【正文】 4TTL門(mén)電流。 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(lái)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)。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。 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(lái)，滑輪能夠快速停止。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)。另外，當(dāng)采集裝置通過(guò)光電開(kāi)關(guān)傳感器檢測(cè)到速度值過(guò)高或過(guò)低時(shí)，直接啟動(dòng)聲報(bào)警裝置。 基于單片機(jī)的輸液監(jiān)護(hù)器的設(shè)計(jì) 4 鍵盤(pán)方案的選擇 方案一 采用矩陣式鍵盤(pán)，此類(lèi)鍵盤(pán)采用矩陣式行列掃描方式，優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)按鍵較多時(shí)可降低占用單片機(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。通過(guò)按鍵選擇功能設(shè)定液體點(diǎn)滴速度的極限 速度，當(dāng)液體點(diǎn)滴速度超過(guò)所設(shè)定的極限速度時(shí)限速報(bào)警電路發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提示醫(yī)護(hù)人員目前的輸液狀況異常。 由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中， ATMEL 的AT89C51 是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)概述 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一種將脈沖信號(hào)變換成相應(yīng)的角位移 (或線位移 )的電磁裝置，是一種特殊的電動(dòng)機(jī)。 步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路根據(jù)控制信號(hào)工作，控制信號(hào)由單片機(jī)產(chǎn)生。發(fā)光源常用砷化鎵紅外發(fā)光二極管，發(fā)光源引出的管腳為輸入端。如 10 秒后仍然無(wú)人處理，則關(guān)閉輸液器。這種顯示方式每一位都需要有一個(gè)８位輸出口控制 。例：按下按 加鍵則 ，單片機(jī)系統(tǒng)掃描 P1 口監(jiān)測(cè)到 的變化執(zhí)行子程序 。 a 發(fā)送流程 基于單片機(jī)的輸液監(jiān)護(hù)器的設(shè)計(jì) 24 典型的 nRF905 發(fā)送流程分以下幾步： A. 當(dāng)微控制器有數(shù)據(jù)要發(fā)送時(shí)，通過(guò) SPI 接口，按時(shí)序把接收機(jī)的地址和要發(fā)送的數(shù)據(jù)送傳給 nRF905， SPI 接口的速率在通信協(xié)議和器件配置時(shí)確定； B. 微控制器置高 TRX_CE 和 TX_EN，激發(fā) nRF905 的 ShockBurstTM 發(fā)送模式 。 ‘ 01’ 2MHZ。從機(jī)處于接 收時(shí)，置 SM2=1，然后根據(jù)接收到的串行數(shù)據(jù)的第 9 位的值來(lái)確定是否接收主機(jī)信號(hào)。 4) 從機(jī)狀態(tài)字格式為： D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 ERR 0 0 0 0 0 trdy rrdy 其中：若 err=1，表示從機(jī)接受到非法命令；若 trdy =1，表示從機(jī)發(fā)送準(zhǔn)備就緒； 基于單片機(jī)的輸液監(jiān)護(hù)器的設(shè)計(jì) 27 rrdy=1。 b 射頻配置 射頻配置寄存器和內(nèi)容如表 所示： 表 射頻配置寄存器 名稱(chēng) 位寬 描述 CH_NO 9 和 HFREQ_PLL 一起進(jìn)行頻率設(shè)置（默認(rèn)值為 001101100=108） HFREQ_PLL 1 使 PLL 工作于 433 或 868/915MHZ（默認(rèn)值為 0） ‘ 0’ 工作于433MHZ 頻段 。