【正文】 鍵和“確定”鍵），當按下“確定”時，系統(tǒng)便退出鍵盤中斷子程序，轉向主程序進行滴速的檢測與控制。 獨立式鍵盤是指直接利用 I/O 口線構成的單個按鍵電路。接線如圖 所示。行線輸出是低電平，一旦有鍵按下，輸入線就會被拉低，這樣，通過讀輸入線的狀態(tài)就可得知是否有鍵被按下。 將 VT3 的基極接到單片機的 管腳上， 作為輸出口使用。這種傳輸速度不快、傳輸距離也不遠的接口能夠在幾乎所有民用通信設備中占據主要角色，一個原因是早期用戶對通信速度和距離的要求不高（距離可以通過調制解調器加長）；另一個原因是它被所有 PC、服務器認同為標準串行接口，成為計算機與桌面設備之間最簡單、有效通用的聯接通道之一。 MAX232 系列芯片是把單片機輸出的 TTL 電平轉換為 RS232 標準電平（邏輯 1： 15V～ 5V。 表 MAX232 引腳說明 VCC 供電電壓 T1OUT 第一路 RS232 電平輸出 C+、 C 外圍電容 T1IN 第一路 TTL/COMS 驅動電平輸入 GND 地 R1IN 第一路 RS232 電平輸入 T2OUT 第二路 RS232 電平輸出 R1OUT 第一路 TTL/COMS 驅動電平輸出 R2IN 第二路 RS232 電平輸入 T2IN 第二路 TTL/COMS 驅動電平輸入 R2OUT 第二路 TTL/COMS 驅動電平輸出 從站電路設計 滴速檢測與液面檢測電路設計 本系統(tǒng) 采用 AUTONICS 光電傳感器 作為滴速和液面檢測，考慮到儲液瓶的大小，我選用了如表 所示型號傳感器。同理當液面低于所檢測液面時，使得接收管接收信號變弱。經多次分析，有以下不穩(wěn)定因素： (1)外界對紅外對管的干擾附近輻射源對信號干擾極大。所以，圖 干擾波形圖 22 圖 8279 外部管腳 E A / V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 101P 112P 123P 134P 145P 156P 167P 178P 0039P 0138P 0237P 0336P 0435P 0534P 0633P 0732P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728P S E N29A L E / P30T X D11R X D10U1A T 8 9C 52R41 .5K ΩG D 2L T V 81 8AV C CR33 30 K ΩR52 2K ΩT R I G2Q3R4C V o l t5T H R6D I S7VCC8GND1U45 55C50 .33 μ fC40 .01 μ fR71 .5K ΩG D 1L T V 81 8AV C CR63 30 K ΩR82 20 K ΩT R I G2Q3R4C V o l t5T H R6D I S7VCC8GND1U35 55C70 .33 μ fC60 .01 μ fV C CV C C可以使用精密電阻來微調 Vref,讓其保持在一個合適的值。鍵盤部分采用掃描工作方式，可與 64 個按鍵的矩陣鍵盤連接，能對鍵盤不斷掃描，自動去抖動，自動識別按下的鍵并給出鍵碼，能對多個鍵同時按下實行保護。這包括人對應用系統(tǒng)的狀態(tài)干預與數據輸入，以及向人們顯示運行狀態(tài)與運行結果等。如果驅動電路能力差，即負載能力不夠，顯示器亮度就低，而且驅動電路長期在超負荷下運行容易損壞。 由于單片機的并行口不能直接驅動LED 顯示器，必須采 用專用的驅動電路芯片。 8279 引腳圖如圖 所示；引腳定義如表 所示。 電路如圖 。 (2)Vref 的選取考慮 Vref 的選取應該略大于 Vbas，這樣可以減小波動對輸出脈沖信號的影響。 為了驗證以上的理論分析，專門用示波器記錄了多次這樣的脈沖，如圖 所示。紅外對管夾在滴管兩邊一個發(fā)射管發(fā)出的紅外光被一頭的接收管所接收。圖 為 MAX232 封裝圖。 RS232 標準推薦的物理聯接器 有 25(DB25)針型和新一代的9(DB5)針型，它們在計算機和連接線上的位置和定義如圖 和表 所示。 