【正文】 ， 這種情形將得以延續(xù) ， 將不存在某個(gè)單片機(jī)一統(tǒng)天下的壟斷局面 ， 走的是依存互補(bǔ) ， 相輔相成、共同發(fā)展的道路 。 單片機(jī)的發(fā)展趨勢 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 8 現(xiàn)在可以說單 片機(jī)是百花齊放 ， 百家爭鳴的時(shí)期 ， 世界上各大芯片制造公司都推出了自己的單片機(jī) ， 從 8位、 16 位到 32 位 ， 數(shù)不勝數(shù) ， 應(yīng)有盡有 ， 有與主流 C51 系列兼容的 ， 也有不兼容的 ， 但它們各具特色 ， 互成互補(bǔ) ， 為單片機(jī)的應(yīng)用提供廣闊的天地 。 3. 在家用電器中的應(yīng)用 可以這樣說 ， 現(xiàn)在的家用電器基本上都采用了單片機(jī)控制 ， 從電飯褒、洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)機(jī)、彩電、其他音響視頻器材、再到電子秤量設(shè)備 ， 五花八門 ， 無所不在 。 而美國國半的 COP800 系列單片機(jī)則采用先進(jìn)的哈佛結(jié)構(gòu) .ATMEL 公司則把單片機(jī)技術(shù)與先進(jìn)的 Flash 存儲(chǔ)技術(shù)完美地結(jié)合起來 ， 發(fā)布了性能相當(dāng)優(yōu)秀的 AT89 系列單片機(jī) 。 1982 年以后 ， 16位單片機(jī)問世 ， 代表產(chǎn)品是 INTEL 公司的 MCS96 系列 ， 16 位單片機(jī)比起 8位機(jī) ， 數(shù)據(jù)寬度增加了一倍 ， 實(shí)時(shí)處理能力更強(qiáng) ， 主頻更高 ， 集成度達(dá)到了12萬只晶體管 ， RAM 增加到了 232 字節(jié) ， ROM 則達(dá)到了 8kB， 并且有 8 個(gè)中斷源 ， 同時(shí)配置了多路的 A/D轉(zhuǎn)換通道 ， 高速的 I/O處理單元 ， 適用于更復(fù)雜的控制系統(tǒng) ?，F(xiàn)在有些工廠的技術(shù)人員或其它業(yè)余電子開發(fā)者搞出來的某些產(chǎn)品，不是電路太復(fù)雜，就是功能太簡單且極易被仿制。它由主機(jī)、鍵盤、顯示器等組成。 單片機(jī)是靠程序的，并且可以修改。汽車上一般配備 40 多部單片機(jī)，復(fù)雜的工業(yè)控制系統(tǒng)上甚至可能有數(shù)百臺(tái)單片機(jī)在同時(shí)工河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 4 作！單片機(jī)的數(shù)量不僅遠(yuǎn)超過 PC 機(jī)和其他計(jì)算的綜合，甚至比人類的數(shù)量還要多。目前，高端的 32位單片機(jī)主頻已經(jīng)超過 300MHz，性能直追 90 年代中期的專用處理器，而 普通的型號(hào)出廠價(jià)格跌落至 1美元，最高端的型號(hào)也只有 10美元。 早期的單片機(jī)都是 8位或 4位的。 四、拓展性 開關(guān)，安裝一個(gè)無線信號(hào)發(fā)射裝置，在護(hù)士室安裝一個(gè)無線接收裝置，這樣就構(gòu)成了無線報(bào)警系統(tǒng)。即實(shí)現(xiàn)電腦的集中控制。這種因輸液異常、輸液結(jié)束不易被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，就容易出現(xiàn)醫(yī)療事故，不僅是病人生命財(cái) 產(chǎn)的隱患，也是造成醫(yī)務(wù)人員工作量大、工作壓力重的重要因素，至于藥液是否停液，滴液的頻率是快還是慢 等，一般都是在病人沒有入睡時(shí)或他人幫助下通過各種開關(guān)來通知醫(yī)務(wù)人員及時(shí)采取措施的。 當(dāng)有人按下報(bào)警按鈕時(shí)，與單片機(jī)相連 I/O 口輸出高電平，也觸發(fā)蜂鳴器報(bào)警，提醒醫(yī)護(hù)人員和輸液病人采取相應(yīng)措施，避免事故發(fā)生。摘 要 I 摘 要 本文 介紹了一種由 AT89C51 單片機(jī)構(gòu)成的醫(yī)院輸液監(jiān)控系統(tǒng)。 