【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 LCC(44pin)兩種封裝形式。此單元用來(lái)檢測(cè)是否有液滴滴下，其傳感器部分采用紅外對(duì)射式光電傳感器，如圖３－２所示：圖32 點(diǎn)滴信號(hào)檢測(cè)電路 紅外對(duì)射傳感器是由紅外發(fā)射管和受光管組成的，它的主要功能是實(shí)現(xiàn)電—紅外線—電的轉(zhuǎn)換。由于紅外光波長(zhǎng)比可見(jiàn)光長(zhǎng)，受可見(jiàn)光影響較小，其紅外系統(tǒng)具有尺寸小、重量輕、易于安裝等優(yōu)點(diǎn)。因此是檢測(cè)液滴滴速的首選傳感器。為了減少環(huán)境光源的干擾、增強(qiáng)信噪比，采用脈沖調(diào)制的方式。傳感器的作用就是將被測(cè)物理量變化過(guò)程的信號(hào)按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)化成為適于傳輸和記錄的電量(電壓或電流)信號(hào)。傳感器輸出的電量信號(hào)通常比較小，不能直接用來(lái)顯示、記錄及進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換因此，我們需要有一個(gè)環(huán)節(jié)，把微弱的信號(hào)放大調(diào)整到能與A/D轉(zhuǎn)換器輸入電壓相匹配的幅度。信號(hào)放大就是把前面由光電傳感器所采集到的光電信號(hào)轉(zhuǎn)換成為能夠處理的電信號(hào)。R1為紅外線發(fā)光二極管的限流電阻，R2起到電流轉(zhuǎn)換為電壓的作用。當(dāng)有液滴滴落時(shí)，滴落的液滴把發(fā)射管發(fā)射的紅外光擋住，光敏二極管產(chǎn)生數(shù)值非常小的暗電流，再經(jīng)過(guò)電阻R2時(shí)，R2就把光敏二極管上的光通量變化轉(zhuǎn)換成了R1上的電信號(hào)的變化，再通過(guò)整形和A/D轉(zhuǎn)換，最后送入到單片機(jī)中進(jìn)行處理。本系統(tǒng)用光電傳感器來(lái)檢測(cè)單位時(shí)間內(nèi)點(diǎn)滴下落的個(gè)數(shù)，該傳感器內(nèi)含有一個(gè)紅外發(fā)光二極管，一個(gè)光敏三極管（用來(lái)接收反射回來(lái)的紅外光）。當(dāng)發(fā)光二極管發(fā)出的紅外光大部分被光敏三極管接收時(shí)，接收端光敏三極管導(dǎo)通；光敏三極管接收到的反射紅外信號(hào)微弱時(shí)，接收端光敏三極管截止。具體電路形式如圖。在圖3—2 中，向下的那個(gè)脈沖就是由于液滴落下時(shí)，液滴擋住一部分的紅外線使得紅外線光敏二極管只能部分接收到紅外線發(fā)光二極管所發(fā)出的紅外線形成的脈沖，它的脈沖個(gè)數(shù)是和液滴的個(gè)數(shù)一一對(duì)應(yīng)的，也就是說(shuō)，只要能夠數(shù)出脈沖的個(gè)數(shù)也就是知道了液滴的滴數(shù)了。、濾波、整形電路傳感器輸出信號(hào)通?？梢苑譃閮深?一類為模擬量，例如壓力、溫度、加速度等的測(cè)量。另一類為數(shù)字量，例如用光電或電磁傳感器測(cè)量轉(zhuǎn)速等的測(cè)量。對(duì)模擬量信號(hào)進(jìn)行調(diào)整匹配時(shí)，需要經(jīng)過(guò)放大電路、調(diào)制與解調(diào)電路、濾波電路、采樣保持電路、A/D和D/A轉(zhuǎn)換電路等。而對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行調(diào)整匹配時(shí)，通常只需使信號(hào)通過(guò)比較器電路及整形電路、控制計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)即可。因此是屬于上面說(shuō)的第二類，只要進(jìn)行比較和整形即可。本單元就是對(duì)由光電轉(zhuǎn)換單元傳出的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行整形和模數(shù)變換，以便實(shí)現(xiàn)和單片計(jì)的接口問(wèn)題。在本設(shè)計(jì)中所用的比較器是 LM339A，主要是利用了它的單限比較器。在本單元中所用的比較器是LM339A是單比較器，LM339A是晶體管結(jié)構(gòu)，輸出級(jí)是集電極開(kāi)路結(jié)構(gòu)。它具有失調(diào)電壓平衡調(diào)節(jié)端(或用作選通端)，并且具有連接負(fù)載都多樣性及輸出電流可達(dá)5OmA的特點(diǎn)。 