【正文】 PN晶體管矩陣 ,最大驅動電壓 =50V,電流 =500mA,輸入電壓=5V,適用于 TTL COMS,由達林頓管組成驅動電路。綜上所5k5k5kVamp。 下面分析 5G555的邏輯功能。 Ur1=2/3Vcc為比較器 C1的基準電壓，TH（閾值輸入端 )為其輸入端。該端與放電管集電極相連，用做定時器時電容的放電。當端接低電平，則時基電路不工作，此時不論、 TH 處于何電平，時基電路輸出為 “0”，該端不用時應接高電平。 圖 27 555 定時器封裝 它的各個引腳功能如下： 1 腳：外接電源負端 VSS 或接地，一般情況下接地。只要外部配接少個幾個阻容元件便可組成施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、多諧振蕩器等電路。 TF1： T1 中斷溢出標志位，功能同 TF0。 IT1：外部中斷 1 觸發(fā)方式控制位。 表 24 中斷源入口地址 中斷源 請求標志 入口地址 優(yōu)先級 外部中斷 0 IE0 0003H 最高級 最低級 定時器中斷 0 TF0 000BH 外部中斷 1 IE1 0013H 定時器中斷 1 TF1 001BH 串口發(fā)送接受中斷 T1/R1 0023H /計數(shù)器控制寄存器 TCON(88H) 表 25 表 25 TCON 地址 返回主程序 主程序 主程序 斷點 響應中斷 中斷服務子程序 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術學 院 畢業(yè)設計說 明 書 （ 論 文 ） 13 位 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 字節(jié)地址 TCON TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 T0 88H 位地址 8FH 8EH 8DH 8CH 8BH 8AH 89H 88H IT0：外部中斷 0 觸發(fā)方式控制位。這些中斷源可通過分別設置專用寄存器 IE 的置位或清 0 來控制每一個中斷的允許或禁止。定時器 /計數(shù)器有 4 種工作方式，由 M1和 M0 進行設置，如表 23 所示 表 23 T1和 T0工作方式選擇位 . M1 M0 工作方式 功能選擇 00 方式 0 13 位定時器 /計數(shù)器 01 方式 1 16 位定時器 /計數(shù)器 10 方式 2 8 位定時器 /計數(shù)器 11 方式 3 T0分為兩個獨立的 8位位定時器 /計數(shù)器。 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術學 院 畢業(yè)設計說 明 書 （ 論 文 ） 12 TC/ ：定時或計數(shù)功能選擇位。其格式如下 （表 22） 。 定時器 2：定時器 2 是一個 16 位定時 /計數(shù)器。當一條指令訪問 7FH以上的內部地址單元時，指令中使用的尋址方式是不同的，也即尋址方式?jīng)Q定是訪問高 128字節(jié) RAM還是訪問特殊功能寄存器。 圖 25 振蕩器 10pF。這個放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構成自激振蕩器。 如 EA端為高電平（接 Vcc端）， CPU則執(zhí)行內部程序存儲器中的指令。 此外，該引腳會被微弱拉高，單片機執(zhí)行外部程序時，應設置 ALE禁止位無效。要注意的是：每當訪問外部數(shù)據(jù)存 儲器時將跳過一個 ALE脈沖。當振蕩器工作時， RST引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上高電平將使單片復位（圖 24所示）。 （ 3） P2 口 (21— 28 腳 )： P2 口有兩種工作方 式：一是作為普通的 I/O 端口使用，二是訪問外部存儲器時， P2 口作高 8 位地址線使用。當 EA 保持低電平時將只訪問片外程序存儲器。 GND(10 腳 )：接地端。 