【正文】 基于單片機的輸液監(jiān)護器的設(shè)計 15 發(fā)射極基極擊穿電壓 (v) Vebo 5 功率損耗 (mW) Pd 300 集電極電流 (mA) Ic 飽和電壓 (v) Vce 峰值波長 (nm) λ 940 開啟時間 (181。 發(fā)光二極管光敏三極管滴 管 圖 采集裝置結(jié)構(gòu)圖 ty 圖 數(shù)據(jù)采集裝置輸出波形 基于單片機的輸液監(jiān)護器的設(shè)計 14 紅外發(fā)光二極管和光敏三極管 光電傳感器 由發(fā)光源和受光器兩部分組成。 表 步進電機控制原理 r 方式 步序 控制位 通電繞組 控制字 基于單片機的輸液監(jiān)護器的設(shè)計 12 三 相 單 三 拍 式 1 步 2 步 3 步 C 相 B 相 A 相 0 0 1 0 1 0 1 0 0 A 相 B 相 C 相 01H 02H 03H 根據(jù)上表，單三拍相序為 A— B— C— A 時電機正轉(zhuǎn)，反之 A— B— C— A則電機反轉(zhuǎn)。 步進電機區(qū)別于其他控制電機的最大特點是，它是通過輸入脈沖信號來進行控制的，即電機的總轉(zhuǎn)動角度由輸入脈沖數(shù)決定，而電機的轉(zhuǎn)速由脈沖信號頻率決定。這樣按A→B→C→A→B→C→A→? 次序輪流通電，步進電動機就一步一步地按逆時針方向旋轉(zhuǎn)。從這個意義上講，電機也是一個數(shù)字 /角度轉(zhuǎn)換器。 是 加健按鈕的輸入，當檢測 到 加鍵被按下， 輸入 一個低電平，設(shè)定值加一。當 P3 口寫入 “1” 后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。在 FLASH 編程和校驗時， P1 口作為第八位地址接收。 單片機最小應用系統(tǒng)如圖 所示 基于單片機的輸液監(jiān)護器的設(shè)計 7 圖 用系統(tǒng) AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃 爍可編程 可擦除 只讀存儲 器（ FPEROM— Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的 單片機 ， 其指令集和傳統(tǒng)的 51 單片機指令集是一樣的。 20 世紀90 年代， ATMEL 成為全球最大的 EEPROM 供應商， 1994 年為了介入單片機市場， ATMEL 公司以 EEPROM 技術(shù)與 INTEL 的 80C31 單片機核心技術(shù)進行交換，從而取得 80C31 核的使用權(quán)。傳感器檢測電路發(fā)出微弱的電信號，經(jīng)過信號調(diào)理電路的放大整形處理，轉(zhuǎn)變成單片機能夠接收的電信號，通過單片機的定時計數(shù)控制，經(jīng)過數(shù)據(jù)的計算處理送液晶顯示模塊顯示，實時顯示當前速度。 方案二 根據(jù)一定滴數(shù) N 滴下所經(jīng)過的時間 t 計算點滴的速度，計算公式為 tNv 60?（滴 /分）。用它作為近距離傳感器是最理想的，電路設(shè)計簡單、性能穩(wěn)定可靠。 數(shù)據(jù)采集方案的選擇 數(shù)據(jù)采集一般可以采用以下幾種方案： 方案 一．使用發(fā)光二極管和光敏三極管組合。通過對設(shè)定值和實際值的比較來控制電動機的正，反轉(zhuǎn)，從而帶動輸液器上的控制齒輪上升下降，達到控制輸液速度的目的。該系統(tǒng)低功耗、成本低、性能穩(wěn) 定、便于攜帶、實用性強。論述了該系統(tǒng)的檢測原理、總體結(jié)構(gòu)、主要功能部件設(shè)計和軟硬件系統(tǒng)的組成。采集裝置通過光電開關(guān)傳感器對速度進行檢測，并以電信號的形式傳給單片機，經(jīng)運算，分析，處理后單片機將數(shù)據(jù)傳送給 LED 顯示模塊，實現(xiàn)輸液速度的顯示。 通過對比，利用步進電機可以自如控制輸液器上的手動滑輪，完全滿足題目的要求，因此采用方案二。在現(xiàn)代生活中，人們?yōu)榱烁奖愕氖褂眉t外光這種有效的媒質(zhì)，利用紅外光做出了很多器件，發(fā)射式光 電檢測器就是其中的一種器件，它具體積小、靈敏度高、線性好等特點，外圍電路簡單，安裝起來方便，電源要求不高。若選取的時間計數(shù) T較長，則系統(tǒng)達到穩(wěn)定的時間太長。 基于單片機的輸液監(jiān)護器的設(shè)計 5 3 輸液監(jiān)護器 的硬件設(shè)計 系統(tǒng)總電路圖如圖 VCC復位加 鍵減 鍵報 警 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 1S P E A K E R+ 5VN PN數(shù) 據(jù)采 集裝 置驅(qū)動電路步進電動機nRF9051 2 M HZ3 0p F3 0 p F顯示模塊驅(qū)動電路 圖 的 電路圖 輸液監(jiān)護器 以 AT89C51單片機為核心，由顯示電路、傳感器檢測電路、限速報警電路，鍵盤電路等部分 組成。隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展。這里選用的是 ATMEL公司的 AT89C2051 和 AT89C51，都帶內(nèi)置 ROM，只需加電源，震蕩電路，復位電路等。 