【正文】 2) 字符的顯示： 用 LCD顯示一個(gè)字符時(shí)比較復(fù)雜，因?yàn)橐粋€(gè)字符由 68或 88點(diǎn)陣組成，既要找到和顯示屏幕上某幾個(gè)位置對(duì)應(yīng)的顯示 RAM區(qū)的 8字節(jié)，還要使每字節(jié)的不同位為 “1”，其它的為 28 “0”， 為 “1”的點(diǎn)亮，為 “0”的不亮。每個(gè)點(diǎn)滴的速度順次保存 timez[2]是第一滴的時(shí) 間， timez[0]是第三滴的時(shí)間。 C：控制光標(biāo)的開與關(guān)，高電平表示有光標(biāo)，低電平表示無光標(biāo)。 第 3 腳： V0 為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比 度最高，對(duì)比度過高時(shí)會(huì)產(chǎn)生 “鬼影 ”，使用時(shí)可以通過一個(gè) 10K 的電位器調(diào)整對(duì)比度。 R1R2VccVoR31/4LM339*C1R4R5 圖 322 振蕩器 步進(jìn)電機(jī)及其驅(qū)動(dòng) ULN20xx （ 1）步進(jìn)電機(jī) 步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件。 圖 319給出了一個(gè)遲滯比較器，人們所熟悉的 “史密特 ”電路即是有遲滯的比 較器。每個(gè)比較器有兩個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端。電阻 R R2組成分壓電路，為運(yùn)放 A1負(fù)輸入端提供偏置電壓 U1，作為比較電壓基準(zhǔn)。這種有源帶通濾波器的中心頻率，在中心頻率 fo處的電壓增益 Ao=B3/（ 2*B1），品質(zhì)因數(shù)， 3dB帶寬 B=1/（ N*R3*C）也可根據(jù)設(shè)計(jì)確定的 Q、 fo、 Ao值，去求出 帶通濾波器的各元件參數(shù)值。負(fù)號(hào)表示輸出信號(hào)與輸入信號(hào)相位相反?？鐚?dǎo)的減小可由將 Q20和 Q18的集電級(jí)分離而實(shí)現(xiàn)。該四放大器可以工作在低到 3伏或者高到 32伏的電源卜，靜態(tài)電流大致為 MC1741的靜態(tài)電流的五分之一 (對(duì)每一個(gè)放大器而言 )。 ALE端可以驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 8個(gè) LSTTL電路。 12 圖 36四相四拍脈沖信號(hào)波形 為了使步進(jìn)電機(jī)控制更精 確，可以采用四相八拍脈沖信號(hào)，波形圖如下圖 3－ 7。 R8是上拉電阻。 電路如圖 31。 （ 5）點(diǎn)滴速度控制是利用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)來調(diào)節(jié)輸液管的松緊來實(shí)現(xiàn)。而液滴管的高度可通過電機(jī)實(shí)現(xiàn)精確的定量控制。但由于液晶是以點(diǎn)陣的模式顯示各種符號(hào)，需要利用控制芯片創(chuàng)建字符庫，編程工作量大，控制器資源占用較多，其成本也偏高。原理如圖 23，利用藥液的導(dǎo) 電特性實(shí)現(xiàn)液滴速度及儲(chǔ)液瓶液面信號(hào)的檢測(cè)，通常電極采用不銹鋼等耐腐蝕材料制成。圖中的轉(zhuǎn)換電路由放大電路和比較電路兩部分組成。按照原國(guó)家經(jīng)貿(mào)委指定的《醫(yī)療器械行業(yè) “十五 ”發(fā)展規(guī)劃》，到 20xx年我國(guó)醫(yī)療器械總產(chǎn)值將達(dá)到 1000億元，在世界醫(yī)療器械市場(chǎng)上的份額將占到 5%；到 2050 年這一份額將達(dá)到 25%，成為世界一流的醫(yī)療器械制造強(qiáng)國(guó)。而在未來的醫(yī)療機(jī)構(gòu)里，特別是一些著名的大型醫(yī)院里，在給病人輸液時(shí)，對(duì)輸液速度和輸液量的數(shù)值的準(zhǔn)確程度的要求會(huì)越來越高，因此就需要既實(shí)用又廉價(jià)的輸液檢測(cè)控制產(chǎn)品的出現(xiàn)。