【正文】 P 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 1S P E A K E R+ 5VN PN數(shù) 據(jù)采 集裝 置驅動電路步進電動機nRF9051 2 M HZ3 0p F3 0 p F顯示模塊驅動電路 圖 的 電路圖 輸液監(jiān)護器 以 AT89C51單片機為核心，由顯示電路、傳感器檢測電路、限速報警電路，鍵盤電路等部分 組成。 MCS— 51 無論是在教學，工 業(yè)控制，儀器儀表，信息通信，還是在交通，航運，家用電器領域，都取得大量的應用成果。隨著業(yè)務的發(fā)展。由于它內(nèi)部含有大量的FLASH 存儲器，所以，在產(chǎn)品開發(fā)及生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品， 手提式儀器等方面有著十分廣泛的應用，也是目前取代傳統(tǒng)的 MCS— 51 系列單片機的主流單片機之一。這里選用的是 ATMEL公司的 AT89C2051 和 AT89C51，都帶內(nèi)置 ROM，只需加電源，震蕩電路，復位電路等。當 P1 口的管腳 第一次寫 1 時，被定義為高阻輸入。 P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P3口： P3口管腳是 8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收 輸出 4個 TTL 門電流。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫 “1” 且在任何非空存儲字節(jié)被重復編程以前，該操作必須被執(zhí)行。在掉電模式下，保存 RAM 的內(nèi)容并且凍結振蕩器，禁止所用 其他芯片功能，直到下一個硬件復位為止 基于單片機的輸液監(jiān)護器的設計 10 單片機 I/O 口管腳分配 由單片機外部接線可知， I/O 口管腳分配情況如下： 與報警裝置相連，當輸液出現(xiàn)異?；驁缶I被按下時， 口會有一個高電平，驅動報警裝置。 — 為步進電動機的脈沖輸入端， 通過輪流置一來控制電動機的旋轉和轉向。每輸入一個脈沖電機沿選擇方向前進一 步，每前進一步電機轉動一個固定角度。步進電動機的角位移量和輸入脈沖的個數(shù)嚴格成正比，在時間上與輸入脈沖同步，因此只要控制輸入脈沖的數(shù)量、頻率及電動機繞組通電的相序，便可獲得所需的轉角、轉速及轉動方向。定子各相輪流通電一次轉子轉過一個齒。傳統(tǒng)電動機作為機電能量轉換裝置，在人類的生產(chǎn)和生活進入電氣化過程中起著關鍵的作用。步進電機可分為反應式步進電機（簡稱VR）、永磁式步進電機（簡稱 PM）和混合式步進電機（簡稱 HB）。例如：三相步進電機的三拍工作方式，其各相通電順序為 ABC－ A,通電控制脈沖必須嚴格按照這一順序分別控制 A,B,C,A 相的通斷。調(diào)整單片機發(fā)出的脈沖頻率，就可以對步進電機進行調(diào)速。比較器LM311 的門限電壓為可調(diào)電壓，可提供 V—— 5V 的電壓，以適應不同環(huán)境。當有液滴滴落時，由于液滴的光學特性，使光束發(fā)散，投射到光敏三極管上的光照度將下降，從而使光敏管光生的電流下降，由于不同類型的藥液 (透明、半透明和不透明 )液滴的光學特性不同，形成如圖 ，只要檢測光電三極管的輸出電流脈沖，就可以探測出有無液 滴的通過。受光器引出 的管腳為 輸出端。用陶瓷底座環(huán)氧封裝，下表列出了硅光敏三極管的主要性能參數(shù)，根據(jù)性能參數(shù)進行液體點滴速度檢測電路的設計。為保證輸液正常工作 ，電源電路 中還配有電池電量檢測裝置，在電池電量比較低，可能會影響到輸液正常工作的 情況下及時報警，提醒更換電池。 聲報警模塊 報警電路如 圖 所示，直接接在單片機的 腳，在輸液前，根據(jù)病人情況設定輸液速度，當點滴的速度低于 20 滴 /分或高于 150 滴 /分時，單片機發(fā)出信號使 出現(xiàn)高電平，觸發(fā)蜂鳴器報警裝置，蜂鳴器發(fā)出響聲。 + 5 VI / O 口N P NS P E A KE R 圖 報警電路 基于單片機的輸液監(jiān)護器的設計 16 復位電路 此系統(tǒng)采取的是手動復位，按下復位按鈕，在 RST 端就會產(chǎn)生高電位，持續(xù) 2個機械周期，系統(tǒng)就會復位。 在單片機系統(tǒng)中 ,常用的顯示器有 : （ 1）發(fā)光二極管顯示器 ,簡稱 LED(Light Emitting Diode)。 LED 就能滿足顯示的 要求，所以本設計采取 LED 顯示 LED 顯示器的結構 LED 顯示器是單片機應用系統(tǒng)中常用的價廉輸出設備。結構圖如 圖 (a),(b)所示 efdc b ag efdc b ag (a) 共陽極接法 (b)共陰極接法 圖 LED 顯示器接法 對于共陰極 LED,欲點亮的段在字節(jié)中所處的位為 “ 1” ,對于共陽極 LED,欲點亮的段在字節(jié)中所處的位為 “0” ，本設計采取的是共陰極接法。 由于人眼有視覺暫留現(xiàn)象 ,只要每位顯示間隔足夠短 ,則可造成多位同時亮的假象 ,達到顯示的目的。 