【正文】 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)， P2 口輸出地址的高八位。 此外， AT89C51 設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。 為數(shù)據(jù)采集端口， 當(dāng)有脈沖經(jīng)過(guò)時(shí)，就會(huì)給 一個(gè)高電平信號(hào)， 從而進(jìn)行脈沖計(jì)數(shù)，計(jì)算流速。在 沒(méi)有脈沖輸入時(shí)，在繞組電源的激勵(lì)下氣隙磁場(chǎng)能使轉(zhuǎn)子保持原有位置處于定位狀態(tài)?？墒窃谌祟惿鐣?huì)進(jìn)入自動(dòng)化時(shí)代的今天，傳統(tǒng)電動(dòng)機(jī)的功能已不能滿足工廠自動(dòng)化和辦公自動(dòng)化等各種運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的要求。 (2)控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向 如果給定工作方式正序換相通電，步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)，如果按反序通電換相，則電機(jī)就反轉(zhuǎn)。當(dāng)無(wú)點(diǎn)滴經(jīng)過(guò)紅外傳感器感應(yīng)區(qū)時(shí)，接收管導(dǎo)通， Vi 輸出低電平，低于比較器的門限電壓 V， V1輸出低電平。光耦合器利用電 光 電兩次轉(zhuǎn)換的原理，通過(guò)光進(jìn)行輸入與輸出之間的耦合。 由于單片機(jī)和顯示器都需要 5V 左右電源 ，而 nRF905 需要 電源，所以這里在做電路板時(shí)采用留插槽的方式，提供 5V 電源，然后通過(guò) DC— DC 芯片MRCLD33B 得到 電源。電路圖如 圖 ： R 2R 1+ 5 V CR S T8 9 C 5 1 圖 復(fù)位電路 顯示模塊 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，通常都要有人機(jī)對(duì)話功能。它是由若干個(gè)發(fā)光二極管組成的 ,當(dāng)發(fā)光二極管導(dǎo)通時(shí) ,相應(yīng)的一個(gè)點(diǎn)或一個(gè)筆畫(huà)發(fā)亮。本設(shè)計(jì)采取的是動(dòng)態(tài)顯示。這樣完成所有操作總共需要四個(gè)鍵。 nRF905 可以直接與單片機(jī)連接，所以從機(jī)控制模塊 AT89C51 可直接與 nRF905 連接。由于 nRF905 工作于 ShockBurstTM 模式，因此使用低速的微控制器也能得到很高的射頻數(shù)據(jù)發(fā)射速率。只有在前一個(gè)數(shù)據(jù)包被發(fā)送完畢， nRF905 才能接受下一個(gè)發(fā)送數(shù)據(jù)包。狀態(tài)寄存器包含數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好引腳狀態(tài)信息和地址匹配引腳狀態(tài)信息；射頻配置寄存器包含收發(fā)器配置信息，如頻率和輸出功能等；發(fā)送地址寄存器包含接收機(jī)的地址和數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)；發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器包含待發(fā)送的數(shù)據(jù)包的信息，如字節(jié)數(shù)等；接收數(shù)據(jù)寄存器包含要接收的數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)等信息。 ‘ 001’ 8MHZ； ‘ 010’ 12MHZ； ‘ 011’ 16MHZ；‘ 100’ 20MHZ CRC_EN 1 CRC 校驗(yàn)使能端，高為使能，默認(rèn)值為高 CRC_MODE 1 CRC 方式選擇端，高位 16 位，低為 8 位，默認(rèn)值為高 射頻寄存器的各位的長(zhǎng)度是固定的。 3) 數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)度： 16 個(gè)字節(jié)。電動(dòng)機(jī)的控制就是將實(shí)際值和設(shè)定值相比較，如果在誤差允許范圍，電動(dòng)機(jī)無(wú)動(dòng)作，如果實(shí)際值小于設(shè)定值且差值大于誤差允許范圍，則電動(dòng)機(jī)正傳，反之電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。 基于單片機(jī)的輸液監(jiān)護(hù)器的設(shè)計(jì) 28 4 輸液監(jiān)護(hù)器的軟件設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)只對(duì)從機(jī)部分進(jìn)行程序設(shè)計(jì) ，主程序框圖如圖 所示： 系 統(tǒng) 開(kāi) 始系 統(tǒng) 初 始化選 擇 功能設(shè) 置 流 速確 定是 否 越 界限 定 在 界內(nèi)刷 新 設(shè) 定開(kāi) 始 執(zhí)行是 否終 止執(zhí) 行 初 始 化是 否 有點(diǎn) 滴 通過(guò) ？