圖 I/O 擴展鍵盤接線 圖 圖 聲光報警電路 20 圖 RS232 管腳 圖 MAX232 管腳 通信網絡設計 RS232 是目前被廣泛使用的異步串行數字通信電氣標準，由電子工業(yè)協會 EIA（ Electronics Industry Association） 制定。壓電式蜂鳴器工作時約需 10mA的驅動電流，由于單片機輸出信號不能直接驅動蜂鳴 器，因此外接驅動電路，電路設計如圖 所示。列線通過電阻接正電源，并將行線所接的單片機的 I/O 作為輸出端，而列線所接的 I/O 口作為輸入端。獨立式鍵盤接口電路配置靈活，軟件結構簡單，但每一個按鍵必須占一根 I/O 線，在鍵數較多時， I/O 線浪費較大，因此，在本系統(tǒng)中，為了減少 I/O 口線的占有用，采用矩陣式鍵盤。 在單片機應用系統(tǒng)中，通常應具有人機對話功能，能隨時發(fā) 出各種控制命令和數據輸入以及報告應用系統(tǒng)的運行狀態(tài)與運行結果 。具體硬件接線圖見附表 C。但對于內帶字符發(fā)生器的控制器（如 HD61202）來說，顯示字符就比較簡單了，可讓控制器工作在文本方式，根據在 LCD 上開始顯示的行列號及每行的列數找出顯示 RAM 對應的地址，設立光標，在此送上該字符對應的代碼即可。 a) b) 圖 a)主站系統(tǒng)框圖 b)從站系統(tǒng)框圖 17 主站及通信網絡的設計 主站硬件電路設計 1） MGLS12864 液晶顯示器 點陣圖形式液晶由 M N 個顯示單元組成，假設 LCD 顯示屏有 64 行，每行有 128列，每 8 列對應 1 字節(jié)的 8 位，即每行由 16 字節(jié)，共 16 8=128 個點組成，屏上 6416 個顯示單元與顯示 RAM 區(qū) 1024 字節(jié)相對應，每一字節(jié)的內容和顯示屏上相應位置的亮暗對應。但是不適 合較長距離的信號傳輸 由于主從機通信距離較短，從最佳性價比出發(fā)，選擇方案二。 方案三：采用 RS485 串行通信方式。多機通信時，結構復雜。本系統(tǒng)從站使用 8279 擴展鍵盤和 LED 顯示器；而主站部分由于要求實時顯示多組數據，因此選用 MGLS12864 液晶顯示器 顯示。其優(yōu)點是理論和技術都很成熟，在單片機上較易實現，可以達到較小的靜態(tài)誤差。較為可行的方案有： 方案一：采用模糊控制。 電機控制算法的選擇 電動機包括直流電動機、交流電動機及步進電動機等三種，其在工業(yè)控制中扮演極重要角色。方案一中的高度控制可利用小型電機實現，具有結構簡單、控制精度高等特點。 在輸液瓶高度確定的條件下，通過改變輸液管導通截面積實現點滴速度的控制，當滴速高于要求時，擠壓軟管則可達到調速要求，反之，則可提高滴速。 易受外界光源影響，但可防止藥品的污染，保證患者用藥安全，所以本系統(tǒng)采用方案二。發(fā)光二極管發(fā)射的平行光束穿過滴管投射到光敏三極管的感光面上，在沒有液滴滴落時，光敏三極管接收到的光照度最大，產生的光電流也最大，當有液滴滴落時，由于液滴的形狀特性，使平行光束發(fā)散，投射到光敏三極管上的光照度將減弱，從而使光敏三極管產生的光電流減小，形成低信號脈沖。 13 點滴速度檢測和液面檢測方案的論證與比較 方案一：采用金屬電極檢測點滴速度信號以及儲液瓶液面信號。設計這樣一個簡單的應用系統(tǒng)， Intel 公司的 8051 和其它的一些公司芯片均可選用。當出現異常情況如儲液低于（ 2～ 3cm）時或者滴速低于或高于要求控制的范圍（ 20～ 150 滴/min）時，則驅動聲光報警電路進行報警 。主站鍵盤直接采用 I/O 擴展而成，充分考慮到了操 作的便捷和簡易性。 （ 3）主站和從 站間的通訊方式不限，通信協議自定，但應盡量減少信號傳輸線的數量。 巡回檢測時，主站能任意設定要查詢 從 站的 數量、從站號和各從站的點滴速度。 4）當 1h 降到警戒值（ 2～3cm）時，能發(fā)出報警信號。點滴速度可用鍵盤設定顯示，設定范圍為 20～ 150滴 /min，控制誤差范圍設定值（177。 