【正文】 這也是保證單片機能夠正確運行的不可或缺的步驟。 圖 18 監(jiān)控界面 泰山學院本科畢業(yè)設計 26 如在圖 18 中 點擊綠燈、紅燈或者灰燈，都可分別進入相應的從站，來方便定點檢測患者輸液過程的信息，并與相應通信參數(shù)對應。我們可以在定時器 COUNT=1 中取出 5 個相臨脈沖的信號 點（可以設定起始的脈沖點為 x，其相對應于計數(shù)器 COUNT 數(shù)值為 n1，那么第五脈沖點就為 x+5， 其相對應于計數(shù)器 COUNT 數(shù)值為 n 2），這時就計 算出了經(jīng)過五個脈沖點的時間是： t = (n2 n1) 200us，從而就得到了相臨的脈沖信號時間間隔平均值是： T=t/5，也就得到了點滴速度是： v=60s/T=1500/(n2n1)[19]。 主控模塊設計 主控模塊作為軟件系統(tǒng)的核心，在工作的時候首先要對數(shù)據(jù)緩沖區(qū)和串口部分進行初始化，然后協(xié)調各個子模塊進行工作。另外 ,一般的蜂鳴器在接通的時候發(fā)出的聲音較單一 ,可能導致病人產(chǎn)生反感的情緒 ,進而 造成了身體上的不適 ,所以本設計采用了定時器中斷程序使得蜂鳴器發(fā)出了有節(jié)奏感的滴滴聲 ,并且泰山學院本科畢業(yè)設計 17 還增加了一個發(fā)光的二極管 ,伴隨有節(jié)奏感的好聽聲音 ,發(fā)光的二極管會不斷地閃動起 來 ,醫(yī)務人員就可以及時地進行處理。 這就是來識別按鍵是否按下的關鍵。其經(jīng)濟性強，廣泛地應用在單片機的系統(tǒng)中 [15]，本 文所設計的系統(tǒng)便是如此。 P3 口： P3 是雙向的具有內(nèi)部的上拉電阻的 8 位的 I/O 端口， P3 上的輸出緩沖器可以驅動四個 TTL 型的邏輯電平工作。在訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器的時候， P0 端口會作為 低 8位的地址 /數(shù)據(jù)來使用。 32個雙向 I/O 口 泰山學院本科畢業(yè)設計 10 3 硬件設計 主站負責協(xié)調和控制整個系統(tǒng)的工作，實現(xiàn)接收從輸液監(jiān)控儀發(fā)送的數(shù)據(jù)并對其進行分析和處理?，F(xiàn)有的有線通信都是將線纜埋藏在地下 ， 這樣就會存在線路腐化、遭到侵蝕 的問題， 容易影響到通信的質量。步進電機每輸入一個脈沖信號，轉子就會轉過一個角度，步進電機會輸出特定的角位移或者線位移，其與輸入脈沖數(shù)成正比例，步進電機的轉速也與脈沖頻率成正比例關系。 如以下圖 1 所示： 圖 1 從站框架圖 單 片 機 滴速控制模塊 顯示模塊 聲光報警模塊 滴位檢測模塊 鍵盤模塊 PTR8000 模塊 上 位 機 泰山學院本科畢業(yè)設計 6 數(shù)碼管顯示 按鈕 圖 2 控制面板 方案論證與比較 控制方案選擇 方案一 :可以 采用的是模擬控制方案 ,最突出的優(yōu)點是價格低廉而且簡單容易操作 ,但是最大的缺點是精度比較低 ,不易于功能的擴展。該設備 在醫(yī)院的圖像處理技術提出了很高的要求，它是難以推廣。 數(shù)碼管顯示器，通信相關的信息在 PC機顯示。但是隨著我國人民生活水 平的提高 ,人們對生命健康越來越關注 ,醫(yī)療器械作為一個新興產(chǎn)業(yè)正在蓬勃地發(fā)展。醫(yī)療設備與制藥業(yè)和器械產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值在發(fā)達國家比為 1∶ ；而泰山學院本科畢業(yè)設計 2 在中國，這個比例僅為 1∶ 5。通過對傳感器、控制芯片、電機的應用的比較與分析以及通信方式 ,從而 選擇出各部分的最佳方案。 該課題研 究將具有重要的理論和實際應用價值，對提高我國醫(yī)療器械水平將會產(chǎn)生具大的影響。也就是說，其中 80%以上是個體的診所和縣以下的基層醫(yī)療機構。 有效控制步進電機 ，來 自動調整滴速 。但該裝置怎么樣應用于輸液報警 ,其夾持機構和測量精度是一個大難題 ,故沒有得到推廣。可以實現(xiàn)功能為： （ 1）設置輸液時間和速度（ 2）他們的 PTR8000模塊的遠程監(jiān)控輸液速度 和輸液時間（ 3）當輸液臨近結束時或在輸液過程中的發(fā)生異常報警該系統(tǒng)由兩個主要部分組成：（ 1）主機（監(jiān)控中心）通過 PC 和 PTR8000模塊對每個從站遠程監(jiān)控和報警，收集實時數(shù)據(jù)了解 病人的基本信息。 泰山學院本科畢業(yè)設計 7 方案三 ： 步進電機。 