在 ShockBurstTM 接收模式下，當(dāng)一個(gè)包含正確地址和數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)包被接收到后，地址匹配 (AM)和數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好 (DR)兩引腳通知微控制器。復(fù)位要占用一個(gè)鍵，病人緊急呼救要占用一個(gè)鍵?？刂撇煌M合的二極管導(dǎo)通 ,就能顯示出各種字符。 與監(jiān)控電腦相連接的電路由電腦供電。當(dāng)點(diǎn)滴經(jīng)過(guò)感應(yīng)區(qū)時(shí)，紅外發(fā)射管發(fā)出的光線在一個(gè)短暫的 時(shí)間內(nèi)被阻擋，接收管出現(xiàn)一個(gè)短暫的截止， Vi 輸出電平產(chǎn)生一個(gè)上升沿，高于比較器的門(mén)限電壓 V，比較器輸出一個(gè)高電平脈沖給單片機(jī)，觸發(fā)單片機(jī)計(jì)數(shù)，達(dá)到了單位時(shí)間內(nèi)計(jì)數(shù)的目的。為適應(yīng)這些要求，發(fā)展了一系列新的具備控制功能的電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中較有自己特點(diǎn)，且應(yīng)用十分廣泛的一類(lèi)便是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。 P3口是與上位機(jī)的通信端口 — 是顯示器的位控制端口 — 是顯示數(shù)據(jù)的輸出口 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 本設(shè)計(jì)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用的是步進(jìn)電機(jī)。在給出地址 “1” 時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫(xiě)時(shí)， P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 監(jiān)控系統(tǒng)是一個(gè)單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)，系統(tǒng)中有一些功能無(wú)法集成到芯片內(nèi)部，如晶振，復(fù)位電路等，需在片外加相應(yīng)的輔助電路。無(wú)線通信便于擴(kuò)展，使用更便利，適用于大容量的情況。同時(shí)紅外系統(tǒng)還具有以下優(yōu)點(diǎn)：尺寸小、質(zhì)量輕，能有效的抗可見(jiàn)光波段的偽裝，對(duì)輔助裝置要求最少，對(duì)人眼無(wú)傷害。 系統(tǒng)框圖及工作原理 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖如圖 所示 圖 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，振蕩電路晶振電路 復(fù)位電路 鍵盤(pán)輸入 AT89C51 顯示裝置 報(bào)警裝置 控制電機(jī) 電源電路 nRF 905 nRF 905 AT89C51 MAX232 監(jiān)控電腦 基于單片機(jī)的輸液監(jiān)護(hù)器的設(shè)計(jì) 2 來(lái)保證其正常工作。AT89C51。 方案 三． 利用激光。 通過(guò)比較論證，作者選 用方案二 。這是一種內(nèi)部含有 FLASH 存儲(chǔ)器的特殊單片機(jī)。并因此作為輸入時(shí)， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。 是 加健按鈕的輸入，當(dāng)檢測(cè)報(bào)警鍵被按下， 輸入 一個(gè)低電平，給 一個(gè)高電平，觸發(fā)報(bào)警裝置。 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)已成為除直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)以外的第三類(lèi)電動(dòng)機(jī)。 1滴 A T 8 9 C 5 1 單 片 機(jī)+ 5 V2 0 02 0 02 0 0繼 電 器繼 電 器繼 電 器+ 1 2 V+ 2 4 V電 機(jī) 1 相電 機(jī) 2 相電 機(jī) 3 相2 0 02 0 02 0 0 圖 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制電路圖 數(shù)據(jù)采集模塊及工作原理 采集部分采用紅外傳感技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)滴斗中點(diǎn)滴的檢測(cè)，電路如圖 所示。