采用串行E2PROM24LC01用于工況參數(shù)的設定，這些參數(shù)設定后，在 24LC01中分 3個區(qū)域存放，以 3中取 2方式讀取，以保證正確率。 圖 21 單片機內部結構 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術學 院 畢業(yè)設計說 明 書 （ 論 文 ） 8 兼容標準 MCS51指令系統(tǒng)的 AT89C52單片機（圖 22）是美國 ATMEL公司生產(chǎn)的一個低電壓，高性能 CMOS 8位單片機，推薦時鐘為 0Hz24Hz,在本系統(tǒng)中選取時鐘周期為24Hz,片內含 8k bytes的芯片簡述可反復擦寫的 Flash只讀程序存儲器和 256 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存 儲器（ RAM），器件采用 ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術生產(chǎn)，與標準 MCS－ 51指令系統(tǒng)及 8052產(chǎn)品引腳兼容，片內置通用 8位中央處理器和 Flash存儲單元，功能強大的 AT89C52單片機可以提供許多較復雜系統(tǒng)控制應用場合。 因此，電機選用步進電機最佳。 方案一 ：直流電機上電即可轉動，掉電后慣性較大，停機時還會轉動一定角度后才可停止，如果要 求準確控制其轉動的角度，其閉環(huán)算法比較復雜，系統(tǒng)硬件也會相應麻煩。在本系統(tǒng)的滴速控制中，保留原有的控制裝置以備應急使用，應用電機來控制輸液的滴速。 速度控制方案 對液體點滴速度的控制，可以使用下面兩種方案： 方案一：采用輸液軟管夾 頭松緊程度來控制液體的流速，控制滴速夾移動的距離很小，但是滴速夾的松緊過程中，存在很多因素，例如橡膠粘度與液體粘度，彈簧的彈力等，都為非線性控制量，移動距離，移動阻力等參數(shù)難以計算，用機電系統(tǒng)實現(xiàn)起來較為困難。根據(jù)接收管接收到的 光強大小 （時間間隔 3秒） 來判斷液位是否到達警戒線。但是超聲波探測不可避免的存在一些盲區(qū)，盲區(qū)的大小與相應的 MCU處理速度相關，在對精度要求較高的場合還需加入溫度補償模塊及相應的軟件算法以改善超聲探測隨環(huán)境溫度的變化所產(chǎn)生的變化。 方案二：利用超聲波測量液面高度。 示意圖如圖 12所示 因此，本方案采用方案三。紅外對射管的最大工作電流是由其平均電流決定的采用占空比小的調制信號，瞬間電流會達到很大，大大提高了 信號噪聲比，提高了系統(tǒng)的抗干擾能力。如采用超強亮度發(fā)光管可以減小干擾，但功率損失大，此方案一定不可取。 4. 采用蜂鳴器報警，音樂聲自定。 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術學 院 畢業(yè)設計說 明 書 （ 論 文 ） 4 第 1 章 方案設計與論證 設計要求：設計并制作一臺簡易的醫(yī)生用輸液液位控制報警器。其中紅外對射傳感器接收裝置用于將液滴滴下一滴的信息轉化為電信號傳入單片機，經(jīng)過單片機計算其點滴速度，并在 LED顯示屏上顯示，用電動機控制速度。輸液報警器的使用既可減輕醫(yī)護人員和陪護人員的勞動強度，又能最大限度地利用藥物，避免了浪費。但是現(xiàn)行的醫(yī)用點滴輸液方法中，靜脈輸液器都是懸掛在病人的上頭才能輸液，輸液速度難以準確控制，醫(yī)師和護士只能依據(jù)經(jīng)驗來來控制墨菲氏管的輪夾，而不能依據(jù)患者病情的程度控制藥液的速度和流量，這種輸液控制的方法顯然是不方便的，并且可能對患者趙成不必要的傷害。若處理過早，即藥液還末完全輸盡就摘瓶取管則又會造成藥液的浪費等等。為更好的實現(xiàn)，自行設計了相應的機械執(zhí)行機構，是紅外對射和光電檢測裝置中液位，滴速以及電機控制的信號采集得到了保證，系統(tǒng)穩(wěn)定性增強，使整個系統(tǒng)性能得到提高，實現(xiàn)了輸液過程中滴速，液位越限報警的自動控制。在分析各部分實施方案后。 