P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P3口： P3口管腳是 8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收 輸出 4個 TTL 門電流。在掉電模式下，保存 RAM 的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用 其他芯片功能，直到下一個硬件復位為止 基于單片機的輸液監(jiān)護器的設(shè)計 10 單片機 I/O 口管腳分配 由單片機外部接線可知， I/O 口管腳分配情況如下： 與報警裝置相連，當輸液出現(xiàn)異常或報警鍵被按下時， 口會有一個高電平，驅(qū)動報警裝置。每輸入一個脈沖電機沿選擇方向前進一 步，每前進一步電機轉(zhuǎn)動一個固定角度。定子各相輪流通電一次轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一個齒。步進電機可分為反應式步進電機（簡稱VR）、永磁式步進電機（簡稱 PM）和混合式步進電機（簡稱 HB）。調(diào)整單片機發(fā)出的脈沖頻率，就可以對步進電機進行調(diào)速。當有液滴滴落時，由于液滴的光學特性，使光束發(fā)散，投射到光敏三極管上的光照度將下降，從而使光敏管光生的電流下降，由于不同類型的藥液 (透明、半透明和不透明 )液滴的光學特性不同，形成如圖 ，只要檢測光電三極管的輸出電流脈沖，就可以探測出有無液 滴的通過。用陶瓷底座環(huán)氧封裝，下表列出了硅光敏三極管的主要性能參數(shù)，根據(jù)性能參數(shù)進行液體點滴速度檢測電路的設(shè)計。 聲報警模塊 報警電路如 圖 所示，直接接在單片機的 腳，在輸液前，根據(jù)病人情況設(shè)定輸液速度，當點滴的速度低于 20 滴 /分或高于 150 滴 /分時，單片機發(fā)出信號使 出現(xiàn)高電平，觸發(fā)蜂鳴器報警裝置，蜂鳴器發(fā)出響聲。 在單片機系統(tǒng)中 ,常用的顯示器有 : （ 1）發(fā)光二極管顯示器 ,簡稱 LED(Light Emitting Diode)。結(jié)構(gòu)圖如 圖 (a),(b)所示 efdc b ag efdc b ag (a) 共陽極接法 (b)共陰極接法 圖 LED 顯示器接法 對于共陰極 LED,欲點亮的段在字節(jié)中所處的位為 “ 1” ,對于共陽極 LED,欲點亮的段在字節(jié)中所處的位為 “0” ，本設(shè)計采取的是共陰極接法。 鎖存器譯碼器驅(qū)動器ACBDedcbagf543 圖 CD4511 邏輯圖 表 CD4511 真值表 輸入 輸出 LE /BI /LT D C B A a b c d e f g 顯示 * * 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 * 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 * * * * * * * * 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 * * * * 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 . B 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 . 基于單片機的輸液監(jiān)護器的設(shè)計 20 顯示模塊電路設(shè)計 電路圖如 圖 ，顯示模塊有六位數(shù)碼管組成，七段譯碼器 CD4511 作為數(shù)碼管的驅(qū)動器。這樣就用到一個加鍵和一個減鍵。 nRF905 芯片結(jié)構(gòu)、引腳介紹及工作模式 1) 芯片結(jié)構(gòu) nRF905 片內(nèi)集成了電源管理、晶體振蕩器、低噪聲放大器、頻率合成器功率放大器等 基于單片機的輸液監(jiān)護器的設(shè)計 22 模塊，曼徹斯特編碼 /解碼由片內(nèi)硬件完成，無需用戶對數(shù)據(jù)進行曼徹斯特編碼，因此使用非常方便。由以上分析可知， nRF905 的ShockBurstTM 收發(fā)模式有利于節(jié)約存儲器和微控制器資源，同時也減小了編 寫程序的時間。當微處理器接到地址匹配引腳的信號之后，其就知道nRF905 正在接收數(shù)據(jù)包，其可以決定是讓 nRF905 繼續(xù)接收該數(shù)據(jù)包還是進入另一個工作模式。 ‘ 100’ 4byteRX 地址 TR_AFW 3 發(fā)送地址寬度（默認值為 100），‘ 001’ 1byteTX 地址 。 采取多機串行通信，系統(tǒng)中只有一個主機，有多個從機，主機發(fā)送 的信息可傳到各個從機或指定的從機。 2) 通信階段 主機發(fā)送的地址信息的特征是串行數(shù)據(jù)的第 9 位為 1，而發(fā)送的數(shù)據(jù)信息的特征是串行數(shù)據(jù)的第 9 位為 0。 裝位碼 MOV R0， FEH INC R0 基于單片機的輸液監(jiān)護器的設(shè)計 34 MOV R0， FDH INC R0 MOV R0， FBH INC R0 MOV R0， F7H INC R0 MOV R0， EFH INC R0 MOV R0， DFH DIS1: MOV R0， 30H MOV R1， 40H MOV R7， 06H