【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 如圖 1 所示，當(dāng)液面高度高于設(shè)定高度時(shí)，大部分全反射光線不能到達(dá)紅外接收管，接收管接收到的紅外線強(qiáng)度較小；如圖 2 所示，當(dāng)液面高度到達(dá)設(shè)定高度時(shí)，大部分全反射光線可到達(dá)紅外接收管，接收管接收到的紅外線強(qiáng)度較大。在此裝置中，紅外接收管輸出的是電平信號(hào)而不是脈沖信號(hào)，可通過(guò)一運(yùn)算放大器 LM324 送單片機(jī)中斷處理，電路圖與滴速檢測(cè)的轉(zhuǎn)換電路類似 。 圖 電平放大電路 這樣可以準(zhǔn)確檢測(cè)到液面下降到警戒線時(shí)的情況，由單片機(jī)志向中斷程序，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。 167。 點(diǎn)滴滴速控制 電機(jī)控制采用四相五線永磁步進(jìn)電機(jī)，以四相八拍方式工作。單片機(jī)的 P2 口分別接電機(jī)的 A、 B、 C和 D相，步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路如下圖所示： 3 2 1 U1A LM324 R4 R1 R2 R3 VCC OUT OUT 武昌理工學(xué)院 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 11 頁(yè) 共 48 頁(yè) 圖 步進(jìn)電機(jī)工作方式 按 A → AB → B → BC → C → CD → D → DA 次序通電為正轉(zhuǎn)， 帶動(dòng)儲(chǔ)液瓶升高；按 D→ DC → C → CB → B → BA→ A→ AD次序通電為反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)儲(chǔ)液瓶下降。 75451為 OC門，單個(gè) OC 門的吸收電流為 500mA，每相采用一對(duì) OC 門驅(qū)動(dòng)，吸收電流可達(dá) 1A。當(dāng)控制 A相的 P2。 0輸入低電平時(shí)， A相導(dǎo)通，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)到 A 相，依此類推，其他相工作原理與此相同；當(dāng)電路中兩相同時(shí)輸入低電平時(shí)，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)到兩相之間。此方式工作需要換相 8次，轉(zhuǎn)子才轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)齒距角，所以步進(jìn)電機(jī)的精度比較高，通過(guò)調(diào)整脈沖周期可控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速。圖中二極管和電阻構(gòu)成泄放電路， 以保護(hù) OC 門不會(huì)因步進(jìn) 電機(jī)突然停止時(shí)在電路中產(chǎn)生過(guò)高電壓而損壞。 在電機(jī)調(diào)速的過(guò)程中，如果設(shè)定的點(diǎn)滴速度過(guò)快，可能會(huì)使輸液瓶上升到支架頂部，則可能拉倒支架，造成危險(xiǎn)，因此，在支架的頂部也安裝一個(gè)紅外傳感器，當(dāng)輸液瓶上升到極限時(shí)，就發(fā)出報(bào)警信號(hào)，通知單片機(jī)控制電機(jī)停轉(zhuǎn)。 167。 鍵盤顯示 按照題目要求，主從兩站需分別設(shè)置鍵盤及顯示器，這里均采用 4*4 鍵盤和八位 LED顯示器。 主站的鍵盤顯示主要用于定點(diǎn)檢測(cè)和巡回檢測(cè)，定點(diǎn)檢測(cè)就是在巡回檢測(cè)的過(guò)程中1 2 3 U1A 75451 4 5 6 U1B 75451 R1 D1 BF1 +12V 8 9 10 U1C 75451 11 12 13 U1D 75451 R2 D2 BF2 +12V 1 2 3 U2A 75451 4 5 6 U2B 75451 R3 D3 BF3 +12V 8 9 10 U2C 75451 11 12 13 U2D 75451 R4 D4 BF4 +12V 陳鑫浩：基于單片機(jī)的醫(yī)用點(diǎn)滴速度監(jiān)控系統(tǒng) 第 12 頁(yè) 共 48 頁(yè) 可隨意在主站的鍵盤上設(shè)定所要檢測(cè)的從站號(hào)和該從站的點(diǎn)滴速度以及所要檢測(cè)的從站 數(shù)量；顯示器主要顯示從站號(hào)和該從站的點(diǎn)滴速度。 