【正文】 本設(shè)計主要研究基于單片機的液體點滴控制系統(tǒng)，分別對傳感器檢測電路、按鍵電路、顯示電路以及系統(tǒng)的 軟、硬件各個部分進行了研究。它可用于檢測一些由于直接變化而引起光量變化的非電量，比如光強、輻射測溫、氣體、光照度、成分分析以及點滴等；也可用來檢測能夠轉(zhuǎn)換成光量變化的其 他非電量，比如零件直徑、物體表面粗糙度、位移、振動、速度、應變、加速度，以及物體的形狀、工作狀態(tài)的識別等。它的小巧便宜為我們實用單片機學習創(chuàng)造了良好的條件，它使我們學習計算機原理以及結(jié)構(gòu)的最理想的選擇。通過下載不同的程序可以實現(xiàn)不同的功能 ，通過有些程序完成的功能，可能是其它器件不能完成的或者很難完成的。同時 protel99 的友好界面使得用戶很快就學會如何操作，方便用戶查找到各種所需的工具。 南京工程學院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 10 第二章 方案比較與論證 本次設(shè)計開始的時候想到兩種設(shè)計方案，方案一是 把 光電傳感器裝在滴瓶的瓶口，通過監(jiān)測瓶口液體沒有了便進行報警。 31 液位監(jiān)測原理 擴散反射型光電傳感器的投光器與受光器同樣封裝在一起，只是沒有反射板配合其工作。 南京工程學院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 16 單片機主機系統(tǒng)電路 STC89C52 單片機介紹 本次畢業(yè)設(shè)計采用 STC89C52 單片機，是 一種低功耗、高性能 單片機，由于做了很多的改進，因此它的性能比 51 單片機更加強力。 P1口可以作為 I/O口，而且它內(nèi)帶上拉電阻。 ALE表示地址鎖存控制信號，它是訪問外部程序存儲器時，鎖存低 8 位地址的輸出脈沖。 單片機主機系統(tǒng)設(shè)計 單片機主機系統(tǒng)電路主要由時鐘電路和復位電路構(gòu)成。 指令 5：光標以及顯示的移位（高低電平分別移動文字及光標） 指令 6：設(shè)置功能的命令（也有高低電平之分） 指令 7：字符發(fā)生器隨機存儲器的地址設(shè)置 指令 8： 雙倍數(shù)據(jù)速率 的 動態(tài)隨機存取存儲器 地址的設(shè)置 南京工程學院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 23 指令 9：顯示是否忙碌，高低平表示忙碌，低電平表示空閑，而且高電平時雙行顯示 N，低電平時單行顯示 F 指令 10：寫入數(shù)據(jù)指令 指令 11：讀出數(shù)據(jù)指令 LCD1602 與 52 單片機相連接 LCD 模 塊以及單片機模塊，分別如圖 410,411 所示： 圖 410 LCD 模塊 圖 411 單片機與 LCD 相連部分 LCD1602 顯示設(shè)計 LCD 內(nèi)部地址如表 43所示： 南京工程學院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 24 表 43 LCD1602 內(nèi)部地址 滴速系統(tǒng)顯示電路（如圖 412 所示）： LCD1602 主要顯示液體滴速，累計滴數(shù)，以及報警是否打開。 } ② 關(guān)閉中斷程序代碼如下： void CloseInterrupt(uint8 ucInterrupt) { if (ucInterrupt == 0) { EX0 = 0。 return 0。 while (ScanKey() != 0) { ucKeyValue |= ScanKey()。 WriteComPort(LCD_SET_DDRAM_ADDR | 0x40+x)。 pucStr++。本設(shè)計可以實現(xiàn)的軟件仿真是 keil 軟件仿真調(diào)試， protus 軟件調(diào)試，而 protel 只能當做原理圖來進行配合理解。 無速度控制裝置 該系統(tǒng)缺少一個速度控制裝置，無法自動改變其速度，因此智能化水平還不夠高。通過改進便可以使系統(tǒng)對速度過快進行報警，也可以對速度過慢進行報警，而且能夠自動調(diào)節(jié)速度到預定的值，因此智能化水平大大提高。 實際操作的時候發(fā)現(xiàn)雖然沒有改變各項設(shè)置但是再次開啟裝置測試的時候，每分鐘的滴數(shù)已經(jīng)不一樣了，而且滴數(shù)也不一樣。 return。 WriteComPort(LCD_SET_DDRAM_ADDR | x)。 