計(jì) 算 速 度時(shí) 間 間 隔計(jì) 算超 過(guò) 一 定時(shí) 間登 記 計(jì) 數(shù) ，速 度速 度 比 較 ，控 制 電 機(jī)YNYNYYN 圖 主程序框圖 檢測(cè)程序 本系統(tǒng)采用光電開(kāi)關(guān)采集信號(hào)，當(dāng)有液滴通過(guò) 產(chǎn)生一個(gè)脈沖，這樣就可以通過(guò)紀(jì)錄兩滴液體間的時(shí)間，經(jīng)運(yùn)算就可以得到液滴的速度，流程圖如下： 基于單片機(jī)的輸液監(jiān)護(hù)器的設(shè)計(jì) 29 圖 檢測(cè)程序框圖 ORG 0000H JMP BEGIN ORG 000BH AJMP CTC0 ORG 0100H BEGIN: MOV 33H,0CH 。 1) 地址 FFH是對(duì)所有從機(jī)都起作用的一條控制命令：命令各從機(jī)恢復(fù) SM2=1 的狀態(tài)。 ‘ 10’ 1MHZ。當(dāng) nRF905 處于空閑模式或關(guān)機(jī)模式時(shí)， SPI 接口可以保持在 工作狀態(tài)。 C. nRF905 的 ShockBurstTM 發(fā)送： (1) 射頻寄存器自動(dòng)開(kāi)啟； (2)數(shù)據(jù)打包 (加字頭和 CRC 校驗(yàn)碼 )； (3)發(fā)送數(shù)據(jù)包； (4)當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)送完成，數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好引腳被置高； D. AUTO_RETRAN 被置高， nRF905 不斷重發(fā)，直到 TRX_CE 被置低； E. 當(dāng) TRX_CE 被置低， nRF905 發(fā)送過(guò)程完成，自動(dòng)進(jìn)入空閑模式。 nRF905 的工作模式由 TRX_CE、 TX_EN 和 PWR_UP 三個(gè)引腳決定，詳見(jiàn)表 。 基于單片機(jī)的輸液監(jiān)護(hù)器的設(shè)計(jì) 21 V C C復(fù)位 3 02 92 32 22 42 52 62 72 84 03 93 33 23 43 53 63 73 83 11289765431 01 11 21 81 91 71 61 51 41 32 0P 1 . 0P 1 . 1P 1 . 7R S TP 1 . 6P 1 . 5P 1 . 4P 1 . 3P 1 . 2P 3 . 0P 3 . 1P 3 . 7X T A L 2P 3 . 6P 3 . 5P 3 . 4P 3 . 3P 3 . 2X T A L 1G N DT X DR X DI N T 0I N T 1W RT 1T 0R DP 2 . 7P 2 . 6P 2 . 0P 2 . 1P 2 . 2P 2 . 3P 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 1加 鍵減 鍵報(bào) 警 圖 鍵盤電路 通信模塊 單片機(jī)和監(jiān)控電腦的連接采用的是無(wú)線通信方式，監(jiān)控電腦能檢測(cè)并設(shè)定輸液器的輸液速度，并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的控制。使用前可設(shè)定液滴，在輸液時(shí)可隨時(shí)暫停輸液，并可以在任意時(shí)刻重新啟動(dòng)繼續(xù)輸液。 （ 2） LED 動(dòng)態(tài)顯示方式 掃描顯示方式 ,即在某一時(shí)刻 ,只讓某一位的位選線處于選通狀態(tài) ,而其它各位的位選線處于關(guān)閉狀態(tài) ,同時(shí) ,段選線上輸出相應(yīng)位要顯示字符的字型碼 ,這樣同一時(shí)刻 ,4 位 LED中只有選通的那一位顯示出字符 ,而其它三位則是熄滅的。近年來(lái)也開(kāi)始使用簡(jiǎn)易的 CRT 接口 ,顯示一些漢字及圖形。保證病人安全。s) Toff 7 電源 模塊 監(jiān)控系統(tǒng)采用 電池供電，可滿足室內(nèi)走動(dòng)的需要。常用的受光器有光敏三極管、光敏晶閘管和光敏集成電路等。 1滴 A T 8 9 C 5 1 單 片 機(jī)+ 5 V2 0 02 0 02 0 0繼 電 器繼 電 器繼 電 器+ 1 2 V+ 2 4 V電 機(jī) 1 相電 機(jī) 2 相電 機(jī) 3 相2 0 02 0 02 0 0 圖 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制電路圖 數(shù)據(jù)采集模塊及工作原理 采集部分采用紅外傳感技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)滴斗中點(diǎn)滴的檢測(cè)，電路如圖 所示。其基本原理作用如下： (1)控制換相順序 通電換相這一過(guò)程稱為脈 沖分配。 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)已成為除直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)以外的第三類電動(dòng)機(jī)。一般電動(dòng)機(jī)都是連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的，而步進(jìn)電動(dòng)機(jī)則有定位和運(yùn)轉(zhuǎn)兩種基本狀態(tài)，當(dāng)有脈沖輸入肘步進(jìn)電動(dòng)機(jī)一步一步地轉(zhuǎn)動(dòng)，每給它一個(gè)脈沖信號(hào)，它就轉(zhuǎn)過(guò)一定的角度。 是 加健按鈕的輸入，當(dāng)檢測(cè)報(bào)警鍵被按下， 輸入 一個(gè)低電平，給 一個(gè)高電平，觸發(fā)報(bào)警裝置。 