s) Toff 7 電源 模塊 監(jiān)控系統(tǒng)采用 電池供電，可滿足室內(nèi)走動(dòng)的需要。近年來(lái)也開(kāi)始使用簡(jiǎn)易的 CRT 接口 ,顯示一些漢字及圖形。使用前可設(shè)定液滴，在輸液時(shí)可隨時(shí)暫停輸液，并可以在任意時(shí)刻重新啟動(dòng)繼續(xù)輸液。 nRF905 的工作模式由 TRX_CE、 TX_EN 和 PWR_UP 三個(gè)引腳決定，詳見(jiàn)表 。當(dāng) nRF905 處于空閑模式或關(guān)機(jī)模式時(shí)， SPI 接口可以保持在 工作狀態(tài)。 1) 地址 FFH是對(duì)所有從機(jī)都起作用的一條控制命令：命令各從機(jī)恢復(fù) SM2=1 的狀態(tài)。電動(dòng)機(jī)的控制就是將實(shí)際值和設(shè)定值相比較，如果在誤差允許范圍，電動(dòng)機(jī)無(wú)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，則電動(dòng)機(jī)正傳，反之電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。 ‘ 001’ 8MHZ； ‘ 010’ 12MHZ； ‘ 011’ 16MHZ；‘ 100’ 20MHZ CRC_EN 1 CRC 校驗(yàn)使能端，高為使能，默認(rèn)值為高 CRC_MODE 1 CRC 方式選擇端，高位 16 位，低為 8 位，默認(rèn)值為高 射頻寄存器的各位的長(zhǎng)度是固定的。只有在前一個(gè)數(shù)據(jù)包被發(fā)送完畢， nRF905 才能接受下一個(gè)發(fā)送數(shù)據(jù)包。 nRF905 可以直接與單片機(jī)連接，所以從機(jī)控制模塊 AT89C51 可直接與 nRF905 連接。本設(shè)計(jì)采取的是動(dòng)態(tài)顯示。電路圖如 圖 ： R 2R 1+ 5 V CR S T8 9 C 5 1 圖 復(fù)位電路 顯示模塊 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，通常都要有人機(jī)對(duì)話功能。光耦合器利用電 光 電兩次轉(zhuǎn)換的原理，通過(guò)光進(jìn)行輸入與輸出之間的耦合。 (2)控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向 如果給定工作方式正序換相通電，步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)，如果按反序通電換相，則電機(jī)就反轉(zhuǎn)。在 沒(méi)有脈沖輸入時(shí)，在繞組電源的激勵(lì)下氣隙磁場(chǎng)能使轉(zhuǎn)子保持原有位置處于定位狀態(tài)。 此外， AT89C51 設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。 INTEL 公司雖然已經(jīng)把精力集中在計(jì)算機(jī)的 CPU 生產(chǎn)上，但是，以 MCS— 51 技術(shù)核心為主導(dǎo)的微控制器技術(shù)以被 ATMEL， PHILIPS等公司繼承，并在原有的基礎(chǔ)上又進(jìn)行了新的開(kāi)發(fā)，從而產(chǎn)生了和 MCS— 51兼容而功能更加強(qiáng)勁的控制器系列。 綜合考慮兩種方案及題目要求，方案二需要 3 個(gè) I/O 口，由于系統(tǒng)資源足夠用，故采用方案二。用單片機(jī)控制達(dá)林管使之工作在占空比可調(diào)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，精確調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速，減小因慣性，速度，步距角過(guò)大而引起的調(diào)整誤差，達(dá)到改變點(diǎn)滴高度的要求，缺點(diǎn)是控制信號(hào)為模擬信號(hào)，需要將單片機(jī)輸出的序列脈沖轉(zhuǎn)換，延長(zhǎng)了控制的時(shí)間，并且步距角為 ?90 ，滿足不了控制誤差范圍為設(shè)定值 1%10 ?? 滴的要求。 