【正文】 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(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì) 主站硬件電路設(shè)計(jì) 1） MGLS12864 液晶顯示器 點(diǎn)陣圖形式液晶由 M N 個(gè)顯示單元組成，假設(shè) LCD 顯示屏有 64 行，每行有 128列，每 8 列對(duì)應(yīng) 1 字節(jié)的 8 位，即每行由 16 字節(jié)，共 16 8=128 個(gè)點(diǎn)組成，屏上 6416 個(gè)顯示單元與顯示 RAM 區(qū) 1024 字 節(jié)相對(duì)應(yīng)，每一字節(jié)的內(nèi)容和顯示屏上相應(yīng)位置的亮暗對(duì)應(yīng)。具體硬件接線圖見(jiàn)附表 C。獨(dú)立式鍵盤(pán)接口電路配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但每一個(gè)按鍵必須占一根 I/O 線，在鍵數(shù)較多時(shí)， I/O 線浪費(fèi)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(pán)。壓電式蜂鳴器工作時(shí)約需 10mA的驅(qū)動(dòng)電流，由于單片機(jī)輸出信號(hào)不能直接驅(qū)動(dòng)蜂鳴器，因此外接驅(qū)動(dòng)電路，電路設(shè)計(jì)如圖 所示。 RS232 標(biāo)準(zhǔn) 推薦的物理聯(lián)接器 有 25(DB25)針型和新一代的9(DB5)針型，它們?cè)谟?jì)算機(jī)和連接線上的位置和定義如圖 和表 所示。紅外對(duì)管夾在滴管兩邊一個(gè)發(fā)射管發(fā)出的紅外光被一頭的接收管所接收。 (2)Vref 的選取考慮 Vref 的選取應(yīng)該略大于 Vbas，這樣可以減小波動(dòng)對(duì)輸出脈沖信號(hào)的影響。 8279 引腳圖如圖 所示；引腳定義如表 所示。如 果驅(qū)動(dòng)電路能力差，即負(fù)載能力不夠，顯示器亮度就低，而且驅(qū)動(dòng)電路長(zhǎng)期在超負(fù)荷下運(yùn)行容易損壞。鍵盤(pán)部分采用掃描工作方式，可與 64 個(gè)按鍵的矩陣鍵盤(pán)連接，能對(duì)鍵盤(pán)不斷掃描，自動(dòng)去抖動(dòng)，自動(dòng)識(shí)別按下的鍵并給出鍵碼，能對(duì)多個(gè)鍵同時(shí)按下實(shí)行保護(hù)。經(jīng)多次分析，有以下不穩(wěn)定因素： (1)外界對(duì)紅外對(duì)管的干擾附近輻射源對(duì)信號(hào)干擾極大。 表 MAX232 引腳說(shuō)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(qū)動(dòng)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(qū)動(dòng)電平輸出 R2IN 第二路 RS232 電平輸入 T2IN 第二路 TTL/COMS 驅(qū)動(dòng)電平輸入 R2OUT 第二路 TTL/COMS 驅(qū)動(dòng)電平輸出 從站電路設(shè)計(jì) 滴速檢測(cè)與液面檢測(cè)電路設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)采用 AUTONICS 光電傳感器 作為滴速和液面檢測(cè)，考慮到儲(chǔ)液瓶的大 小，我選用了如表 所示型號(hào)傳感器。這種傳輸速度不快、傳輸距離也不遠(yuǎn)的接口能夠在幾乎所有民用通信設(shè)備中占據(jù)主要角色，一個(gè)原因是早期用戶對(duì)通信速度和距離的要求不高（距離可以通過(guò)調(diào)制解調(diào)器加長(zhǎng)）；另一個(gè)原因是它被所有 PC、服務(wù)器認(rèn)同為標(biāo)準(zhǔn)串行接口，成為計(jì)算機(jī)與桌面設(shè)備之間最簡(jiǎn)單、有效通用的聯(lián)接通道之一。行線輸出是低電平，一旦有鍵按下，輸入線就會(huì)被拉低，這樣，通過(guò)讀輸入線的狀態(tài)就可得知是否有鍵被按下。 獨(dú)立式鍵盤(pán)是指直接利用 I/O 口線構(gòu)成的單個(gè)按鍵電路。 