while (ScanKey() != 0) { KeyDelay1ms(1)。 KeyDelay1ms(10)。 while (tmp != uiTimerTick[ucTimer]){tmp = uiTimerTick[ucTimer]。 圖 51 系統(tǒng)主程序流程圖 把初始的液滴速度、累計滴數(shù)設(shè)置為零，以及把報警設(shè)置為開狀態(tài)，把異常報警間隔設(shè)置為 1000（單位 為 10ms） include uint32 ulCount = 0。 LCD 實物圖如圖 46 和 47 所示： 南京工程學院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 21 圖 46 LCD1602 實物圖正面 圖 47 LCD1602 實物圖反面 LCD1602 的引腳如圖 48所示： 圖 48 LCD1602 引腳圖 由圖 48 所示， LCD1602 有 16個引腳， 16個引腳各具有不同的功能，以下是 16 個引腳的不同功能： 第 1 腳： VSS，是 電源地 第 2 腳： VCC，是 5V 電源正極 第 3 腳： V0，為液晶顯示器對比度調(diào)整端，可以接正電源和地電源，分別得到對比度最低以及對比度最高。注意加密方式 1 時，將內(nèi)部鎖定位 RESET。 P2 口是一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 端口。 AT89C52 有三個定時器， 8 個中斷源。 (2)必須把滴管豎直不曲折的放置，這樣就不會出現(xiàn)因為滴管曲折而導致液體時而流動時而不流動而產(chǎn)生誤差報警。（可以把光電傳感器裝在輸液管聚液處） 圖 23 輸液管 南京工程學院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 11 對于上述兩種方案，方案一需要把光電傳感器裝在點滴瓶上 ，方案二需要把光電傳感器裝在滴管上面，如果裝在滴瓶上，就算是滴瓶中的液體沒有了，滴管中還有很多，在實際醫(yī)學應用中會會浪費藥液，因此實際使用中較差。 通過 keil 軟件可以對代碼進行仿真，同時通過它的斷點調(diào)試功能可以對代碼進行斷點調(diào)試 ,方便用戶對代碼的理解，一下子使用戶對整個系統(tǒng)的運行過程就了如指掌了。單片機是集成在一塊片子上。它在整個電子世界中，它扮演的角色就像是人類大腦 ,一旦 它出故障了 ,整個設(shè)備癱瘓了。在外電場的作用下，光電載流子能夠參于導電，形成的反向電流比暗電流大很多，這個反向電流就是光電流。 (2)系統(tǒng)軟件的設(shè)計 ① 系統(tǒng)主程序的設(shè)計。本設(shè)計主要任務(wù)是設(shè)計并制作一個液體點滴速度監(jiān)測與控制裝置，能檢測出儲液瓶內(nèi)液體的滴速、可控制液體點滴速度，在液面降到警戒值時能發(fā)出報警。 本次畢業(yè)設(shè)計實現(xiàn)了基于單片機的液體點滴速度監(jiān)控裝置的設(shè)計。隨著醫(yī)院管理系統(tǒng)趨向于電子化、網(wǎng)絡(luò)化，如何利用計算機與現(xiàn)代控制技術(shù)提高醫(yī)療器械的自動化成為目前主要應用方向之一。 南京工程學院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 4 第一章 背景知識介紹 什 么是光電傳感器 光電檢測方法是具有精度高、反應快、非接觸等優(yōu)點的一種檢測方法，而且該方法可測的參數(shù)比較多，光電傳感器結(jié)構(gòu)簡單，形式靈活多樣，因此 ,光電式傳感器在檢測參數(shù)以及控制工程中的應用十分廣泛。 光電傳感器特點 光電檢測方法具有精度高、反應快、非接觸、性能可靠等優(yōu)點，而且可測參數(shù)多，傳感器的結(jié)構(gòu)簡單，形式靈活多樣。雖然單片機的功能不是很強大，但是用它作為一些電子器件等日常的生活用具的控制工作已經(jīng)完全足夠了，當然它在這些生活用具中充當?shù)氖呛诵牟糠郑喈斢诖竽X。 Protel99 和以前的版本差不多 ,在 protel99 中畫的原理圖一般都比較容易看懂 ,因此也比較容易理解與學習 ,對設(shè)計系統(tǒng)擁有很大的幫助， protel99 的內(nèi)部界面與 Protel98 大體相同，不同的是增加了一些新的功能模 塊。 protus 的 EDA 功能有： （ 1）可以設(shè)計原理圖 （ 2）在 protus 下進行人工或者自動布線得到 PCB 圖 （ 3）可以進行電路的仿真 同時 Protus 含有豐富的資源（元器件資源，儀表資源等），這些都使其功能更加強大。 