基于單片機(jī)的輸液監(jiān)護(hù)器的設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于單片機(jī)的輸液監(jiān)護(hù)器的設(shè)計(jì) 摘 要 針對(duì)目前我國(guó)大部分醫(yī)院在對(duì)病人進(jìn)行靜脈輸液治療是醫(yī)護(hù)人員監(jiān)護(hù)任務(wù)繁重的問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一套面向所有大中小醫(yī)院和診所的醫(yī)院輸液監(jiān)控系統(tǒng)。 基于單片機(jī)的輸液監(jiān)護(hù)器的設(shè)計(jì) 3 2 輸液監(jiān)護(hù)器 的設(shè)計(jì)方案及論證 電 動(dòng) 機(jī)系統(tǒng)方案的選擇 方案一 采用單片機(jī)和 A/D 轉(zhuǎn)換構(gòu)成系統(tǒng)，控制普通電機(jī)的步數(shù)和旋轉(zhuǎn)方向，可以考慮達(dá)林管組成的 H型 PWM 電路。缺點(diǎn)為當(dāng)按鍵較多時(shí)占用單片機(jī)的 I/O口數(shù)目較多 ，優(yōu)點(diǎn)為電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，且編程極其容易。 MCS— 51 無(wú)論是在教學(xué)，工 業(yè)控制，儀器儀表，信息通信，還是在交通，航運(yùn)，家用電器領(lǐng)域，都取得大量的應(yīng)用成果。當(dāng) P1 口的管腳 第一次寫(xiě) 1 時(shí)，被定義為高阻輸入。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫(xiě) “1” 且在任何非空存儲(chǔ)字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的角位移量和輸入脈沖的個(gè)數(shù)嚴(yán)格成正比，在時(shí)間上與輸入脈沖同步，因此只要控制輸入脈沖的數(shù)量、頻率及電動(dòng)機(jī)繞組通電的相序，便可獲得所需的轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)動(dòng)方向。例如：三相步進(jìn)電機(jī)的三拍工作方式，其各相通電順序?yàn)?ABC－ A,通電控制脈沖必須嚴(yán)格按照這一順序分別控制 A,B,C,A 相的通斷。受光器引出 的管腳為 輸出端。 + 5 VI / O 口N P NS P E A KE R 圖 報(bào)警電路 基于單片機(jī)的輸液監(jiān)護(hù)器的設(shè)計(jì) 16 復(fù)位電路 此系統(tǒng)采取的是手動(dòng)復(fù)位，按下復(fù)位按鈕，在 RST 端就會(huì)產(chǎn)生高電位，持續(xù) 2個(gè)機(jī)械周期，系統(tǒng)就會(huì)復(fù)位。 由于人眼有視覺(jué)暫留現(xiàn)象 ,只要每位顯示間隔足夠短 ,則可造成多位同時(shí)亮的假象 ,達(dá)到顯示的目的。通信芯片采用了無(wú)線通信芯片 nRF905。 ShockBurstTM 工作模式保證，一旦發(fā)送數(shù)據(jù)的過(guò)程開(kāi)始，無(wú)論 TRX_EN 和 TX_EN 引腳是高或低，發(fā)送過(guò)程都會(huì)被處理完。 ‘ 11’ 500KHZ UP_CLK_EN 1 輸出時(shí)鐘使能 XOF 3 晶振頻率端，必須與外部晶振頻率相對(duì)應(yīng)（默認(rèn)值為 100） ‘ 000’ 4MHZ 。設(shè)定初始流速 60滴 /分 MOV 34H,03H MOV 35H,00H START ： MOV TMOD， 01H MOV TH0， D8H ；定時(shí) 10毫秒 Y N Y N 初始化 判斷 =1 即是否有液滴 啟動(dòng)定時(shí)器 在檢測(cè) =1 即檢測(cè)第二滴 停止計(jì)時(shí)器 利用中斷次數(shù)得到時(shí)間計(jì)算出液滴速度 基于單片機(jī)的輸液監(jiān)護(hù)器的設(shè)計(jì) 30 MOV TL0， F0H MOV 25H， 00H SETB EA SETB ET0 HERE1： JB REL1 SJMP HERE1 REL1： SETB TR0 HERE2: JB REL2 SJMP HERE2 REL2: CLR TR0 速度計(jì)算 ： MOV A, 60 MOV B,100 MUL AB MOV R2 B MOV R3 A DIVD: CJNE R3 25H DIVD1 DIVD1: JC DIVD2 INC 26H SUBB R3,25H DIVD2: SUBB R3,25H DJNZ R2 DIVD 二進(jìn)制轉(zhuǎn)化 BCD碼 MOV A， 26H MOV B， 100 DIV AB MOV 35H， A MOV A， B MOV