Y 系列電機具有效率高 、 振動小、 噪聲低、 能耗少、 重量輕、 體積小 ，維護方便 ， 性能優(yōu)良 、 運行可靠 等優(yōu)點。紅外發(fā)射管的最大工作電流是由其平均電流決定的，而且它的調制信號占空比較小，瞬間電流會達到很大，大大提高了信號噪聲比，切實地增 強了系統(tǒng)的抗干擾能力 [10]。 MCS51 指令系統(tǒng) 可以兼容 VCC:電源 GND:地 P0口： P0 端口是 8 位雙向的漏極開路的 I/O 口。此時， P2 端口會使用很強內(nèi)部上拉來發(fā)送“ 1”。編碼式鍵盤主要通過硬件實現(xiàn)了對鍵的識別，非編碼式鍵盤是由軟件控制實現(xiàn)了鍵盤定義和識別功能。本文的系統(tǒng)因其所使用的按鍵比較少，所以采用了兩個按鈕 的鍵盤。本設計采用的蜂鳴器由直流電壓來供電 ,分為有源和無源兩種 。 以下圖 13為電源電路圖： T R A N S F O R M E RV in1GND3+ 5 V 2C1E L E C T R O 1C2E L E C T R O 1RLR E S 2V C C5VG N DP02 2 0 V 9V1234B R I D G E 1 圖 13 電源 電路 4 0 1 0 6N P N P H O T OL E DR21 . 5 K R31 0 KR51K3 3 0 0 PV C C V C CV C CG N DG N DG N D4 0 1 0 6R12 2 0V C CR41 0 0 KI N T 1泰山學院本科畢業(yè)設計 20 4 軟件設計 要想保證整個輸液監(jiān)控系統(tǒng)設計能夠正常的工作 ,硬、軟件設 計都是不可以忽視的組成部分。以點滴為單位，同時對于多個點滴來測量，計算出滴速。如下圖所示是此監(jiān)控的管理系統(tǒng)登陸界面。 第三步是動態(tài)調試階段。我們可以把編輯完的匯編語言程序進行編譯連接的操作，這樣可以消除基本的語法上的錯誤，再利用軟件自帶的調試工具來進行必要的程序調試工作。 由 圖 20可以知道，從站 2 上通信參數(shù)和從站 1 完全相同，但是輸液情況是實際速度為 118 滴 /分鐘，而預設速度是 120 滴 /分鐘，此時不能引起報警，滴速在 20~140 滴 /分鐘都是在系統(tǒng)允許的速度范圍之內(nèi)，當液速出現(xiàn)偏差的時 候，系統(tǒng)對液速調整需要一定時間。 根據(jù)以上 的分析， 在輸液進程中滴下 的液滴 的 數(shù)量 最主要開始 定時 200us 設置計數(shù)器COUNT=0 設置計數(shù)器COUNT1=0 定時結束 退出中斷 COUNT 加 1 檢測到脈沖信號 COUNT1 加 1 泰山學院本科畢業(yè)設計 23 是利用程序對 INT0 傳送來的信號邊緣進行檢測計數(shù) ， 并且在程序中使 用 R4 計數(shù)器加 1 來實現(xiàn)對液滴的 計數(shù)。串口數(shù)據(jù)的通信過程里的發(fā)送和接收必須要通過中斷來進行實現(xiàn)，因此必須要設置串口中斷方式；二是對于外部 的 中斷 0 的設置，在輸液的監(jiān) 控系統(tǒng)的過程中，當有液滴滴下的時候，液滴的檢測電路會捕捉所產(chǎn)生 電信號的來源 ，再發(fā)出 1 個數(shù)字 的 脈沖信號，送到單片機的內(nèi)部使其產(chǎn)生了 1 個外部 的中斷 0。由信號采集電路原理圖可以看出， 當藥瓶內(nèi)的液體液面處于光路的上面時 (或者液滴滴下切斷了光路 )，紅外發(fā)射的二極 Send1 射出的光就不能被 紅外接收的二極管Receive1 所接收，從而 Receive1 就截止了，晶體管也就截止了， OP07 的輸出端是高電平了；當藥瓶內(nèi)的液體液面慢慢下降到光路的附近時 (或者沒有了液滴滴下時 )，紅外發(fā)射的二極管 Send1 所射出的光就能被紅外接收的二極管 Receive1 所接收，從而 Receive1 就導通了，晶體管也導通了， OP07 的輸出端就是低電平了，此時的單片機就產(chǎn)生了外部中斷，驅動相應的電路來發(fā)出相應的報警信號，然后通知醫(yī)務人員來采取緊急措施，從而達到了采集數(shù)據(jù)以及控制報警的目的。 74HC164是 8 位 的 邊沿 觸發(fā) 式 的 移位寄存器， 它是 串行 的 輸入數(shù)據(jù)，然后 再 并行 的 輸出。機械式的按鍵在按下或者放開時，在機械彈性的作用下，通常會伴隨一定時間內(nèi)觸點的機械抖動 ，而后觸點才可以穩(wěn)定下來。 P3 端口也可以作為 AT89S52 的特殊功能來使用。