整個(gè)裝置的線路簡單，制作方便，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。為了實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、多床位、集中分時(shí)顯示各床位的輸液狀況，并自動(dòng)報(bào)警，有必要開發(fā)一種病人輸液的監(jiān)控系統(tǒng) 。信號(hào)傳感方式采用了發(fā)光二極管和三極管。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 3 2 系統(tǒng)總 體設(shè)計(jì)方案 單 片機(jī)方案選擇 本設(shè)計(jì)由于對單片機(jī)使用的資源并不是很多，在設(shè)計(jì)中只用到少量的單片機(jī)資源，只用到一個(gè)定時(shí)器和少量的幾個(gè) I/O 口。其中最成功的是 INTEL 的 8031，因?yàn)楹唵慰煽慷阅懿诲e(cuò)獲得了很大的好評。當(dāng)代單片機(jī)系統(tǒng)已經(jīng)不再只在裸機(jī)環(huán)境下開發(fā)和使用，大量專用的嵌入式操作系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用在全系列的單片機(jī)上。 單片機(jī)介紹 單片機(jī)又稱單片微控制器 ， 它不是完成某一個(gè)邏輯功能的芯片 ， 而是把一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一個(gè)芯片上。通過不同的程序?qū)崿F(xiàn)不同的功能，尤其是特殊的獨(dú)特的一些功能，這是別的器件需要費(fèi)很大力氣才能做到的，有些則是花大力氣也很難做到的。還有一類計(jì)算機(jī)，大多數(shù)人卻不怎么熟悉。究其原因，可能就卡在產(chǎn)品未 使用單片機(jī)或其它可編程邏輯器件上。 九十年代以后 ， 單片機(jī)獲得了飛速 的發(fā)展 ， 世界各大半導(dǎo)體公司相繼開發(fā)了功能更為強(qiáng)大的單片機(jī) 。 包括中國的臺(tái)灣 HOLTEK和 WINBOND 等公司也紛紛加入了單片機(jī)發(fā)展行列 ， 憑著他們廉價(jià)的優(yōu)勢 ， 分享一杯美羹 。 4. 在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和 通信領(lǐng)域中的應(yīng)用 現(xiàn)代的單片機(jī)普遍具備通信接口 ， 可以很方便地與計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信 ， 為在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信設(shè)備間的應(yīng)用提供了極好的物質(zhì)條件 ， 現(xiàn)在的通信設(shè)備基本上都實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)智能控制 ， 從手機(jī) ， 電話機(jī)、小型程控交換機(jī)、樓宇自動(dòng)通信呼叫系統(tǒng)、列車無線通信、再到日常工作中隨處可見的移動(dòng)電話 ， 集群移動(dòng)通信 ， 無線電對講機(jī)等 。 縱觀單片機(jī)的發(fā)展過程 ， 可以預(yù)示單片機(jī)的發(fā)展趨勢 ， 大致有 ： CMOS 化 MCS51系列的 8031 推出時(shí)的功耗達(dá) 630mW， 而現(xiàn)在的單片機(jī)普遍都在 100mW 左右 ，隨著對單片機(jī)功耗要求越來越低 ， 現(xiàn)在的各個(gè)單片機(jī)制造商基本都采用了 CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體工藝 )。 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、振電路 保證其正常工作。 系統(tǒng)組成 如下 圖 21： 圖 21 根據(jù)設(shè)計(jì)的基本功能要求，設(shè)計(jì)方案的選擇如下 。 方案二：采用獨(dú)立式按鍵，每個(gè)按鈕單獨(dú)占有一根 I/O 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。 