P3口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如下所示： RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷 0） /INT1（外部中斷 1） T0（記時(shí)器 0 外部輸入） T1（記時(shí)器 1 外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 器寫(xiě)選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） 4 芯片擦除： 整個(gè) PEROM 陣列和三個(gè)鎖定位的電擦除可通過(guò)正確的控制信號(hào)組合，并保持 ALE 管腳處于低電平 10ms 來(lái)完成。并因此作為輸入時(shí)， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。 1 AT89C51 主要 性能 ： （ 1） 與 MCS51 兼容 （ 2） 4K字節(jié)可編程 FLASH 存儲(chǔ)器 (壽命： 1000 寫(xiě) /擦循環(huán) ) （ 3） 全靜態(tài)工作： 0Hz24KHz （ 4） 三級(jí)程序存儲(chǔ)器保密鎖定 （ 5） 128*8 位內(nèi)部 RAM （ 6） 32條可編程 I/O 線 （ 7） 兩個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 （ 8） 6 個(gè)中斷源 （ 9） 可編程串行通道 （ 10） 低功耗的閑置和掉電模式 基于單片機(jī)的輸液監(jiān)護(hù)器的設(shè)計(jì) 8 （ 11） 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 2 AT89C51 管腳 圖 ： AT89C51 管腳 圖如 圖 1289765431 01 11 21 81 91 71 61 51 41 32 03 02 92 32 22 42 52 62 72 82 14 03 93 33 23 43 53 63 73 83 1P 1 . 0P 1 . 1P 1 . 7R S TP 1 . 6P 1 . 5P 1 . 4P 1 . 3P 1 . 2P 3 . 0P 3 . 1P 3 . 7X T A L 2P 3 . 6P 3 . 5P 3 . 4P 3 . 3P 3 . 2P 2 . 7P 2 . 6P 2 . 0P 2 . 1P 2 . 2P 2 . 3P 2 . 4P 2 . 5P 0 . 0P 0 . 1P 0 . 7E A / V P PP 0 . 6P 0 . 5P 0 . 4P 0 . 3P 0 . 2X T A L 1G N DA L E / P R O GP S E NT X DR X DI N T 0I N T 1W RT 1T 0R DA T 8 9 C 5 1 3 AT89C51 引腳功能 P0 口： P0 口為一個(gè) 8 位漏級(jí)開(kāi)路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。這是一種內(nèi)部含有 FLASH 存儲(chǔ)器的特殊單片機(jī)。 基于單片機(jī)的輸液監(jiān)護(hù)器的設(shè)計(jì) 6 單片機(jī) 的選用 現(xiàn)有主流單片機(jī)的概述 MCS— 51 系列單片機(jī)是 INTEL 公司在 20 世紀(jì) 80 年代初研制的，很快就在全世界得到廣泛的推廣應(yīng)用。 通過(guò)比較論證，作者選 用方案二 。 方案二 采用獨(dú)立式按鍵電路，每個(gè)按鍵單獨(dú)占有一根 I/O 接口線 ,每個(gè) I/O 口的工作狀態(tài)互不影響，此類鍵盤采用端口直接掃描方式。 方案 三． 利用激光。若聲報(bào)警持續(xù)一分鐘后無(wú)人復(fù)位，則由單片機(jī)發(fā)出信號(hào)控制電動(dòng)機(jī)，使輸液器上的小齒輪處于無(wú)液滴滴出狀態(tài)，這樣可以大大提高輸液的安全性。AT89C51。本系統(tǒng)以 PC 為上位機(jī)作為整個(gè)系統(tǒng)的控制監(jiān)控中心，用單片機(jī) AT89C51 為核心作為下位機(jī)通過(guò)光電傳感器對(duì)吊瓶的液位進(jìn)行檢測(cè)及報(bào)警，并對(duì)滴速進(jìn)行精確地檢測(cè)與控制。 系統(tǒng)框圖及工作原理 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖如圖 所示 圖 輸液監(jiān)控系統(tǒng)以 AT89C51 單片機(jī)為中心，單片機(jī)需要電源電路，復(fù)位電路，振蕩電路晶振電路 復(fù)位電路 鍵盤輸入 AT89C51 顯示裝置 報(bào)警裝置 控制電機(jī) 電源電路 nRF 905 nRF 905 AT89C51 MAX232 監(jiān)控電腦 基于單片機(jī)的輸液監(jiān)護(hù)器的設(shè)計(jì) 2 來(lái)保證其正常工作。 方案二 用單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)，控制信號(hào)為數(shù)字信號(hào)，不在需要數(shù) /模轉(zhuǎn)換；具有快速啟 /停能力，可在一剎那間實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)或停止，且步距角降低到 ? ，延時(shí)短，定位準(zhǔn)確，精度高，可操作性強(qiáng)。同時(shí)紅外系統(tǒng)還具有以下優(yōu)點(diǎn)：尺寸小、質(zhì)量輕，能有效的抗可見(jiàn)光波段的偽裝，對(duì)輔助裝置要求最少，對(duì)人眼無(wú)傷害。 點(diǎn)滴速度 計(jì)算 方案選擇 在一定時(shí)間內(nèi)點(diǎn)滴的滴數(shù)（即點(diǎn)滴的速度