當(dāng)液體輸完時(shí)，如床旁無陪護(hù)或醫(yī)護(hù)人員未及時(shí)換藥或拔針頭，將會(huì)出現(xiàn)回血等情況。 本系統(tǒng)是利用單片機(jī) 設(shè)計(jì)并制作一個(gè)智能化的液體點(diǎn)滴速度監(jiān)測(cè)與控制裝置 。同時(shí)在水到達(dá)警戒線以下時(shí)能發(fā)出報(bào)警信號(hào)。標(biāo)準(zhǔn)泵和便攜泵；體外泵和可植入泵；機(jī)械泵、電子泵和重力泵；容積泵和蠕動(dòng)泵。輸液泵是一種多功能輸液控制器，能夠較為精確地控制輸液速度，并實(shí)現(xiàn)輸液阻塞、氣泡混入和輸液完成報(bào)警。輸出系統(tǒng)以智能控制吊瓶移動(dòng)的步進(jìn)電機(jī)、蜂鳴報(bào)警電路共同組成。其中整形電路包括放大電路和比較電路。這樣就不需要硬件的儲(chǔ)液瓶液面檢測(cè)電路，而由軟件控制。液晶顯示屏（ LCM）有更豐富的顯示能力， 并且能夠形式更多的信息，有利于使用。這樣的方法雖然直觀 ,但存在很多的缺點(diǎn)。另外，點(diǎn)速度檢測(cè)系統(tǒng)通過紅外光電傳感器檢測(cè)到的信號(hào)經(jīng)處理后輸出給聲音報(bào)警裝置。在此 Av=1+500/22=23。 11 鍵盤控制電路 用 AT89SC52的并行口 P1接 4X4矩陣鍵盤，以 － ，以 － 出線。圖 39b是拉繩結(jié)構(gòu) 元器件說明 AT89C52 13 AT89C52 提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 4k 字節(jié) Flash 閃速存儲(chǔ)器， 128 字節(jié)內(nèi)部 RAM,32 個(gè) I/O口線，兩個(gè) 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器，一個(gè) 5 向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。此引腳還可以接上備用電源。 （ 3）單電源工作 :3伏至 32伏。 引腳說明： 它采用 14腳雙列直插塑料封裝。 16 圖 311 反相交流放大器 （ 2）同相交流放大器 見附圖 312。見圖 314。見圖 316。兩個(gè)輸入端電壓差別大于 10mV就能確保輸出能從一種狀態(tài)可靠地轉(zhuǎn)換到另一種狀態(tài)，因此，把 LM339用在弱信號(hào)檢測(cè)等場(chǎng)合是比較理想的。除此之外，由于遲滯比較器加的正反饋很強(qiáng)，遠(yuǎn)比電路中的寄生耦合強(qiáng)得多，故遲滯比較器還可免除由于電路寄生耦合而產(chǎn)生的自激振蕩。一般的驅(qū)動(dòng)電路可以用圖 323的形式。 第 7～ 14 腳： D0～ D7 為 8 位雙向數(shù)據(jù)線。 指令 7：字符發(fā)生器 RAM 地址設(shè)置。判斷鍵盤中有無鍵按下，將全部行線置低電平，然后檢測(cè)列線的狀態(tài)。 開 始初 始 化 L C D調(diào) 用 顯 示 命 令顯 示 數(shù) 據(jù)數(shù) 據(jù) 是 否 結(jié) 束返 回NY 圖 45 顯示流程圖 系統(tǒng)源程序 源程序見附錄。若某列為低，則該列線與置 為低電平的行線交叉處的按鍵就是閉合的按鍵。 液晶 顯示模塊可以和單片機(jī) AT89C52 直接接口，電路如圖 325 所示。 指令 3：光標(biāo)和顯示模式設(shè)置 I/D：光標(biāo)移動(dòng)方向，高電平右移，低電平左移。 123456789 101112131415161718ULN20xx1 23 45 689123456P1VCCP00P01P02P03 圖 324 典型應(yīng)用圖 23 1602 型 LCD 現(xiàn)在的字符型液晶模塊已經(jīng)是單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)中最常用的信息顯示器件了。 21 R1R 上拉VccVR1VoR21/4LM339*1/4LM339*VinVR2 圖 321 雙限比較器 （ 4） 振蕩器 圖 322為有 1/4LM339組成的音頻方波振蕩器的電路。輸入信號(hào) Uin，即待比較電壓，它加到同相輸入端，在反相輸入端接一個(gè)參考電壓（門限電平） Ur。1V～ 177。