表 MGLS12864 液晶顯示模塊接口定義 序號(hào) 符號(hào) 狀態(tài) 功能 1 GSA 輸入 片選 A 2 GSB 輸入 片選 B 3 GND － 電源地 4 VCC － 邏輯電源正 5 V0 － 液晶顯示驅(qū)動(dòng)電源 6 D/I 輸入 寄存器選擇信號(hào) 7 R/W 輸入 讀 /寫(xiě)選擇信號(hào) 8 E 輸入 使能信號(hào) 9 DB0 三態(tài) 數(shù)據(jù)總線（最低位） 18 10 DB1 三態(tài) 數(shù)據(jù)總線 11 DB2 三態(tài) 數(shù)據(jù)總線 12 DB3 三態(tài) 數(shù)據(jù)總線 13 DB4 三態(tài) 數(shù)據(jù)總線 14 DB5 三態(tài) 數(shù)據(jù)總線 15 DB6 三態(tài) 數(shù)據(jù)總線 16 DB7 三 態(tài) 數(shù)據(jù)總線（最高位） MGLS12864 液晶顯示接口信號(hào)中的兩片選信號(hào)組合如表 所示 表 MGLS12864 液晶顯示選信號(hào)組合 GSA GSB MGLS12864 0 0 禁止使用 0 1 左區(qū) 1 0 右區(qū) 1 1 未選 本系統(tǒng)采用 P0 口作為液晶顯示器數(shù)據(jù)輸入信號(hào)， ～ 分別為寄存器選擇信號(hào)、讀 /寫(xiě)選通信號(hào)、使能信號(hào)。從站也是主要以 AT89C52單片機(jī)為核心，在輔設(shè)一些外圍電路，從站可以顯示并輸入設(shè)定滴速進(jìn)行運(yùn)行，出現(xiàn)異常情況發(fā)出聲光報(bào)警，另外當(dāng)主、從站通過(guò)通訊接口可相互傳輸和接收信號(hào)。通信技術(shù)成熟，僅需要 TXD， RXD兩條通信線，波特率可調(diào)，通信速度快。 本系統(tǒng)采用方案一。鑒于此優(yōu)點(diǎn)，本系統(tǒng)采用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制點(diǎn)滴滴速。 圖 擠壓軟管滴速控制裝置 圖 拉緊壓軟管滴速控制裝置 方案三：拉緊軟管控制點(diǎn)滴速度。 a) b) a) b) 圖 金屬電極檢測(cè)滴速和液面裝置 圖 光電傳感器檢測(cè)滴速和液面裝置 電極接觸控制方式原理簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，可靠性強(qiáng)，但會(huì)導(dǎo)致藥品污染，危及患者安全。 AT89C52 內(nèi)部含有大容量的 Flash 存儲(chǔ)器，功能強(qiáng)，性價(jià)比憂，可以反復(fù)擦寫(xiě)，給用戶提供了極大的方便，所以在生產(chǎn)開(kāi)發(fā)及便攜式商品中、手提式儀器等方面有著十分廣 泛的應(yīng)用，也是目前取代傳統(tǒng)的 MCS51 系列單片機(jī)的主流單片機(jī)之一。監(jiān)測(cè)與點(diǎn)滴 速 度 調(diào)節(jié)構(gòu)成從站的主要功能，其主要模塊除單片機(jī)控制部分外，還有滴速檢測(cè)、滴速調(diào)節(jié)、異常報(bào)警電路、速度設(shè)定與數(shù)碼顯示等。 （ 2）從站功能： 出從站號(hào)、點(diǎn)滴速度和報(bào)警信號(hào)；從站號(hào)和點(diǎn)滴速度可任意設(shè)定， 站設(shè)定的點(diǎn)滴速度信息并顯示。 1）滴。這就是提出了小批量產(chǎn)品與成本、集成化與成本、產(chǎn)品研制周期與成本等一系列的問(wèn)題。應(yīng)用技術(shù)的飛速發(fā)展，使得單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)已經(jīng)逐漸成熟，應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，目前，單片機(jī)已經(jīng)成為 IP庫(kù)中的重要成員。鍵盤(pán)可采用 8279 擴(kuò)展鍵盤(pán)或者直接利用 I/O 擴(kuò)展而成。相對(duì)其他領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，速度控制是單片機(jī)系統(tǒng)最典型，最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域之一。