【正文】 ke the nurses know the status of loses liquid while patients take the personnel solid. Discussed the constituting of examination principle, total structure and main function parts design and the constitution of software and hardware system. The system is low achievement consumes, low cost and stable function and easy to take, the function is strong. KEYWORDS Supervision of transfusion。上位機(jī)與下位機(jī)用 RS485總線進(jìn)行串行通信，能夠使醫(yī)護(hù)人員實(shí)時(shí)了解輸液狀態(tài)。默認(rèn)速度設(shè)定值為 60 滴 /min，可以通過鍵盤來 修改設(shè)定值。 綜合考慮題目要求，一方面調(diào)節(jié)的步長(zhǎng)盡可能的小，定位要好；另一方面如果停止信號(hào)到來，滑輪能夠快速停止。 當(dāng)然紅外光也有一定的缺點(diǎn)，如大氣、潮濕的天氣、霧和云對(duì)它有衰減作用，所以只適用于室內(nèi)通信。根據(jù)此方案，若選取的計(jì)數(shù)時(shí)間 T 較短，以 10 秒為 例，如檢測(cè)系統(tǒng)誤差為 1 滴，則算得的速度誤差為 6 滴，此時(shí)假設(shè)點(diǎn)滴的實(shí)際速度為 30 滴 /分，而計(jì)算速度為 36 滴 /分，誤差為 30%，大于題目要求的誤差范圍 10%? 1滴。 通過比較，考慮到醫(yī)用輸液器的情況 ，選用了 nRF905 多段單片高速無線收發(fā)芯片。 ATMEL 公司是美國(guó)在 20 世紀(jì) 80 年代中期成立并發(fā)展起來的半導(dǎo)體公司，該 公司的技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于 FLASH 存儲(chǔ)器技術(shù)和高質(zhì)量高可靠性的生產(chǎn)技術(shù)。對(duì)于片內(nèi)無 ROM的單片機(jī)，還應(yīng)該配置片外程序存儲(chǔ)器。 P1口： P1 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL門電流。 P2 口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。但 RAM，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。單片機(jī)控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，主要任務(wù)是： 按相序輸入脈沖以實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向控制。如果在線圈中通以直流電，就會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，當(dāng) A、 B、 C三個(gè)磁極的線圈依次輪流通電，則 A、 B、 C 三對(duì) 基于單片機(jī)的輸液監(jiān)護(hù)器的設(shè)計(jì) 11 磁極就依次輪流產(chǎn)生磁場(chǎng)吸引轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。 步進(jìn)電機(jī)控制原理 步進(jìn)電機(jī)是數(shù)字控制電機(jī)，它將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變成角位移，即給一個(gè)脈沖信號(hào)，步進(jìn)電機(jī)就轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，因此非常適合于單片機(jī)控制。兩個(gè)脈沖的間隔越短，步進(jìn)電機(jī)就轉(zhuǎn)得越快。 基于單片機(jī)的輸液監(jiān)護(hù)器的設(shè)計(jì) 13 圖 數(shù)據(jù)采集裝置 發(fā)光二極管發(fā)射的光束經(jīng)過茂菲氏管的液滴滴落線投射到光敏三極管的感光面， 結(jié)構(gòu)圖如 所示， 在沒有液滴滴落時(shí)，光敏三極管接收到的光照度最大，產(chǎn)生的光生電流也最大 。 表 紅外發(fā)光二極管主要參數(shù) HG313S 參數(shù) 數(shù)值 HG313S 參數(shù) 數(shù)值 最大功率（ mw） 75 發(fā)射功率 (mw) 2 最大正向電流 (mA) 50 發(fā)光峰值波長(zhǎng) (nm) 940 正向壓降 (v) ≤ 半峰寬度 (A) ≤ 400 反向電流 (ｕ A) ≤ 50 結(jié)電容 (pf) ≤ 100 反向耐壓 (v) ≥ 5 截止頻率 (mHZ) ≥ 1 光敏三極管的主要參數(shù) 硅光敏三極管用于近紅外光探測(cè)器，以及光耦合，特性識(shí)別，過程控制等方面。