回歸反射型光電傳感器是將投光器同受光器按一定角度關(guān)系封裝在同一傳感器殼內(nèi)。 系統(tǒng)硬件框圖 本設(shè)計次用 STC89C52 單片機為核心，通過外部的光電傳感器來實現(xiàn)外部中斷，每次中斷便通過單片機的定時器 /中斷器來計算中斷次數(shù)也就是中斷時間，從而實現(xiàn)速度的監(jiān)控，以及異常的報警，然后采用動態(tài)掃描來實現(xiàn) LCD動態(tài)顯示，同時還能夠使用按鍵來改變報警時間，液體點滴速度控制系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖如圖 41 所示： 圖 41 液體點滴速度控制系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖 這個系統(tǒng)通過 STC89C52 單片機來協(xié)調(diào)整個系統(tǒng)的工作，光電傳感器電路用于監(jiān)測來自外界的信號送入單片機。此外 P0 口也可以提供低 8 位地址和 8 位數(shù)據(jù)的復用總線，此時 P0 口內(nèi)部上拉電阻有效。 RST 起作用是在 當輸入連續(xù)兩個機器周期以上高電平時進行復位，因此 RST主要用來完成單片機的復位初始化操作。它是振蕩器反相放大器和內(nèi)部時鐘發(fā)生電路的輸入端?？偣埠?3 個部分， D、 C 和 B 都有低電平和高電平之分， D、 C 和 B 分別表示控制整體顯示、控制光的開關(guān)以及是否閃爍。 南京工程學院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 29 } else if (ucInterrupt == 1) { IT1 = ucType。 static uint8 s_ucFastKey = 0。 } else { uint16 uiDelay = 0。} if (y == 0) { Lcd_CheckBusy()。 return。 i!=0。同時裝在滴瓶的，就不能精確的對液體流速進行報警，因為滴瓶直徑較大，也為變化不明顯，因此不合適。經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計，我體會到了大學四年的知識不僅需要積累更加需要不斷地實踐。 第四組的誤差比較大，主要原因是因為， 滴管曲折，導致一段時間沒有液體流過而產(chǎn)生異常報警。延時程序的代碼如下所示： void SoftDelay(uint16 ms) { while (ms != 0) { SoftDelay_1ms()。 } Lcd_CheckBusy()。} } } } return ucKeyValue。 while (s_ucFastKey != 0) { s_ucFastKey = ScanKey()。 } } 其中中斷一次的時間為 10ms。 // 報警 ON uint16 uiBuzzerTimer = 1000。 第 6 腳： E 端，為使能信號端 ,高電平時讀取信息，負跳變時執(zhí)行指令。 （ 9） PSEN 即 29 引腳。 P2 作為輸入口使用時， 由于 上拉電阻 的原因 ，那些被外部有些 引腳會 有 電流 流過 。 STC89C52 單片機的引腳可以分為 11個 部分，各個部分引腳功能的介紹 ： (1) Vcc：電源電壓。該設(shè)計的按鍵部分則是用來實現(xiàn)異常狀況出現(xiàn)的時候是否報警，以及出現(xiàn)多長異常狀況的時候進行報警。因此本次畢業(yè)設(shè)計使用的是方案二。它不僅具有其它 EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機及外圍器件，是目前最好的仿真單片機及外圍器件的工具。單片機的出現(xiàn)使計算機技術(shù)從通用型數(shù)值計算領(lǐng)域進入帶了智能化控制領(lǐng)域，使得嵌入式以及計算機技術(shù)的因此 得到了重要發(fā)展?，F(xiàn)在有些技術(shù)人員或其它業(yè)余電子開發(fā)愛好者嘗試設(shè)計一些產(chǎn)品 ,結(jié)果不是電路太復雜 ,就是功能太簡單 ,很容易就被人模仿。光敏三級管與一般的三極管相差不多，一般的光敏三極管是在發(fā)射極和集電極作為引出端口，基極則沒有引出口，管殼也開窗口，這樣就可以方便光線射入。 ④ LCD 顯示程序的設(shè)計。 近幾年來，單片機，計算機技術(shù)以及傳感器技術(shù)的發(fā)展日新月異，因此使用單片機以及傳感器于生活所需的物品中已經(jīng)成為