但其內(nèi)存小，指令系統(tǒng)簡(jiǎn)單，在人機(jī) 交換 數(shù)據(jù)管理等方面有一定的局限性。 [1] 多單片機(jī)控制系統(tǒng)的概述 隨著人類社會(huì)的不斷進(jìn)步，工程科學(xué)技術(shù)在推動(dòng)人類文明的進(jìn)步中一直起著發(fā)動(dòng)機(jī)的作用。上電瞬間RST 端電位與 VCC 相同，隨著電容充電電流的減小， RST 端的電位逐漸下降。下面以典型 MCS51 單片機(jī)為代表介紹最小系統(tǒng)的各個(gè)部分。 （ TXD）：串行口輸出端。當(dāng)對(duì)片內(nèi) EPROM 編程時(shí)，該管腳 PROG 用于輸入編程脈沖。 P 0 口 驅(qū) 動(dòng) 器 P 2 口 驅(qū) 動(dòng) 器P 0 口 鎖 存 器 P 2 口 鎖 存 器R O M（ E P R O M ）4 K 8程 序 地 址寄 存 器緩 沖 器程 序 計(jì) 數(shù)器 （ P C ）P C加 法 器D P T RR A MR A M地 址寄 存器A C CT M P 2 T M P 1A L UP S W定 時(shí)與控 制S P指令與寄存器振 蕩 器P 1 口 鎖 存 器P 1 口 驅(qū) 動(dòng) 器 P 3 口 驅(qū) 動(dòng) 器P 3 口 鎖 存 器R C A P 2 HP C O N S C O N T M O D T C O NT H 0 T L 0 T H 1T L 1T 2 C O N T H 2 T L 2R C A P 2 LS B U F I EI P中 斷串 行 口 定 時(shí) 器B 寄 存 器∞ ∞∞ ∞P 2 . 0 ~ P 2 . 7P 1 . 0 ~ P 1 . 7 P 3 . 0 ~ P 3 . 7P 0 . 0 ~ P 0 . 7PSE NEAA L ER S T 二、 MCS51 單片機(jī)的管腳功能 采用 HMOS 制造工藝的 MCS51 單片機(jī)都采用 40 管腳雙列直插式封裝；而采用CHMOS 制造工藝的 80C51/80C31,除采用 40 腳雙列式直插式封裝外，還有用方形的封 4 裝方式。它是通過(guò)機(jī)械技術(shù)與微電子技術(shù)、信息技術(shù)緊密結(jié)合而成的一個(gè)新的學(xué)科領(lǐng)域。 （ 4） 單片機(jī)在日常生活及家電中的應(yīng)用 單片機(jī)越來(lái)越廣泛應(yīng)用于日常生活的智能電器產(chǎn)品以及家電中。 （５）開(kāi)發(fā)應(yīng)用方便，研制周期短。 （２）抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高。電機(jī)控制使用了模糊控制的控制算法，可以有效的減小超調(diào)量和靜態(tài)誤差，縮短調(diào)節(jié)時(shí)間。 PCB 板設(shè)計(jì) ............................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 滴速和液面判斷及報(bào)警 .................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 第 4 章 軟件設(shè)計(jì) .................................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 一、 進(jìn)度安排及完成時(shí)間： 第二周：明確課題任務(wù)及要求 ，搜集課題所需資料，掌握資料查閱方法，了解本課題研究現(xiàn)狀、存在問(wèn)題及研究的實(shí)際意義。 設(shè)計(jì)包括： 總體方案的確定； 單片機(jī)的選擇； 各模塊電路的設(shè)計(jì)； 軟件設(shè)計(jì)； 各模塊調(diào)試； 編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)等。 報(bào)警電路和通訊網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì) .............................................. 