我們知道在程序校驗時，需要合適的外部上拉電阻。全雙工 UART 串行中斷口線 如圖 3所示： 圖 3 主站框架圖 當本文的輸液監(jiān)控系統(tǒng)處在工作狀態(tài)時， PTR8000 模塊收 到數(shù)據(jù)后，立即把它傳送給 PC 機，監(jiān)控管理的軟件在接收到了該輸液數(shù)據(jù)之后，就將它保存到了數(shù)據(jù)庫，然后經(jīng)過調用監(jiān)控的模塊，把各個輸液狀態(tài)顯示到用戶界面上，管理者就可清晰的知道各輸液情況，若輸液過程中發(fā)生異常，系統(tǒng)就會發(fā)出聲光報警。 nRF905 是一款工作在 433/868/915 MHz ISM 頻段的單片無線射頻收發(fā)芯片 。 因此選擇方案三。數(shù)據(jù)傳送時受到的干擾也比較小 ,傳輸性能好。射頻網(wǎng)絡中繼網(wǎng)絡管理和射頻機可用膨脹螺栓安裝在墻上的走廊或直接進入走廊天花板上，就近接入交流 220V 電源。 泰山學院本科畢業(yè)設計 4 2 總體方案的設計和工作原理 設計方案的選擇 第一種方案是使用 彈簧輸液報警器 ,該報警裝置是由一個可以控制的音樂集成塊 ,彈簧及兩塊電池組成 [1]?？傊?,我國對智能輸液裝置的研制比較晚，點滴輸液自動化得到普及 ,還需要很長的路要走。 國外對智能輸液裝置的研究比較早，如日本、美國和德國等國家在上個世紀八十年代末就進行了智能輸液裝置的研制。 下位機設計 就是 把硬件傳送 電路板放在病人那端 ,是以 AT89S52 作為控 制芯片設計的 ,外圍電路是必須加的 ,來 實現(xiàn)聲光 報警、數(shù)碼顯示、 液滴檢測 、液位檢測 等功能 ,然后通過無線傳輸模塊 PTR8000 把相應的數(shù)據(jù)傳送出去。現(xiàn)在單片機可以操作多個控制系統(tǒng)，還可以減輕工作人員的壓力，提高醫(yī)護人員的工作效率。本系統(tǒng)對輸液沒有任何影響，系統(tǒng)操作簡單，安全性高，可靠性高，檢測的精度高。 整個系統(tǒng)主要包括四個設計模塊： ，包括液滴信號的采集和液位信號 的采集； ，包括實時數(shù)據(jù)的顯示、處理及控制； 電路 的設計 ； ， 主要為主站 無線接收模 塊PTR8000 與單片機之間的 SPI 通信。 衍射狹縫的寬度 是物體 重量 通過杠桿的作用 來 改變大小 的 ,來使光電接收器收到的衍射光的 強度發(fā)生 改變。然而本 系統(tǒng)需要每一個床位安裝一臺 ,與床頭已有的報警系統(tǒng)相聯(lián)系 ,利于實時監(jiān)控 ,隨時可以改變輸液時液滴的流速 ,同時不需要重新布線而增加成本 ,故推廣應用比較方便。 方案二 ： 直流電機。 Y系列三相異步電動機一般用 在 鼠籠型異步電動機基本系列，全國統(tǒng)一設計。 方案二 :用可見光二極管和光敏三極管共同組成的傳感器來測量 [3][4]?？臻e模式下， CPU 停止工作，允許 RAM、定時器 /計數(shù)器、 串口、中斷繼續(xù)工作。 看門狗（ WDT）電路 當我們對 P2 端口寫入 “ 1”的時候，其內(nèi)部的上拉電阻就會把端口拉高，此時就當作輸入口來使用了。因此在微機系統(tǒng)里最常用的是觸點式的開關按鍵，本文設計的系統(tǒng)也 不例外。 （ 2） 具有固定可靠 邏輯方面的處理方 法。 以下圖 8 為顯示電路圖： 泰山學院本科畢業(yè)設計 16 E A /V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 101P 112P 123P 134P 145P 156P 167P 178P 0039P 0138P 0237P 0336P 0435P 0534P 0633P 0732P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728P S E N29A L E / P30T X D11R X D10A T 89S 52abfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpD S 3D P Y _7 S E G _D PabfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpD S 2D P Y _7 S E G _D PabfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpD S 1D P Y _7 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