從站主要是通過(guò)鍵盤來(lái)設(shè)置本從站的點(diǎn)滴速度和從站號(hào)，顯示器主要用于顯示從站號(hào)和所測(cè)量的點(diǎn)滴速度。 主要通過(guò)可編程鍵盤顯示器接口 8259 來(lái)驅(qū)動(dòng)。在鍵盤顯示工作方式中， SL0~SL3 輸出鍵盤列掃描和動(dòng)態(tài)顯示的位掃描信號(hào)。當(dāng)選擇內(nèi)部譯碼方式時(shí)， SL0~SL3 直接作鍵盤列（行）掃描線和顯示四位掃描線， SL0~SL7 輸入鍵盤行（列）線信號(hào)，顯示器字行碼有 OUTA0~ OUTB0~3輸出，此時(shí)， 8279 可接 4位 8段顯示器和 4*8 的鍵盤。 當(dāng)選擇外部譯碼方式時(shí)，鍵盤列（ 行）掃描線由 SL0~SL2 通過(guò) 38譯碼器譯碼提供（因輸入數(shù)據(jù)格式中只安排了 3位表示列 （行）號(hào)，故只取 SL0~SL2三位譯碼 ）， RL0~RL7輸入鍵盤行（列）線信號(hào)，故此時(shí) 8279 可接一個(gè) 8*8 的鍵盤。顯示位掃描線可由 SL0~SL3通過(guò) 416譯碼器譯碼提供，顯示器字形碼由 OOUTA0~ OUTB0~3 輸出。此時(shí)， 8279 可接 16位顯示器，這是 8279 顯示器的最大配置。 CNNTL、 SHIFT 可接兩個(gè)單獨(dú)的開(kāi)關(guān)鍵。 SHIFT 作為上下檔控制鍵。當(dāng) SHIFT 線對(duì)地接一個(gè)按鍵時(shí)，可與 8*8 的鍵盤配合，使 各鍵具有上下檔功能。這樣，鍵盤可擴(kuò)充到 128鍵。 CNTL 與其他鍵連用，作為特殊命令鍵。 CNTL 線對(duì)地接一鍵作為控制鍵時(shí)，可將鍵盤擴(kuò)充到 256 鍵。 CNTL、 SHIFT 線也可不用，不用時(shí)可直接接地（因片內(nèi)集成有上拉電阻）。 BD信號(hào)線可用來(lái)控制譯碼器，實(shí)現(xiàn)顯示器的消隱。 8279 的數(shù)據(jù)線、 WR、 RD 信號(hào)線與 8031 單片機(jī)直接連接。 CS、 A0接 8031 地址線，時(shí)鐘信號(hào) CLK可與 ALE直接連接，由 8279 設(shè)置適當(dāng)?shù)姆诸l系數(shù)，將其分頻至 100kHZ。 本設(shè)計(jì)用到 4*4 鍵盤和八位顯示器，具體電路圖如下： 武昌理工學(xué)院 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 13 頁(yè) 共 48 頁(yè) 圖 8279 鍵盤顯示器電路 8279 是一種可編程鍵盤顯示器接口芯片，它主要由鍵盤輸入和顯示輸出以及相應(yīng)的寄存器和 I/O 口控制電路及數(shù)據(jù)緩沖器等組成。 8279 采用 40引腳封裝，其中： （ 1）與 CPU 的引腳有： D0D7雙向、三態(tài)數(shù)據(jù)總線； RESET 復(fù)位信號(hào)，輸入線，當(dāng) RESET=1 時(shí)， 8279 復(fù)位； RD/、 WR/ 讀、寫(xiě)選通信號(hào)，輸入線，低電平有效； CS/片選； AO：輸入線，區(qū)分信息特性，為 1 表示寫(xiě)入命令或讀出 8279 狀態(tài)；為 0 時(shí)表 示傳送的是數(shù)據(jù)； IRQ 中斷請(qǐng)求輸出線，高電平有效； CLK 系統(tǒng)時(shí)鐘輸入線； （ 2）與鍵盤接口的引腳有： RL0RL7 回復(fù)輸入線； SL0SL7 用于鍵盤的行掃描輸出線； OUTA0 27 OUTB0 31 OUTA1 26 OUTB1 30 OUTA2 25 OUTB2 29 OUTA3 24 OUTB3 28 DB0 12 BD 23 DB1 13 DB2 14 SL0 32 DB3 15 SL1 33 DB4 16 SL2 34 DB5 17 SL3 35 DB6 