液位檢測(cè)單元同點(diǎn)滴速度檢測(cè)部分一樣，考慮到系統(tǒng)的醫(yī)用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，醫(yī)用吊瓶中應(yīng)盡量避免異物進(jìn)入，選擇紅外探測(cè)方案。雖然吊瓶壁厚度和外直徑都比滴斗大的多，但在增大了紅外發(fā)射功率后，通過(guò)有水和無(wú)水的儲(chǔ)液瓶接收信號(hào)差異還是可以達(dá)到30~40mV，這說(shuō)明紅外探測(cè)對(duì)于越限報(bào)警電路來(lái)說(shuō)也是可行的。由于越限報(bào)警電路只需要在液面下降到紅外發(fā)射接收通路高度以下時(shí)發(fā)出警報(bào)，所以就考慮使用和點(diǎn)滴速度一樣的設(shè)計(jì)電路，然后通過(guò)連接到計(jì)數(shù)器/定時(shí)器T1上，通過(guò)T1的電平的變化，即可知道液面是否到達(dá)警戒液面，然后報(bào)警。這樣，電路可以簡(jiǎn)單、明了，易于檢測(cè)液面。圖34 液面檢測(cè)單元電路中使用光電傳感器檢測(cè)點(diǎn)滴速度和警戒值。這樣系統(tǒng)檢測(cè)信號(hào)受到可見(jiàn)光以及測(cè)量調(diào)節(jié)中點(diǎn)滴抖動(dòng)的影響，要使檢測(cè)到的信號(hào)盡量準(zhǔn)確，需要對(duì)系統(tǒng)電路進(jìn)行抗干擾處理。（1）防止可見(jiàn)光干擾 電路中使用了光電傳感器，在接受到發(fā)送的紅外線的同時(shí)，將會(huì)接收可見(jiàn)光。當(dāng)可見(jiàn)光的強(qiáng)度足夠大時(shí)，將會(huì)影響到接收的紅外光信號(hào)的精度。抗可見(jiàn)光干擾可以使用在光電傳感器探測(cè)頭加遮光罩，或使用脈沖頻率調(diào)制的方法。由于系統(tǒng)電路中使用直流電源給光電傳感器提供工作電壓，所以本系統(tǒng)使用在光電傳感器探測(cè)頭上加遮光罩。（2）防抖動(dòng)干擾 電路中需要檢測(cè)儲(chǔ)液瓶中液面高度以實(shí)現(xiàn)報(bào)警，同時(shí)需要檢測(cè)點(diǎn)滴速度及通過(guò)改變高度實(shí)現(xiàn)對(duì)點(diǎn)滴速度的控制，所以測(cè)量時(shí)被測(cè)裝置將會(huì)移動(dòng)，當(dāng)光電傳感器和被測(cè)裝置之間不能緊密連接時(shí)，檢測(cè)到的信號(hào)誤差，所以要減小被測(cè)裝置移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的抖動(dòng)干擾。本系統(tǒng)中將光電傳感器固定在被測(cè)裝置上，以減小被測(cè)裝置移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的抖動(dòng)干擾。當(dāng)儲(chǔ)液瓶中液面晃動(dòng)時(shí)，會(huì)使光敏傳感器產(chǎn)生誤報(bào)警，利用單片機(jī)檢測(cè)信號(hào)時(shí)，適當(dāng)加上一段時(shí)間的延遲，待系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)再測(cè)，可以減小液面晃動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的干擾。 （3）干擾的軟件處理。如下圖，是單片機(jī)輸入信號(hào)的正常波形和異常波形 。 圖35 單片機(jī)輸入信號(hào)檢測(cè)到正常波形時(shí)脈沖寬度是t mS，若軟件采集脈沖波形上升沿，則檢測(cè)到異常波形時(shí)，軟件在t mS 時(shí)間內(nèi)只默認(rèn)采集了一個(gè)上升沿，即將另一個(gè)上升沿屏蔽掉，這樣軟件就能將異常波形轉(zhuǎn)換成正常波形進(jìn)行處理。本設(shè)計(jì)采用一個(gè)蜂鳴器與一個(gè)發(fā)光二極管實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警。當(dāng)傳感器檢測(cè)液位低于預(yù)設(shè)值或傳感器檢測(cè)不到有液滴下落時(shí)，單片機(jī)控制蜂鳴器報(bào)警燈工作。設(shè)計(jì)中的聲光報(bào)警單元分為兩部分:一是光報(bào)警。它是利用80C52的I/0口控制驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管工作實(shí)現(xiàn)光報(bào)警的功能。二是聲報(bào)警。