方案二： 采用直流電動(dòng)機(jī) 控制。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 11 計(jì)算輸液速度方案的選擇 在一定時(shí)間內(nèi)點(diǎn)滴的滴數(shù)（即點(diǎn)滴的速度）是單片機(jī)通過對紅外傳感器測得的脈沖信號(hào)計(jì)數(shù)獲得的，但怎樣計(jì)算輸液速度以滿足在 3 分鐘內(nèi)實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)對輸液速度的控制是必須要考慮的問題。 通過比較，選用方案二。為滿足各種不同的檢測及控制任務(wù)的需要 ， 大量結(jié)構(gòu)不同、性能各異的 A/D 轉(zhuǎn)換器芯片應(yīng)運(yùn)而生。這里選用 的是 ATMEL 公司的 AT89C51，帶有內(nèi)置ROM，只需外加電源、振蕩電路、復(fù)位電路等。 紅外發(fā)射管 紅外接收管 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 15 ⑵ 紅外接收管 N1：如果靜態(tài)工作點(diǎn) A 電壓過低會(huì)導(dǎo)致水滴信號(hào)較小，過高會(huì)產(chǎn)生電路飽和，均不能對水滴信號(hào) 進(jìn)行檢測。 無液、氣泡檢測 將輸液器的輸液管置于兩對相距 2cm紅外發(fā)射管、紅外接收管對管的光路中 當(dāng)輸液管充滿液體時(shí)液體的遮擋使 T T2 接收的光強(qiáng)減弱， A A2 的輸出均為高電平表示輸液正常，當(dāng)輸液管中有氣泡時(shí)， A1 輸出低電平， A2 輸出高電平，單片機(jī)延時(shí) 20S 的時(shí)間，在此時(shí)間 A A2 恢復(fù)高電平則以氣泡現(xiàn)象處理，反之 A2 輸出低電平則表示輸液管內(nèi)無液體，單片機(jī)控制電機(jī)關(guān)閉輸液器并啟動(dòng)報(bào)警信號(hào)。速度的設(shè)定可以采取加減的方式，先在內(nèi)部設(shè)定一個(gè)初始值，然后通過加和減的方式改變數(shù)值。 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 輸液監(jiān)控系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用直流電機(jī)和相應(yīng)傳動(dòng)裝置組成。******** DIVD: CLR C ；比較被除數(shù)和除數(shù) MOV A， R3 SUBB A， R7 MOV A， R2 SUBB A， R6 JC DVD1 STTB OVER ； 溢出 RET DVD1： MOV B， 10H 。十進(jìn)制調(diào)整 MOV R5， A MOV A， R4 ADDC A， R4 DA A MOV R4， A MOV A， R3 ADDC A， R3 MOV R3， A 。32768HZ CALL WRCOM MOV 20H， 1 。 /WR=0 CALL DLY5 SETB 。DATA=0 CALL DLY5 JMP WRR1 WR11: NOP CALL DLY5 SETB 。******LCD 寫數(shù)據(jù) ****** WRDA: MOV R5 ， 4 ADD WR3 NOP CALL DLY5 CLR CALL DLY5 MOV A， 25H RRC A MOV 25H， A JC WR12 CLR CALL DLY5 JMP WRR2 WR12: NOP CALL DLY5 SETB CALL DLY5 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 28 WRR2: NOP CALL DLY5 SETB CALL DLY5 DJN2 R5， ADDWR3 。 /WR=1 CALL DLY5 CLR 。LEDON CALL WRCOM MOV RO， 35H 。處理完 16bit RET 電動(dòng)機(jī)控制程序 實(shí)際檢測值和設(shè)定值已經(jīng)被轉(zhuǎn)換成 BCD 碼存在 30H到 35H 單元，其中 30H 到 32H 是實(shí)際值的從低到高位，從 33H 到 35H 是設(shè)定值的從低到高位。