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 系統(tǒng)定義和總體流程 ...................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 軟件抗干擾 ...................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 本系統(tǒng)以 Atmel89C52 單片機(jī)為核心，輔以步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)、鍵盤(pán)、 LCD 顯示、 LED 顯示、光電傳感器數(shù)據(jù)采集等外圍電路組成，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)主站控制多個(gè)從站的有線液體點(diǎn)滴速度監(jiān)控系統(tǒng)。 [1] 單片機(jī)的特點(diǎn)與應(yīng)用 一、單片機(jī)的特點(diǎn)： （１）重量輕、耗電少、價(jià)格低、電源單一。一般來(lái)說(shuō)，單片機(jī)的邏輯控制功能及運(yùn)行速度均高于同一檔次的其它微處理器。 （ 3） 單片機(jī)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)中的應(yīng)用 MCS51 系列單片機(jī)具有通信接口，為單片機(jī)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信設(shè)備中的應(yīng)用提供了良好的條件，例如 MCS51 系列單片機(jī)控制的串行自動(dòng)呼叫應(yīng)答系統(tǒng)、列車無(wú)線通信系統(tǒng)、 MCS51 單片機(jī)無(wú)線遙控系統(tǒng)等。 機(jī)電一體化是機(jī)械工業(yè)發(fā)展的方向。 控制器是用來(lái)統(tǒng)一指揮和控制計(jì)算機(jī)進(jìn)行工作的部件，它由控制邏輯、內(nèi)部振蕩電路 OSC、指令寄存器及其譯碼器、程序計(jì)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。 3） ALE/ PROG （ 30 腳）：當(dāng)訪問(wèn)外部?jī)?chǔ)存器時(shí)， ALE 信號(hào)的負(fù)跳變將 P0 口上的低 8 位送入地址鎖存器，不訪問(wèn)外部?jī)?chǔ)存器時(shí) ， ALE 端仍以固定的振蕩頻率的 1/6 速率輸出正脈沖信號(hào)。 5 4） P3 口（ 10～ 17 腳）： 8 位具有內(nèi)部上位電阻的準(zhǔn)雙向 I/O 口，其每一位又有如下特殊功能： （ RXD）：串行口輸入端。 單片機(jī)最小系統(tǒng)構(gòu)成 單片機(jī)最小系統(tǒng)是指單片機(jī)能夠工作所必需的外部電路，這些電路包括晶振電路、復(fù)位電路、外部程序存儲(chǔ)器以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器等。 a) b) 7 c) 圖 a)上電復(fù)位 b)按鍵電平復(fù)位 c)按鍵脈沖復(fù)位 上電復(fù)位如圖 所示， 它是在 VCC 與 VSS 管腳之間接入 RC 電路。系統(tǒng)有多個(gè)復(fù)位端時(shí)，能保證可靠地同步復(fù)位。 單片機(jī)以高可靠性、高性價(jià)比、小小體積等而廣泛應(yīng)用工業(yè)控制、數(shù)據(jù)采集、智能化儀表等實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中。 單片機(jī)在輸液點(diǎn)滴的研究現(xiàn)狀 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展， MCS51 為 核 心的單片機(jī)控制系統(tǒng)，已經(jīng)滲透到日常生活的各個(gè)方面。 在輸液點(diǎn)滴速度控制系統(tǒng)中，廣泛應(yīng)用與 8051系列兼容的單片機(jī)，滴 速 檢測(cè)和液面檢測(cè)可用光電傳感器或者電容式傳感器， 顯示部分可選擇液晶顯示和數(shù)碼管顯示。 課題的發(fā)展現(xiàn)狀與前景展望 隨著電子技術(shù)的發(fā)展，我們?cè)谏钪械母鞣矫娲蟛糠侄疾捎昧巳斯ぶ悄艽嫒耍?特別在