鎖存器譯碼器驅動器ACBDedcbagf543 圖 CD4511 邏輯圖 表 CD4511 真值表 輸入 輸出 LE /BI /LT D C B A a b c d e f g 顯示 * * 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 * 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 * * * * * * * * 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 * * * * 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 . B 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 . 基于單片機的輸液監(jiān)護器的設計 20 顯示模塊電路設計 電路圖如 圖 ，顯示模塊有六位數(shù)碼管組成，七段譯碼器 CD4511 作為數(shù)碼管的驅動器。為提高安全性，還有異常情況造成的流速過快或停止時的報警裝置。這樣就用到一個加鍵和一個減鍵。通信芯片采用了無線通信芯片 nRF905。 nRF905 芯片結構、引腳介紹及工作模式 1) 芯片結構 nRF905 片內(nèi)集成了電源管理、晶體振蕩器、低噪聲放大器、頻率合成器功率放大器等 基于單片機的輸液監(jiān)護器的設計 22 模塊，曼徹斯特編碼 /解碼由片內(nèi)硬件完成，無需用戶對數(shù)據(jù)進行曼徹斯特編碼，因此使用非常方便。 表 nRF905 工作模式 PWR_UP TRX_CE TX_EN 工作模式 0 關機模式 1 0 空閑模式 1 1 0 射頻接受模式 1 1 1 射頻發(fā)送模式 (1) ShockBurstTM 模式 與射頻數(shù)據(jù)包有關的高速信號處理都在 nRF905 片內(nèi)進行，數(shù)據(jù)速率由微控制器配置的 SPI 接口決定，數(shù)據(jù)在微控制器中低速處理，但在 nRF905 中高速發(fā)送，因此中間有很長時 間的空閑，這很有利于節(jié)能。由以上分析可知， nRF905 的ShockBurstTM 收發(fā)模式有利于節(jié)約存儲器和微控制器資源，同時也減小了編 寫程序的時間。 ShockBurstTM 工作模式保證，一旦發(fā)送數(shù)據(jù)的過程開始，無論 TRX_EN 和 TX_EN 引腳是高或低，發(fā)送過程都會被處理完。當微處理器接到地址匹配引腳的信號之后，其就知道nRF905 正在接收數(shù)據(jù)包，其可以決定是讓 nRF905 繼續(xù)接收該數(shù)據(jù)包還是進入另一個工作模式。 a SPI 接口配置 SPI 接口由狀態(tài)寄存器、射頻配置寄存器、發(fā)送地址寄存器、發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器和接收數(shù)據(jù)寄存器 5個寄存器組成。 ‘ 100’ 4byteRX 地址 TR_AFW 3 發(fā)送地址寬度（默認值為 100），‘ 001’ 1byteTX 地址 。 ‘ 11’ 500KHZ UP_CLK_EN 1 輸出時鐘使能 XOF 3 晶振頻率端，必須與外部晶振頻率相對應（默認值為 100） ‘ 000’ 4MHZ 。 采取多機串行通信，系統(tǒng)中只有一個主機，有多個從機，主機發(fā)送 的信息可傳到各個從機或指定的從機。 2)主機發(fā)送的控制命令代碼為： 00H：要求從機接受數(shù)據(jù)塊 01H：要求從機發(fā)送數(shù)據(jù)塊； 其他：非法指令。 2) 通信階段 主機發(fā)送的地址信息的特征是串行數(shù)據(jù)的第 9 位為 1，而發(fā)送的數(shù)據(jù)信息的特征是串行數(shù)據(jù)的第 9 位為 0。設定初始流速 60滴 /分 MOV 34H,03H MOV 35H,00H START ： MOV TMOD， 01H MOV TH0， D8H ；定時 10毫秒 Y N Y N 初始化 判斷 =1 即是否有液滴 啟動定時器 在檢測 =1 即檢測第二滴 停止計時器 利用中斷次數(shù)得到時間計算出液滴速度 基于單片機的輸液監(jiān)護器的設計 30 MOV TL0， F0H MOV 25H， 00H SETB EA SETB ET0 HERE1： JB REL1 SJMP HERE1 REL1： SETB TR0 HERE2: JB REL2 SJMP HERE2 REL2: CLR TR0 速度計算 ： MOV A, 60 MOV B,100 MUL AB MOV R2 B MOV R3 A DIVD: CJNE R3 25H DIVD1 DIVD1: JC DIVD2 INC 26H SUBB R3,25H DIVD2: SUBB R3,25H DJNZ R2 DIVD 二進制轉化 BCD碼 MOV A， 26H MOV B， 100 DIV AB MOV 35H， A MOV A， B MOV B， 10 DIV AB MOV 34H， A 基于單片機的輸液監(jiān)護器的設計 31 MOV 33H， B CALL DIS CTCO： MOV TH0， D8H MOV TL0， F0H INC 25H RETI 電機控制子程序 實際檢測值和設定值已經(jīng)被轉換成 BCD 碼存在 30H 到 35H 單元，其中 30H 到 32H 是實際值的從低到高位， 33H 到 35H 是設定值的從低到高位。 裝位碼 MOV R0， FEH INC R0 基于單片機的輸液監(jiān)護器的設計 34 MOV R0， FDH INC R0 MOV R0， FBH INC R0 MOV R0， F7H INC R0 MOV R0， EFH INC R0 MOV R0， DFH DIS1: MOV R0， 30H MOV R1， 40H MOV R7， 06H