11 圖 液體滴速監(jiān)測與控制裝置 第 2 章 系統(tǒng)方案確定 系統(tǒng)設計要求 本系統(tǒng)要求設計一個以單片機為核心的液體點滴速度監(jiān)測與控制裝置，檢測點滴速度、控制 點滴 速 度 ，并能發(fā)出報警信號，系統(tǒng)采用主站控制從站的有線監(jiān)控系統(tǒng)方式實現醫(yī)療輸液過程的群控。例如，航空航天領域要求的小體積大系統(tǒng)，信息應用領域提出的個性化等要求， 10 都使得一般固件技術難以勝任。再者，單片機操作多機控制系統(tǒng)，還可減輕工作人員的壓力，提高醫(yī)護人員的工作效率。 二、內容 1） 、總體方案的確定； 2） 、單片機的選擇； 3） 、各模塊電路的設計； 4） 、軟件設計；5） 、各模塊調試； 6） 、撰寫設計說明書。滴速控制采用步進電機提高輸液瓶高度 來控制滴速的快慢 ，步進電動機控制采用模糊控制或者 PI控制或者兩者結合控制，報警電路同時采用蜂鳴器和發(fā)光二極管。針對以上情況我們對系統(tǒng) 9 進行改進設計了一種方便實用、低成本的 滴速速 測控系統(tǒng)。輸液滴速控制針對不同的病人情況采用不同的點滴速度進行輸液控制，比如對成人輸液 滴 速一般設在 60~80 滴 /分鐘，而對兒童輸液 滴 速一般設在 30~40 滴為宜。目前，將現場總線與以單片機為核心的多個物理層模塊連接應用構成多機控制系統(tǒng)也 倍 受人們歡迎。 PC 機與單片機構成的控制系統(tǒng)是典型的多機控制系統(tǒng)，它可分兩類：一類是 PC機與單個單片機構成的雙機控制系統(tǒng)；另一類是 PC 機與多個單片機構成分布式控制系統(tǒng)。在性能更為強大的基礎上能完成的任務更復雜、應用場合更多、人機界面更完善，在此等應用場合，多單片機控制系統(tǒng)顯示出了優(yōu)越性。在工業(yè)控制領域，多機控制系統(tǒng)很多，如大型檢測監(jiān)控系統(tǒng)、機器人控制系統(tǒng)、水利工程、橋梁工程等。 在應用系統(tǒng)中，為了保證復位電路可靠地工作，常將 RC 電路在接施密特電路后，再接入單片機復位端和外圍電路復位端，如圖 所示。上電復位所需要的最短時間是振蕩器建立時間加上 2 個機器周期。 2） 單片機復位電路 如圖 14 所示分別為單片機的幾種復位電路 。 [1] a) b) 圖 a) 外部時鐘方式 b) 內部時鐘方式 二、 單片機復位電路 1） 單片機復位后的狀態(tài) 無論是 HMOS 型還是 CHMOS 型單片機，振蕩器處于運行狀態(tài)時，如果在單片機的 RST 引腳保持 2 個機器周期（ 24 個振蕩周期）的高電平，則單片機內部執(zhí)行復位操 6 作，以后每個周期執(zhí)行一次，直至 RST 端變低。 （ RD ):外部數據存儲器讀選通信號，低電平有效。 （ 1INT ） :外部中斷 1 輸入端，低電平有效。能驅動 4 個 LSTTL 負載。 ⑷ 輸入 /輸出口線 1） P0 口（ 32～ 39 腳）：雙向 I/O 口，既可接地址鎖存器作低 8 位地址 I/O 口使用也可以作數據 I/O 口使用。對片內 RPROM編程時， Vpp 接入 21V編程電壓。 圖 8031 管腳 各管腳功能說明如下： ⑴ 電源管腳 VCC(40 腳 ):接＋ 5V； VSS（ 20 腳）：接地。運算器用來完成算術運算、邏輯運算和進行位操作，由算術邏輯單元（ ALU）、位處理器、累加器 ACC、寄存器 B、暫存器 TMP1 和 TMP2 等組成。機電一體化產品是指 機械微電子技術、機電轉換技術、自動控制技術與計算機于一體，具有智能化特征的機電產品。 [1] 由此可見，單片機與 Inter 的緊密結合將為單片機應用系統(tǒng)的發(fā)展開創(chuàng)另一片天地。 （ 5） 單片機與 Inter 隨著網絡技術的發(fā)展， Inter 已經成為信息社會的重要組成部分， Inter 技術已經深入到日常生活中和工作中。 用單片機可以構成各種工業(yè)測控系統(tǒng)、自適應控制系統(tǒng)、數據采集系統(tǒng)等，例如MCS51 單片機控制電鍍生產線、溫度人工氣候控制、報警系統(tǒng)控制、 IBMPC/XT 和