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術學 院 畢業(yè)設計說 明 書 （ 論 文 ） 1 畢 業(yè) 設 計 （ 論 文） （ 說 明 書 ） 題 目： 基于 AT89S52 單片機的醫(yī)用輸液 液位控制報警器設計 姓 名： 學 號 ： 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術學 院 2021 年 12 月 9 日 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術學 院 畢業(yè)設計說 明 書 （ 論 文 ） 2 摘 要 靜脈輸液是現(xiàn)在醫(yī)院中常用的輸液方式，大部分的輸液要靠醫(yī)護人員手動控制滴速，輸液過程中藥液溫度取決于所處環(huán)境溫度，醫(yī)護人員要不定時的巡查，已確定輸液是否結束。 本設計再結合實際生活和課題的實際要求，以單片機控制為核心，采用紅外對射技術，光電傳感技術，電機控制技術，并解決了大電流控制的問題。通過硬件電路的設計和軟件編程的設計，實現(xiàn)了輸液滴速計數(shù)，顯示，越限報警等功能，并詳細介 紹了各個模塊的硬件設計和工作原理，給出了各部分的軟件流程。 在醫(yī)院輸液 (俗稱打吊針 )有一個難題長期困擾著病人與醫(yī)護人員：在病人輸液的過程中，往往由于病人體質虛弱、昏迷或入睡或者醫(yī)護人員正在別處忙碌等而無法留意，當輸液完畢，若處理不及時，病人的血液就會因空管而倒流入輸液針管內，時間稍長會使扎針處嚴重腫脹。 靜脈輸液 是最常規(guī)和最重要的醫(yī)療手段。輸液報警器會自動監(jiān)測病人輸液液面的變化，當輸液完畢時發(fā)出報警提示聲，醫(yī)護人員有足夠的時間拔針或換藥，避免了 “ 回血 ” 等現(xiàn)象的發(fā) 生。該系統(tǒng)包括紅外發(fā)射接收裝置， AT89S52單片機，步進電機， LED顯示屏和蜂鳴器等。所以對輸液報警的研究十分有意義。 3. 顯示器： 4位一體數(shù)碼管。由于系統(tǒng)外界光源會對光敏二極管的工作有很大的干擾，一旦外界光度改變，就會影響對液滴的判斷。 方案三：脈沖調制的紅外對外傳感器。而液滴滴落的過程中要經(jīng)過滴管的中心線，當有也液滴經(jīng)過光源和紅外對射管之間時，光線會發(fā)生折射和散射，導致接收器收不到光信號，這時紅外對射管的輸出要產(chǎn)生一個電壓跳變，利用這個電平跳變可以實現(xiàn)對經(jīng)過滴管的液滴進行計數(shù)。但是拉力傳感器價格貴，從實用性角度考慮，在設計系統(tǒng)中不合適。超聲波測距準確，是一種常用的測距方法?？梢圆捎眉t外對管進行實現(xiàn)。 圖 13 光電傳感器安裝示意圖 綜合比較上面三種方案，從實用，簡便同時保證測量準確度上，使用光電傳感器測量儲液瓶液面高度是最理想的選擇。 原有的輸液管上配有一楔形手動控制滴速控制裝置，內有滑槽，通過推動滑槽上的圓形滾輪來控制輸液 的快慢。 圖 14 電機控制滴速示意圖 電機選擇及控制方案 常用的電機主要有以下幾種：直流電機、步進電機、伺服電機。步進電機轉矩相對直流電機大，控制精度比較高，其步進轉過的一個角度也固定，適用于較精確的測量，這可有效提高輸液速度的控制精度。 控制器是用來統(tǒng)一指揮和控制計算機進行工作的部件， 它由控制邏輯、內部振蕩電路 OSC、指令寄存器及其譯碼器、程序 計數(shù)器 PC 及其增量器、程序地址寄存器、程序狀態(tài)字寄存器 PSW、 RAM 地址寄存器、數(shù)據(jù)指針 DPTR、堆棧指針 SP 等組成。外圍采用兩片串行輸入顯示驅動接口芯片 MAX7219，其硬件開銷小，且編程簡單。 圖 22 單片機封裝 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術學 院 畢業(yè)設計說 明 書 （ 論 文 ） 9 圖 23 單片機引腳 Vcc(40 腳 )：主電源正端，接 +5V。 RESET/Vpd(9 腳 ) 復位輸入端，高電平有效，此端保持兩個機器周期（ 24 個時鐘周期）以上高電平就可以完成復位 EA/VPP(3