運(yùn)放 A A2只要有一個(gè)輸出高電平，晶體管 BG1就會(huì)導(dǎo)通，發(fā)光二極管 LED就會(huì)點(diǎn)亮。而對(duì)信號(hào)源的影響極小。 （ 1）反相交流放大器 電路見圖 311。 （ 9）在輸入端的靜電放電希位增加可靠性而不影響器件的工作。 P0口能驅(qū)動(dòng)8個(gè) LSTTL負(fù)載。 （ 2）時(shí)鐘 XTAL1(引腳號(hào) 19)：內(nèi)部振蕩電路反相放大器的輸入端，是外接晶振的一個(gè)引腳，當(dāng)采用外部振蕩器時(shí)，此引腳接地。本系統(tǒng)中使用步進(jìn)電機(jī)來控制的高度，以控制點(diǎn)滴速度。低于標(biāo)準(zhǔn)電壓的，比較器輸出 0電壓（低電壓）。 電路模塊電路設(shè)計(jì) 液體點(diǎn)滴速度檢測(cè)電路設(shè)計(jì) 系統(tǒng)采用 紅外光電傳感器將檢測(cè)到的信號(hào)轉(zhuǎn)化為單片機(jī)可以辨別的電信號(hào)。 總結(jié)上述原因 ,我選用方案二，制輸液軟管的松緊來控制點(diǎn)滴速度。 綜合考慮，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，要能立刻停止電機(jī)。 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。方案二利用光的反射原理實(shí)現(xiàn)時(shí)，由于反射信號(hào)比較強(qiáng)，這樣可以減小信號(hào)檢測(cè)時(shí)的誤差，同時(shí)電路形式要比透射電路情況簡(jiǎn)單。當(dāng)沒有點(diǎn)滴下落的時(shí)候 ,檢測(cè)系統(tǒng)輸出一個(gè)比較低的電壓而當(dāng)有點(diǎn)滴經(jīng)過紅外檢測(cè)電路就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)比較高的電壓。而且輸液完成報(bào)警器的研制也成為近年來的一個(gè)熱門課題，根據(jù)前年對(duì)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利信息的查詢，已有 67 種輸液完成報(bào)警器 專利技術(shù)，但由于各專利技術(shù)或多或少都存在著這樣或那樣的缺陷，諸 3 如安全性、可靠性、成本及可操作性等問題，致使真正轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的專利并不多。在藥液輸入完后，還需要由 護(hù)士及時(shí)換瓶或拔除針頭，加重了醫(yī)護(hù)人員的工作強(qiáng)度。同時(shí)，在靜脈輸液過程中，必須有人陪護(hù)，以防鼓包等事故發(fā)生，尤其對(duì)術(shù)后幾乎需要 24 小時(shí)不間斷輸液的患者的監(jiān)護(hù)，更是讓護(hù)理者身心憔悴。摘 要 基于單片機(jī)的液體點(diǎn)滴速度監(jiān)控裝置設(shè)計(jì) 摘 要 摘 要 靜脈輸液是一種最常用的臨床治療方法，是護(hù)理專業(yè)的一項(xiàng)常用給藥治療技術(shù)。在輸液過程中 , 輸液速度是一個(gè)很重要的參數(shù) , 一般要根據(jù)患者年齡、病情和藥物種類等因素來分別確定。 在輸液的過程中要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)剩余的藥液。由于規(guī)范操作下，輸液阻塞、氣泡混入是可以避免的，因此輸液速度的控制和輸液完成報(bào)警成為了人們更為關(guān)心的問題。使用紅外對(duì)管實(shí)現(xiàn)液體點(diǎn)滴檢測(cè)。而高放大倍數(shù)高的放大電路很容易受到干擾，還容易產(chǎn)生電路自激，增加了電路設(shè)計(jì)上的難度，更降低了電路的穩(wěn)定性。 鍵盤方案 方案一：采用矩陣式鍵盤 ,此類鍵盤利用矩陣式行列掃描方式，優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)按鍵盤較多時(shí)可降低占用行列掃描方式，單片機(jī)的 I/O口數(shù)目，缺點(diǎn)為電路復(fù)雜且會(huì)加大編程難度。延時(shí)短，定位準(zhǔn)確 ,精度高 ,可操作性強(qiáng)。