18 DB7 19 RL0 38 RL1 39 IRQ 4 RL2 1 RL3 2 CS 22 RL4 5 RD 10 RL5 6 WR 11 RL6 7 A0 21 RL7 8 CLK 3 SHIFT 36 RESET 9 CNTL/S 37 U5 8279 8279 RD WR A0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 A 1 B 2 C 3 G2A 4 G2B 5 G1 6 Y7 7 Y6 9 Y5 10 Y4 11 Y3 12 Y2 13 Y1 14 Y0 15 U? 138 8708 BIC 8708 BIC +5V LED0 LED1 LED2 LED3 LED4 LED5 LED6 LED7 a b c d e f g dp GND C? 20uF R? 2K GND +5V 8_LED_DPY 1 2 3 4 5 6 7 a b c d e f g 8 dp 1 2 3 4 5 6 7 L0 L1 L2 L3 L4 L5 L6 8 L7 陳鑫浩：基于單片機(jī)的醫(yī)用點(diǎn)滴速度監(jiān)控系統(tǒng) 第 14 頁(yè) 共 48 頁(yè) SHIFT 移位信號(hào)輸入線，高電平有效； CNTL/STB 控制 /選通輸入線，高電平有效； （ 3）與顯示器接口的引腳： OUTA0OUTA3 A 組顯示數(shù)據(jù)的段碼輸出線； OUTB0OUTB3 B 組顯示數(shù)據(jù)的段碼輸出線； BD/ 顯示器熄滅輸出線，低電平有效。 圖中 8708 為驅(qū)動(dòng)器。 167。 聲光報(bào)警電路 本設(shè)計(jì)采用聲 報(bào)警與光報(bào)警相結(jié)合的報(bào)警電路，其中光報(bào)警電路接單片機(jī) 口，聲報(bào)警電路接單片機(jī)的 口，當(dāng)?shù)嗡俜闯；蛘咭好嫦陆档皆O(shè)定警戒線時(shí)，將由紅外傳感器收集的信號(hào)經(jīng)放大器送單片機(jī)申請(qǐng)中斷，從而單片機(jī)將發(fā)出命令送報(bào)警電路。具體電路如圖 所示： RQS P E A K E RV C CP 1 .6聲報(bào)警 圖 167。 主從站的通信電路的實(shí)現(xiàn) 本系統(tǒng)采用主站控制多個(gè)從站的有線控制方式，這里主要采用 RS485通信方式。RS485 標(biāo)準(zhǔn)是一種多發(fā)送器的標(biāo)準(zhǔn)，他允許在電路中可 有多個(gè)發(fā)送器。 RS485 允許R 光報(bào)警 VCC LED 武昌理工學(xué)院 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 15 頁(yè) 共 48 頁(yè) 一個(gè)發(fā)送器驅(qū)動(dòng)多個(gè)負(fù)載設(shè)備，負(fù)載設(shè)備可以是驅(qū)動(dòng)發(fā)送器、接收器或收發(fā)器組合單元。 RS485 的共線電路結(jié)構(gòu)是在一對(duì)平衡傳輸線的兩端都配置終端電阻，其發(fā)送器、接收器、組合收發(fā)器可掛在平衡傳輸線上的任何位置，實(shí)現(xiàn)在數(shù)據(jù)傳輸中多個(gè)驅(qū)動(dòng)器和接收器共用一傳輸線的多點(diǎn)應(yīng)用，配置如下圖： RT120RT120RR RTTDD 圖 通信電路結(jié)構(gòu)圖 RS485 標(biāo)準(zhǔn)的特點(diǎn)有： a、由于 RS485 標(biāo)準(zhǔn)采用差動(dòng)發(fā)送 /接收，所以共模抑制比高，抗干擾能力強(qiáng)； b、傳輸速率高，他允許的最大傳輸速率可達(dá) 10Mb/s（傳送 15m） 。傳輸信號(hào)的擺幅小（ 200mV）； c、傳送距離遠(yuǎn)（指無(wú) MODEM 的直接傳輸），采用雙絞線，在不用 MODEM 的情況下，當(dāng) 100Kb/s 的傳輸速率時(shí)，可傳送的距離為 ，若傳輸速率下降，則傳送距離又更遠(yuǎn) 。d、能實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信， RS485 允許平衡電纜上連接 32 個(gè)發(fā)送器 /接收器對(duì)。 