【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 主站硬件電路設(shè)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(shè) LCD 顯示屏有 64 行，每行有 128列，每 8 列對應(yīng) 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(yīng)，每一字節(jié)的內(nèi)容和顯示屏上相應(yīng)位置的亮暗對應(yīng)。具體硬件接線圖見附表 C。獨立式鍵盤接口電路配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡單，但每一個按鍵必須占一根 I/O 線，在鍵數(shù)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。壓電式蜂鳴器工作時約需 10mA的驅(qū)動電流，由于單片機輸出信號不能直接驅(qū)動蜂鳴 器，因此外接驅(qū)動電路，電路設(shè)計如圖 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，它們在計算機和連接線上的位置和定義如圖 和表 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。 (2)Vref 的選取考慮 Vref 的選取應(yīng)該略大于 Vbas，這樣可以減小波動對輸出脈沖信號的影響。 8279 引腳圖如圖 所示；引腳定義如表 所示。如果驅(qū)動電路能力差，即負(fù)載能力不夠，顯示器亮度就低，而且驅(qū)動電路長期在超負(fù)荷下運行容易損壞。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。經(jīng)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。 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(qū)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(qū)動電平輸出 R2IN 第二路 RS232 電平輸入 T2IN 第二路 TTL/COMS 驅(qū)動電平輸入 R2OUT 第二路 TTL/COMS 驅(qū)動電平輸出 從站電路設(shè)計 滴速檢測與液面檢測電路設(shè)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。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(diào)制解調(diào)器加長）；另一個原因是它被所有 PC、服務(wù)器認(rèn)同為標(biāo)準(zhǔn)串行接口，成為計算機與桌面設(shè)備之間最簡單、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。 獨立式鍵盤是指直接利用 I/O 口線構(gòu)成的單個按鍵電路。 表 MGLS12864 液晶顯示模塊接口定義 序號 符號 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)動電源 6 D/I 輸入 寄存器選擇信號 7 R/W 輸入 讀 /寫選擇信號 8 E 輸入 使能信號 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 液晶顯示接口信號中的兩片選信號組合如表 所示 表 MGLS12864 液晶顯示選信號組合 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， ～ 分別為寄存器選擇信號、讀 /寫選通信號、使能信號。從站也是主要以 AT89C52單片機為核心，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)行運行，出現(xiàn)異常情況發(fā)出聲光報警，另外當(dāng)主、從站通過通訊接口可相互傳輸和接收信號。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，本系統(tǒng)采用步進(jìn)電動機控制點滴滴速。 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：拉緊軟管控制點滴速度。 a) b) a) b) 圖 金屬電極檢測滴速和液面裝置 圖 光電傳感器檢測滴速和液面裝置 電極接觸控制方式原理簡單，易于實現(xiàn)，可靠性強，但會導(dǎo)致藥品污染，危及患者安全。 AT89C52 內(nèi)部含有大容量的 Flash 存儲器，功能強，性價比憂，可以反復(fù)擦寫，給用戶提供了極 大的方便，所以在生產(chǎn)開發(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 系列單片機的主流單片機之一。監(jiān)測與點滴 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控制部分外，還有滴速檢測、滴速調(diào)節(jié)、異常報警電路、速度設(shè)定與數(shù)碼顯示等。 （ 2）從站功能： 出從站號、點滴速度和報警信號；從站號和點滴速度可任意設(shè)定， 站設(shè)定的點滴速度信息并顯示。 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題。應(yīng)用技術(shù)的飛速發(fā)展，使得單片機應(yīng)用系統(tǒng)已經(jīng)逐漸成熟，應(yīng)用也越來越廣泛，目前，單片機已經(jīng)成為 IP庫中的重要成員。鍵盤可采用 8279 擴展鍵盤或者直接利用 I/O 擴展而成。相對其他領(lǐng)域來說，速度控制是單片機系統(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)簡單，在人機 交換 數(shù)據(jù)管理等方面有一定的局限性。 [1] 多單片機控制系統(tǒng)的概述 隨著人類社會的不斷進(jìn)步，工程科學(xué)技術(shù)在推動人類文明的進(jìn)步中一直起著發(fā)動機的作用。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 單片機為代表介紹最小系統(tǒng)的各個部分。 （ TXD）：串行口輸出端。當(dāng)對片內(nèi) EPROM 編程時，該管腳 PROG 用于輸入編程脈沖。 P 0 口 驅(qū) 動 器 P 2 口 驅(qū) 動 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 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 器 P 3 口 驅(qū) 動 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 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 . 7PSENEAA L ER S T 二、 MCS51 單片機的管腳功能 采用 HMOS 制造工藝的 MCS51 單片機都采用 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。它是通過機械技術(shù)與微電子技術(shù)、信息技術(shù)緊密結(jié)合而成的一個新的學(xué)科領(lǐng)域。 （ 4） 單片機在日常生活及家電中的應(yīng)用 單片機越來越廣泛應(yīng)用于日常生活的智 能電器產(chǎn)品以及家電中。 （５）開發(fā)應(yīng)用方便，研制周期短。 （２）抗干擾能力強、可靠性高。電機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)時間。 PCB 板設(shè)計 ............................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 滴速和液面判斷及報警 .................................................. 錯誤 !未定義書簽。 第 4 章 軟件設(shè)計 .................................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 一、 進(jìn)度安排及完成時間 ： 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、存在問題及研究的實際意義。 設(shè)計包括： 總體方案的確定； 單片機的選擇； 各模塊電路的設(shè)計； 軟件設(shè)計； 各模塊調(diào)試； 編寫設(shè)計說明書等。 報警電路和通訊網(wǎng)絡(luò)設(shè)計 .............................................. 錯誤 !未定義書簽。 系統(tǒng)定義和總體流程 ...................................................... 錯誤 !未定義書簽。 軟件抗干擾 ...................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 本系統(tǒng)以 Atmel89C52 單片機為核心，輔以步進(jìn)電機驅(qū)動、鍵盤、 LCD 顯示、 LED 顯示、光電傳感器數(shù)據(jù)采集等外圍電路組成，實現(xiàn)了一個主站控制多個從站的有線液體點滴速度監(jiān)控系統(tǒng)。 [1] 單片機的特點與應(yīng)用 一、單片機的特點： （１）重量輕、耗電少、價格低、電源單一。一般來說，單片機的邏輯控制功能及運行速度均高于同一檔次的其它微處理器。 （ 3） 單片機在計算機網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)中的應(yīng)用 MCS51 系列單片機具有通信接口，為單片機在計算機網(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 系列單片機控制的串行自動呼叫應(yīng)答系統(tǒng)、列車無線通信系統(tǒng)、 MCS51 單片機無線遙控系統(tǒng)等。 機電一體化是機械工業(yè)發(fā)展的方向。 控制器是用來統(tǒng)一指揮和控制計算機進(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)訪問外部儲存器時， ALE 信號的負(fù)跳變將 P0 口上的低 8 位送入 地址鎖存器，不訪問外部儲存器時， ALE 端仍以固定的振蕩頻率的 1/6 速率輸出正脈沖信號。 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。 單片機最小系統(tǒng)構(gòu)成 單片機最小系統(tǒng)是指單片機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、外部程序存儲器以及數(shù)據(jù)存儲器等。 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)有多個復(fù)位端時，能保證可靠地同步復(fù)位。 單片機以高可靠性、高性價比、小小體積等而廣泛應(yīng)用工業(yè)控制、數(shù)據(jù)采集、智能化儀表等實時控制系統(tǒng)中。 單片機在輸液點滴的研究現(xiàn)狀 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展， MCS51 為 核 心的單片機控制系統(tǒng)，已經(jīng)滲透到日常生活的各個方面。 在輸液點滴速度控制系統(tǒng)中，廣泛應(yīng)用與 8051系列兼容的單片機，滴 速 檢測和液面檢測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，我們在生活中的各方面 大部分都采用了人工智能代替人，特別在一些工業(yè)應(yīng)用場合。