部分商和系數(shù)左移一倍 MOV A， R5 RLC A， MOV R5， A MOV A， R4 RLC A MOV R4， A MOV A， R3 MOV R3， A 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 21 XCH A， R2 RLC A XCH A， R2 MOV FO， C 。電機(jī)的控制 就是將實(shí)際值和設(shè)定值相比較，如果在誤差范圍內(nèi)，電動(dòng)機(jī)無動(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內(nèi)，則電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，反之電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn) 系統(tǒng) 流程圖 及程序編輯 系統(tǒng)主程序 檢測程序 ： 本系統(tǒng)采用光電開關(guān)采集信號(hào)，當(dāng)有液滴通過時(shí)， 產(chǎn)生一個(gè)脈河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 18 沖，這樣就可以通過記錄兩滴液體間的時(shí)間，經(jīng)運(yùn)算就可以得到液滴的速度?？紤]到單片機(jī)的 I/O 口資源比較豐富，因此四個(gè)鍵 直接接到單片機(jī)的 I/O 口上，可以采取循環(huán)掃描的工作方式，即當(dāng)按下某一個(gè)鍵時(shí)，鍵盤接地電路導(dǎo)通，相應(yīng)的 I/O 口由高電平下降為低電平，系統(tǒng)軟件監(jiān)測到 P1 口相應(yīng)位的電平變化就執(zhí)行相應(yīng)的子程序，不同的子程序就可以實(shí)現(xiàn)不同的功能。當(dāng)有人按下報(bào)警按鈕時(shí)，與單片機(jī)相連 I/O 口輸出高電平，也觸發(fā)蜂鳴器報(bào)警，提醒醫(yī)護(hù)人員和輸液病人采取相應(yīng)措施，避免事故發(fā)生。 ⑶ 輸入耦合電路：檢測電路 A 點(diǎn)檢測到水滴有無變化的電壓變化為 ~。 光電 開關(guān)是一種靠感受外部物體對其內(nèi)部震蕩器之影響而達(dá)到輸出轉(zhuǎn)換的傳感器。通過適當(dāng)?shù)耐饨与娐罚?809 可對 0～ 5V 的模擬信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。 方案二：選用液晶顯示模塊 LCM103， LCM103 是一個(gè) 10 位 8 段帶小數(shù)點(diǎn)的液晶顯示模塊，內(nèi)部含看門狗 /時(shí)鐘發(fā)生器和顯示 RAM，可顯示任意字段筆畫， 34 線位串行接口，可方便與單片機(jī)接口相連，具有低功耗特性。根據(jù)此方案，若選取的計(jì)數(shù)時(shí)間 t 較短，以 t=10s 為例，如果檢測到 6 滴，此時(shí)假設(shè)點(diǎn)滴的實(shí)際速度為 30 滴 /min，而計(jì)算速度為 36 滴 /min(60*6/10)， 誤差為 20%，大于題目要求的誤差范圍 10%177。用直流電動(dòng)機(jī)調(diào)整輸液滑輪的上下 移動(dòng)，用單片機(jī)和 A/D 轉(zhuǎn)換構(gòu)成系統(tǒng)，控制普通電動(dòng)機(jī)的步數(shù)和旋轉(zhuǎn)方向，可以考慮達(dá)林頓管組成的 H 型 PWM 電路。 綜合考慮兩種方案及題目要求，由于本設(shè)計(jì)除去復(fù)位鍵，只需要擴(kuò)展 3 個(gè)功能鍵，采用方案二也僅僅需要 3 個(gè) I/O 口，系統(tǒng)資源足夠用，故采用方案二。 方案二：使用紅外發(fā)光二極管和接收管組合 。采集裝置通過光電開關(guān)傳感器 對速度進(jìn)行檢測，并以電信號(hào)的形式傳給單片機(jī)，經(jīng)運(yùn)算、分析、處理 后單片機(jī)將數(shù)據(jù)傳 給 LCD 顯示 模塊，實(shí)現(xiàn)輸液速度的顯示。 所以這種工藝將是今后一段時(shí)期單片機(jī)發(fā)展的主要途徑 。 某些專用單片機(jī)設(shè)計(jì)用于 實(shí)現(xiàn)特定功能，從而在各種電路中進(jìn)行模塊化應(yīng)用，而不要求使用人員