單片機(jī)和 RS232C 接口需要 5V 電源，而 nRF905需要 電源，所以也要通過芯片 MRCLD33B 得到 電源。顯示模塊就是單片機(jī)向人匯報(bào)運(yùn)行情況的工具。 LED 數(shù)碼管的外形如圖 所示： 基于單片機(jī)的輸液監(jiān)護(hù)器的設(shè)計(jì) 17 圖 LED 外形 發(fā)光二極管的陽極連在一起的稱為共陽極顯示器 ,陰極連在一起的稱為共陰極顯示器。 CD4511 管腳配置如圖 所示： V s s1543261 09871 51 11 21 31 41 6L EDABCL TB IedcbagfV d dC D 4 5 1 1 圖 CD4511 管腳圖 A， B， C， D— BCD 碼輸入端 LE— 鎖存允許端，當(dāng) LE=0 時(shí)， 4 位 BCD 碼進(jìn)入鎖存器，當(dāng) LE=1 時(shí)，輸入的數(shù)據(jù)被鎖存，其邏輯圖如圖 所示： 基于單片機(jī)的輸液監(jiān)護(hù)器的設(shè)計(jì) 19 /LT 和 /BI 的功能如表 所示， a~g 的七段碼輸出端。速度設(shè)定可以采取加減得方式，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。 通信接口芯片采取的是 MAX232，它主要實(shí)現(xiàn) AT89C2051 的接口與 RS232 之間的電平轉(zhuǎn)換，芯片內(nèi)部有一個(gè)電源變換電路，可把輸入的 +5V 電源電壓變 換成 RS232C 輸出電平所需的 — 12V~ +12V 的電壓，所以此芯片接口的串行通信系統(tǒng)只需 +5V 電源就可以了。在 ShockBurstTM 發(fā)送模式， nRF905 自動(dòng)產(chǎn)生字頭和 CRC 校驗(yàn)碼，當(dāng)發(fā)送過程完成后，數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好引腳通知微處理器數(shù)據(jù)發(fā)射完畢。 當(dāng)正在接收一個(gè)數(shù)據(jù)包時(shí)， TRX_CE 或 TX_EN 引腳的狀態(tài)發(fā)生改變， nRF905 立即把其工作模式改變，數(shù)據(jù)包則丟失?！?1’ 工作于 868/915MHZ 頻段 PA_PWR 2 輸出功率（默認(rèn)值為 00） RX_RED_PWR 1 接受方式節(jié)能端，該位高時(shí)，接受工作電流為 ，同時(shí)靈敏度也降低 AUTO_RETRAN 1 自動(dòng)重發(fā)位，只有當(dāng) TRX_CE 和 TXEN 為高時(shí)才生效 RX_AFW 3 接受地址寬度（默認(rèn)值為 100）， ‘ 001’ 1byteRX 地址 。 nRF905 進(jìn)入關(guān)機(jī)模式或空閑模式時(shí)，寄存器中的內(nèi)容保持不變。 多機(jī)通信實(shí)現(xiàn)過程如下； 1) 準(zhǔn)備階段 首先定義從機(jī)地址；置 SM2=1； REN=1 允許串行口中斷。 開 始顯 示 緩 沖 首 地 址3 0 H R 0 4 0 H R 1設(shè) R 7 計(jì) 數(shù) 指 針( 0 6 H )初 始 化0 F F H P 0 0 F F H P 2（ R 0 ）AA P 2（ R 1 ）AA P 0（ R 0 ） + 1R 0（ R 1 ） + 1R 1R 7 1 = 0返 回YN 圖 顯示程序框圖 DIS: MOV R0， 40H 。對(duì)于從機(jī)就要利用 SM2 來確認(rèn)主機(jī)是否在呼叫自己。而各個(gè)從機(jī)發(fā)送的信息只能被主機(jī)接受。 ‘ 100’ 4byteTX 地址 RX_PW 6 發(fā)送數(shù)據(jù)寬度（默認(rèn)值為 100000） ‘ 000001’ 1byte 發(fā)送數(shù)據(jù)寬度； ‘ 000010’ 2byte 發(fā)送數(shù)據(jù)寬度 ‘ 100000’ 32byte 發(fā)送數(shù)據(jù)寬度 基于單片機(jī)的輸液監(jiān)護(hù)器的設(shè)計(jì) 26 TX_PW 6 接受數(shù)據(jù)寬度（默認(rèn)值為 100000） ‘ 000001’ 1byte 接受數(shù)據(jù)寬度； ‘ 000010’ 2byte 接受數(shù)據(jù)寬度 ‘ 100000’ 32byte 接受數(shù)據(jù)寬度 RX_ADDRESS 32 發(fā)送地址標(biāo)識(shí)（默認(rèn)值為 E7E7E7E7） UP_CLK_FREQ 2 輸出時(shí)鐘頻率（默認(rèn)為 11） ‘ 00’ 4MHZ。 (2) 器件配置 基于單片機(jī)的輸液監(jiān)護(hù)器的設(shè)計(jì) 25 所有配置字都是通過 SPI 接口送給 nRF905。下面具體詳細(xì)分析 nRF905 的發(fā)送流程和接收流程。 