它是利用蜂鳴器發(fā)出聲音提示人們。，當(dāng)報(bào)警信號(hào)來(lái)臨時(shí)，它發(fā)出一亮一滅閃爍信號(hào)通知護(hù)士人員。聲報(bào)警部分它時(shí)利用報(bào)警器來(lái)完成的?，F(xiàn)在市場(chǎng)上的報(bào)警器的種類很多，比如:揚(yáng)聲器。蜂鳴器燈，本設(shè)計(jì)中選用電磁式蜂鳴器作為報(bào)警器。電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動(dòng)膜片及外殼等組成。接通電源后，振蕩器產(chǎn)生的音頻信號(hào)電流通過(guò)電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)。振動(dòng)膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下，周期性地振動(dòng)發(fā)聲。圖36 聲光報(bào)警單元 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元（高度調(diào)整單元）這部分主要由步進(jìn)電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)電路和一定的機(jī)械結(jié)構(gòu)組成。電機(jī)安裝在地面，電機(jī)的主軸上纏繞一根軟線，軟線通過(guò)支架頂部的滑輪系在儲(chǔ)液瓶上。通過(guò)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)可調(diào)節(jié)點(diǎn)滴裝置的高度。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)。本系統(tǒng)中使用步進(jìn)電機(jī)來(lái)控制的高度，以控制點(diǎn)滴速度。此次設(shè)計(jì)采用42BY015型步進(jìn)電機(jī)，采用L298N芯片，L298N是ST公司生產(chǎn)的一種高電壓、大電流電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片。該芯片采用15腳封裝。主要特點(diǎn)是：工作電壓高，最高工作電壓可達(dá)46V。輸出電流大，瞬間峰值電流可達(dá)3A，持續(xù)工作電流為2A。額定功率25W。內(nèi)含兩個(gè)H橋的高電壓大電流全橋式驅(qū)動(dòng)器，可以用來(lái)驅(qū)動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、繼電器線圈等感性負(fù)載。采用標(biāo)準(zhǔn)邏輯電平信號(hào)控制。具有兩個(gè)使能控制端，在不受輸入信號(hào)影響的情況下允許或禁止器件工作有一個(gè)邏輯電源輸入端，使內(nèi)部邏輯電路部分在低電壓下工作。可以外接檢測(cè)電阻，將變化量反饋給控制電路。使用L298N芯片驅(qū)動(dòng)電機(jī)，該芯片可以驅(qū)動(dòng)一臺(tái)兩相步進(jìn)電機(jī)或四相步進(jìn)電機(jī)，也可以驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)直流電機(jī)。鍵盤是由一組規(guī)則排列的按鍵組成，一個(gè)按鍵實(shí)際上是一個(gè)開(kāi)關(guān)元件，也就是說(shuō)鍵盤是一組規(guī)則排列的開(kāi)關(guān)。按鍵按照結(jié)構(gòu)原理可分為兩類，一類是觸點(diǎn)式開(kāi)關(guān)按鍵，如機(jī)械式開(kāi)關(guān)、導(dǎo)電橡膠式開(kāi)關(guān)等；另一類是無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)按鍵，如電氣式按鍵，磁感應(yīng)按鍵等。前者造價(jià)低，后者壽命長(zhǎng)。因此，微機(jī)系統(tǒng)中最常見(jiàn)的是觸點(diǎn)式開(kāi)關(guān)按鍵，本設(shè)計(jì)也不例外。按鍵按照接口原理可分為編碼鍵盤與非編碼鍵盤兩類，這兩類鍵盤的主要區(qū)別是識(shí)別鍵符及給出相應(yīng)鍵碼的方法。編碼鍵盤主要是用硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)鍵的識(shí)別，非編碼鍵盤主要是由軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)鍵盤的定義與識(shí)別。全編碼鍵盤能夠由硬件邏輯自動(dòng)提供與鍵對(duì)應(yīng)的編