RS485 標(biāo)準(zhǔn)目前已在許多方面得到應(yīng)用，尤其是在多點(diǎn)通信系統(tǒng)中，如工業(yè)集散分布系統(tǒng)、商業(yè) POS 收款機(jī)和考勤機(jī)的聯(lián)網(wǎng)中用的較多，是一個(gè)很有發(fā)展前途的串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)。 主從機(jī)之間的接口結(jié)構(gòu)圖為： ┉ 圖 主從機(jī)接口結(jié)構(gòu)圖 第 4 章 軟件設(shè)計(jì) 主站 RS485 從站 1 從站 16 陳鑫浩：基于單片機(jī)的醫(yī)用點(diǎn)滴速度監(jiān)控系統(tǒng) 第 16 頁(yè) 共 48 頁(yè) 167。 從站程序設(shè)計(jì) 我們知道，每個(gè)完整的系統(tǒng)都是由硬件和軟件想結(jié)合而產(chǎn)生的。有了硬件而無(wú)軟件，那么這個(gè)硬件只是一個(gè)軀殼，如果沒(méi)有硬件的支撐，更談不上什么軟件。所以說(shuō)，軟硬件是相輔相成的，在硬件的基礎(chǔ)上來(lái)設(shè)計(jì)軟件可以完成系統(tǒng)的要求，從而構(gòu)成一個(gè)完整的系統(tǒng)。 167。 從站模塊圖 在硬件設(shè)計(jì)中，我們把從站分成了幾個(gè)小模 塊，在軟件的設(shè)計(jì)中，同樣也應(yīng)如此。從站的軟件設(shè)計(jì)由幾個(gè)模塊組成，首先是從站的主程序的設(shè)計(jì)，這個(gè)程序是從機(jī)用來(lái)調(diào)用各個(gè)小模塊，從而達(dá)到控制各模塊的作用；所調(diào)用的小模塊中，主要有滴速測(cè)量程序、滴速控制程序、鍵盤控制程序和液面檢測(cè)與報(bào)警程序等，這些小的模塊可以在執(zhí)行主程序時(shí)被調(diào)用。從站模塊圖如圖 所示： 圖 從站模塊圖 167。 從 站流程圖 （ 1）資源分配表如下： 89C51 的中斷和定時(shí)器資源配置如下表所示 : 資源名稱 功能 外部中斷 INT0（下降沿觸發(fā)） 水滴檢測(cè) 定時(shí)器 T0 測(cè)脈寬 定時(shí)器 T1 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向控制 定時(shí)器 T2 通信波特率 存儲(chǔ)單元分配表： 作用 定義名稱 分配單元 給定滴數(shù) RRR 30H 檢測(cè)滴數(shù) FFF 31H 從站號(hào) NO 32H 從機(jī)主程序 滴速測(cè)量程序 滴速控制程序 鍵盤顯示程序 液面檢測(cè)與報(bào)警 武昌理工學(xué)院 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 17 頁(yè) 共 48 頁(yè) 顯示緩沖區(qū)（ 8 個(gè)） DSI 70H~77H 位單元分配表： 作用 位 瓶?jī)?nèi)液體用完報(bào)警 滴速異常報(bào)警 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng) ~ （ 2）從機(jī)主程序： 在系統(tǒng)剛開(kāi)始啟動(dòng)時(shí)，首先是準(zhǔn)備狀態(tài)，包括一些清零程序等；然后就將設(shè)定點(diǎn)滴速度和從站號(hào)，那么此時(shí)需要按下一個(gè)設(shè)定鍵向單片機(jī)申請(qǐng)中斷用來(lái)來(lái)說(shuō)明將開(kāi)始設(shè)定數(shù)據(jù)，如果沒(méi)有鍵按下，則繼續(xù)等待按鍵，設(shè)置完畢后將按確認(rèn)鍵說(shuō)明設(shè)置完畢；液面報(bào)警是最優(yōu)先級(jí)的報(bào)警，因此在設(shè)置完成后，一方面看液面是否報(bào)警，另一方面看實(shí)際點(diǎn)滴速度是否符合設(shè)定點(diǎn)滴速度，如果反常，將進(jìn)行點(diǎn)滴速度報(bào)警；然后將實(shí)際滴速和設(shè)定滴速，通過(guò)比較兩滴速的大小來(lái)調(diào)節(jié)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向，如果滴速小于給定值則電機(jī)正轉(zhuǎn)，拉動(dòng)點(diǎn)滴瓶上升，加