更符合當(dāng)今設(shè)備發(fā)展方向的要求。控制部分主要包括 3個(gè)電路：?jiǎn)纹瑱C(jī)控制電路、電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路、 液晶顯示屏 的動(dòng)態(tài)顯示 電路。電壓比較器能將輸入電壓和標(biāo)準(zhǔn)電壓相比較。 S2S6S10S14S3S7S11S15S4S8S12S16S5S9S13S17P10P11P12P13P14P15P16P17 圖 34 鍵盤控制電路 步進(jìn) 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 步進(jìn)電機(jī)是純粹的數(shù)字控制電動(dòng)機(jī)，由電脈沖信號(hào)即可轉(zhuǎn)變成角位移，比其他類型的電動(dòng)機(jī)更適合于本系統(tǒng)，故選用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。 GND（引腳號(hào) 20）：電源接地端。它也可以用作雙向輸入 /輸出口。 （ 8）行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)引腳輸出。 圖 39 LM324 封裝圖 圖 310 LM324 引腳排列圖 典型應(yīng)用電路： 由于 LM324四運(yùn)放電路具有電源電壓范圍寬，靜態(tài)功耗小，可單電源使用，價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用在各種電路中。 圖 312 同相交 流放大器 （ 3）交流信號(hào)三分配放大器 此電路可將輸入交流信號(hào)分成三路輸出，三路信號(hào)可分別用作指示、控制、分析等用途。輸入電壓 U1同時(shí)加到 A1的正輸入端和 A2的負(fù)輸入端之間，當(dāng) UiU1時(shí)，運(yùn)放 A1輸出高電平；當(dāng) UiU2時(shí)，運(yùn)放 A2輸出高電平。 LM339集成塊內(nèi)部裝有四個(gè)獨(dú)立的電壓比較器，該電壓比較器的特點(diǎn)是：失調(diào)電壓小，典型值為 2mV；電源電壓范圍寬，單電源為 2～ 36V，雙電源電壓為 177。 典型應(yīng)用電路： （ 1） 單限比較器 電路圖 318給出了一個(gè)基本單限比較器。它可用來判斷輸入信號(hào)電位是否位于指定門限電位之間。鉗位二極管用于保護(hù)線圈通斷時(shí)的反電動(dòng)勢(shì)擊穿集成電路，可以看出，該電路的 應(yīng)用非常簡(jiǎn)單。 指令 2：光標(biāo)復(fù)位，光標(biāo)返回到地址 00H。 指令 11：讀數(shù)據(jù)。在確定某 27 根行線位置為低電平后，再逐行檢測(cè)各列線的電平狀態(tài)。 系統(tǒng)源程序流程圖如圖 46。只要有一列的電平為低，則表示鍵盤中有鍵被按下，而且閉合的鍵位于低電平線與 4根行線相交叉的 4個(gè)按鍵之中。 指令 8： DDRAM 地址設(shè)置。 第 15～ 16 腳：空腳。 圖 323 簡(jiǎn)單驅(qū)動(dòng)電路 （ 3） 集成驅(qū)動(dòng) ULN20xx ULN20xx是高壓大電流達(dá)林頓晶體管陣列系列產(chǎn)品，具有電流增益高、工作電壓高、溫度范圍寬、帶負(fù)載能力強(qiáng)等特點(diǎn)，適應(yīng)于各類要求高速大功率驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)。如果需要將一個(gè)跳變點(diǎn)固定在某一個(gè)參考電壓值上，可在正反饋電路中接入一個(gè)非線性元件，如晶體二極管，利用二極管 的單向?qū)щ娦?，便可?shí)現(xiàn)上述要求。 LM339的輸出端相當(dāng)于一只不接集電極電阻的晶體三極管，在使用時(shí)輸出端到正電源一般須接一只電阻（稱為上拉電阻，選 3～ 15K）。 圖 316 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 圖 317 加電延時(shí) 如果將二極管 D1去掉，則此電路具有加電延時(shí)功能。 圖 314 有 源帶通濾波器 （ 5）比較器 當(dāng)去掉運(yùn)放的反饋電阻時(shí)