nRF905 的詳細(xì)結(jié)構(gòu)如 下 圖 所示 ： ~VSSVSSVSSVSSVSSVSSVSSVSSVSSVSSVSSVDDVDDVDDVDD1V2S P I 接 口T X 地 址T X 寄 存 器R X 寄 存 器配 置 寄 存 器S H O C K B U R S T解 調(diào) 處 理數(shù) 據(jù) 處 理C R C 處 理地 址 處 理G F S K 濾 波曼 徹 斯 特編 碼 / 解 碼電 源 管 理晶 體 振 蕩 器頻 率 合 成 器低 噪 聲 放 大 器功 率 放 大 器中頻BBFM I S OM O S IS C KC S NT R X _ C EP W R _ U PT X _ E NC DA MD Ru P C L KI R E FA N T 2A N T 1X C 1X C 2V D D _ P A1 01 11 21 3123 267835 9 1 6 1 8 2 1 2 4 2 6 2 7 2 8 2 9 3 0 4 1 72 53 11 41 51 92 02 12 3 2) 引腳介紹 表 nRF905 引腳 引腳 名稱 引腳功能 描述 1 TRX_CE 數(shù)字輸入 使 nRF905 工作與接受或發(fā)送狀態(tài) 2 PWR_UP 數(shù)字輸入 工作狀態(tài)選擇 3 uPCLK 時(shí)鐘輸入 輸出時(shí)鐘 4 VDD 電源 電源正端 5 VSS 電源 電源地 6 CD 數(shù)字輸入 載波檢測(cè) 7 AM 數(shù)字輸入 地址匹配 8 DR 數(shù)字輸入 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好 10 MISO SPI 輸入 SPI 輸出 11 MOSI SPI 輸入 SPI 輸入 12 SCK SPI 時(shí)鐘 SPI 時(shí)鐘 基于單片機(jī)的輸液監(jiān)護(hù)器的設(shè)計(jì) 23 13 CSN SPI 片選 SPI 片選，低有效 14 XC1 模擬輸入 晶振輸入引腳 1 15 XC2 模擬輸出 晶振輸入引腳 2 19 VDD_PA 輸出電源 給功率放大器提供 的電壓 20 ANT1 射頻 天線接口 1 21 ANT2 射頻 天線接口 2 23 IREF 模擬輸入 參考輸入 31 VDD_1V2 電源 低電壓正數(shù)字輸入 32 TX_EN 數(shù)字輸入 =1，發(fā)送模式； =0，接受模式 3) 工作模式 nRF905 有兩種工作模式和兩種節(jié)能模式。單片機(jī)的 I/O 口豐富，因此四個(gè)鍵直接接在單片機(jī)的 I/O 口上，采取循環(huán)掃描的工 作方式，當(dāng)某一按鍵被按下時(shí)，鍵盤接地電路導(dǎo)通相應(yīng) I/O 口由高電平下降為低電平，此時(shí)單片機(jī)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到 P1口相應(yīng)位的電平變化執(zhí)行相應(yīng)的子程序，本程序中子程序?yàn)閷?duì) P2口送出所鍵入數(shù)字的四位二進(jìn)制代碼，作為 CC4511 譯碼器的輸入信號(hào)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管。 ~ 作為 六位數(shù)碼管的位選信號(hào)，接在 CD4511 鎖存允許端 LE，當(dāng)~ 某位為低信號(hào)時(shí)， 當(dāng) LE=0 時(shí)，控制相應(yīng)的 CD4511 工作， 4 位 BCD 碼進(jìn)入鎖存器，從而顯示相應(yīng)數(shù)字。 表 LED 共陰 /共陽段選編碼表 顯示字符 共陰極字型碼 共陽極字型碼 顯示字符 共陰極字型碼 共陽極字型碼 0 3FH C0 C 39H C6H 1 06H F9H D 5EH A1H 2 5BH A4H E 79H 86H 3 4FH B0H F 71H 8EH 4 66H 99H P 73H 8CH 5 6DH 92H U 3EH C1H 6 7DH 82H I 31H CEH 7 07H F8H Y 6EH 91H 8 7FH 80H H 76H 89H 9 6FH 90H L 38H C7H 基于單片機(jī)的輸液監(jiān)護(hù)器的設(shè)計(jì) 18 A 77H 88H 空格 00H FFH B 7CH 83H LED 顯示器的顯示方法 LED 顯示器有靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示兩種顯示方式， 本設(shè)計(jì)采取的是動(dòng)態(tài)顯示， （ 1） LED 靜態(tài)顯示方式 所謂靜態(tài)顯示，就是當(dāng)顯示器顯示某一個(gè)字符時(shí)，相應(yīng)的發(fā) 光二極管恒定地導(dǎo)通或截止，例如七段顯示器的 a,b,c,d,e,f 導(dǎo)通， g 截止，顯示 0。 （ 2）液晶顯示器 ,簡(jiǎn)稱 LCD(Liquid Crystal Display)。如有人按報(bào)警按鈕， I/O 口也會(huì)輸出高電平，觸發(fā)蜂鳴器報(bào)警，提醒醫(yī)護(hù)人員和受液人采取相應(yīng)措施，避免危險(xiǎn)事故發(fā)生。 表 光敏三極管的主要參數(shù) 參數(shù) 符號(hào) 額定值 工作溫度 (℃ ) Topr 65 ~ +125 存儲(chǔ)溫度 (℃ ) Tstg 65 ~ +150 集射極擊穿電壓 (v) Vceo 45 集電極基極擊穿電壓 (v) Vcbo 45