理，進行液體點滴系統(tǒng)的整體研究與設計。隨著醫(yī)院管理系統(tǒng)趨向于電子化、網絡化，如何利用計算機與現(xiàn)代控制技術提高醫(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，計算機技術以及傳感器技術的發(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成為主流思想，已經成為當今社會發(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，因而在國民經濟建設、軍事及家用電器等各個領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)設計實現(xiàn)了基于單片機的液體點滴速度監(jiān)控裝置的設計。 南 京 工 程 學 院 畢業(yè)設計說明書 (論文 ) 院 系： 計算機工程學院 專 業(yè)： 電子信息科學與技術 題 目： 基于單片機的液體點滴控制系統(tǒng)設計 20xx 年 5 月 南 京 畢業(yè)設計說明書（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) 。所設計系統(tǒng)的硬件設計合理，實時性 良好，經過擴展和升級，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。本設計主要任務是設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。本次設計就是使用了單片機以及傳感器來設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)的整體功能設計各個模塊電路。 (2)系統(tǒng)軟件的設計 ① 系統(tǒng)主程序的設計。 設計特點與創(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，調整系統(tǒng)工作平穩(wěn)，構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)光電轉換的關鍵元件，它是把光信號（紅外、紫外光輻射以及可見光）轉變成為電信號的器件 [1] 。這些年來，隨著技術的 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，產品計數器，光電式煙霧報警器，防盜報警電路，液位監(jiān)控，公共汽車關門安全警示器等等一系列生活中，用處已經深入到人們生活中。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？原因就是單片機結構簡單沒有家用計算機那樣的 CPU，硬盤那么大的存儲設備。單片機是集成在一塊片子上。 Potel99 介紹 Protel99 采用全新的數據庫管理方式。 Protel99 采用了先進的技術使得 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試功能可以對代碼進行斷點調試 ,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、代碼調試到單片機與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到 PCB設計，真正實現(xiàn)了從概念到產品的完整設計。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計算 液體檢測 檢測是系統(tǒng)精度的關鍵部位，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生誤差報警。因此設計 4 個按鈕分別實現(xiàn)進入設置界面、異常報警時間上調、異常報警時間下調、以及是否異常報警。按鍵電路用于設置不同的參數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，在每次訪問外部數據存儲器時， ALE 脈沖將會跳過。注意加密方式 1 時，將內部鎖定位 RESET。外部程序存儲器選通信號。 （ 11） XTAL2 即 18 引腳。 時 鐘電路：采用內部震蕩的方式，結構簡單，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，諧振頻率設定為 。 LCD 實物圖如圖 46 和 47 所示： 南京工程學院畢業(yè)設計說明書（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 位雙向數據傳輸端，用來傳輸顯示的數據。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、累計滴數設置為零，以及把報警設置為開狀態(tài)，把異常報警間隔設置為 1000（單位 為 10ms） include uint32 ulCount = 0。 硬件中斷又分為外部中斷和內部中斷，外部中斷一般是指由計算機外部設備發(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，以及結果輸出等部分工作。 EX1 = 1。 } } ③ 計算速度代碼 ,以及滴數的代 碼： void INT_0(void) interrupt 0 { ulCount++。 while (tmp != uiTimerTick[ucTimer]){tmp = uiTimerTick[ucTimer]。 南京工程學院畢業(yè)設計說明書（論文） 30 按鍵程序 本次設計的 4個按鈕分別實現(xiàn)進入設置界面、異常報警時間上調、異常報警時間下調、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以及報警開關的狀態(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 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置但是再次開啟裝置測試的時候，每分鐘的滴數已經不一樣了，而且滴數也不一樣。 設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 ，而且實際應用中也可以節(jié)省藥液。實際應