【導讀】時間較長,容易導致醫(yī)護人員和患者的疏忽,增加醫(yī)療事故隱患。三是需要隨時監(jiān)控輸液。情況,加大了醫(yī)護人員的工作任務。因此提高輸液系統(tǒng)的智能化和自動化以及降低輸液。過程中的隱患勢在必行。準確和非接觸測量,設計一種紅外線輸液光電計數(shù)傳感器。毫升所含的液滴數(shù)大致是相同的。利用液滴的數(shù)目來反映己輸液量的多少是可行的。定不同的滴速,輸液出現(xiàn)異常情況時會產(chǎn)生報警,液體輸完時可自動切換至另一瓶。故,增強醫(yī)院市場競爭力。

　　

【正文】 選擇，由在 DDRAM中寫入的編碼選擇，在 0000H—0006H的編碼中（其代碼分別是 0000、 000 000 0006共 4個）將選擇 CGRAM的自定義字型， 02H—7FH的編碼中將選擇半角英數(shù)字的字型，至于 A1以上的編碼將自動的結(jié)合下一個位元組，組成兩個位元組的編碼形成中文字型的編碼 BIG5河北工程大學畢業(yè) 設計說明書 20 （ A140—D75F）， GB（ A1A0F7FFH）。 (4)字型產(chǎn)生 RAM（ CGRAM）。字型產(chǎn)生 RAM提供圖象定義 (造字 )功能 ,可以提供四組 1616點的自定義圖象空間，使用者可 以將內(nèi)部字型沒有提供的圖象字型自行定義到 CGRAM中，便可和 CGROM中的定義一樣地通過 DDRAM顯示在屏幕中。 (5)地址計數(shù)器 AC。地址計數(shù)器是用來貯存 DDRAM/CGRAM之一的地址 ,它可由設定指令暫存器來改變，之后只要讀取或是寫入 DDRAM/CGRAM的值時，地址計數(shù)器的值就會自動加一，當 RS為 “0”時而 R/W為 “1”時，地址計數(shù)器的值會被讀取到 DB6——DB0中。 (6)光標 /閃爍控制電路。此模塊提供硬體光標及閃爍控制電路，由地址計數(shù)器的值來指定 DDRAM中的光標或閃爍位置。模塊主要電氣參數(shù)和顯示 特性： (1)VDD 源，內(nèi)置升壓電路，無需負壓。 (2)128列 64行內(nèi)容顯示。 (3)與 MCU接口為 8位或 4位并行 /3位串行。 (4)配置 LED背光。 (5)光標顯示，畫面移位，自定義字符，睡眠模式等多種軟件功能 。 1602液晶也叫 1602字符型液晶，它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等的點陣型液晶模塊。它由若干個 5X7或者 5X11等點陣字符位組成，每個點陣字符位都可以顯示一個字符，每位之間有一個點距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用，正因為如此所以它不能很好地顯示圖形）。 1602LCD是指顯示的內(nèi)容為 16X2,即可以顯示兩行，每行 16個字符液晶模塊。市面上字符液晶大多數(shù)是基于 HD44780液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此基于 HD44780寫的控制程序可以很方便地應用于市面上大部分的字符型液晶。 顯示模塊的設計 管腳的功能 ： 1602采用標準的 16腳接口，其中： 第 1腳： VSS為電源地 。 第 2腳： VCC接 5V電源正極 。 第 3腳： V0為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高（對比度過高時會 產(chǎn)生 “鬼影 ”，使用時可以通過一個 10K的電位 器調(diào)整對比度）。 第 4腳： RS為寄存器選擇，高電平 1時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平 0時選擇指令寄存器。 第 5腳： RW為讀寫信號線，高電平 (1)時進行讀操作，低電平 (0)時進行寫操作。 第 6腳： E(或 EN)端為使能 (enable)端 ,高電平（ 1）時讀取信息，負跳變時執(zhí)行指令。 第 7～ 14腳： D0～ D7為 8位雙向數(shù)據(jù)端。 第 15～ 16腳：空腳或背燈電源。 15腳背光正極， 16腳背光負極。 特性： 5V工作電壓，對比度可調(diào)，內(nèi)含復位電路，提供各種控制命令 ,如：河北工程大學畢業(yè) 設計說明書 21 清屏、字符閃爍、光標閃爍、顯示移位等多種功能，有 80字 節(jié)顯示數(shù)據(jù)存儲器 DDRAM，內(nèi)建有 192個 5X7點陣的字型的字符發(fā)生器 CGROM， 8個可由用戶自定義的 5X7的字符發(fā)生器 CGRAM。 特征應用：微功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧，常用在袖珍式儀表和低功耗應用系統(tǒng)中。 字符集： 1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器（ CGROM)已經(jīng)存儲了 160個不同的點陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯數(shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號、和日文假名等，每一個字符都有一個固定的代碼，比如大寫的英文字母 “A”的代碼是 01000001B（ 41H），顯示時模塊把地址 41H中的點陣字符 圖形顯示出來，我們就能看到字母 “A”。因為 1602識別的是 ASCII碼，試驗可以用 ASCII碼直接賦值，在單片機編程中還可以用字符型常量或變量賦值，如 “A’”。 以下是 1602的 16進制 ASCII碼表地址：讀的時候，先讀左邊那列，再讀上面那行，如： ASCII為 0x21，字母 B的 ASCII為 0x42（前面加 0x表示十六進制） 。 如圖 37所示。 圖 37 LCD1602仿真原理圖 河北工程大學畢業(yè) 設計說明書 22 4 無線輸液監(jiān)控系統(tǒng)的軟件設計 下位機的軟件系統(tǒng)的總體設計 輸液遠程監(jiān)控系統(tǒng)下位機的核心是單片機 ,而軟件是單片機控 制系統(tǒng)的關(guān)鍵 ,一個單片機控制系統(tǒng)的功能實現(xiàn)和可靠性在很大程度上決定于軟件。本系統(tǒng)的下位機系統(tǒng)軟件設計的重點在于 :INTO 中斷處理程序 ,主要是用于對光電傳感器轉(zhuǎn)過來的液滴信號進行計數(shù) 。45 定時判斷和現(xiàn)場報警程序 ,主要是用于對是否有液滴滴下和液滴過慢時的報警 。其系統(tǒng)流 軟件框 圖如圖 41 所示。 圖 41系統(tǒng)流軟件框河北工程大學畢業(yè) 設計說明書 23 Flash 讀寫模塊程序設計 STC89C52 單片機內(nèi)部有 60K 的 Flash 存儲器模塊，可以按位、字節(jié)和字進行訪問，并且可以進行編程和擦除，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的 保存。但由于 Flash 存儲器的特性，擦除操作只能按段擦除。因此程序中應將擦除和改寫的數(shù)據(jù)放在不同段中，以免擦除是一并將程序也擦除掉。擦除的方式有段擦除和主存擦除兩種。編程方式有字 /字節(jié)和塊編程兩種。因為 Flash 編程和擦除是處于特殊狀態(tài)，不能接受訪問，所以擦出程序不能擦除程序自己保存的段，同樣編程程序也不能像自己保存的段內(nèi)寫數(shù)據(jù)，處于編程或擦除的段內(nèi)數(shù)據(jù)也不能讀出。因為主存擦除指令擦除的是所有的保存程序的存儲器，所以擦除到擦出程序被保存的段，從而導致沖突。因此主存擦除程序只能放在 RAM中才能順利進行。同樣道 理，塊擦出程序也只能保存在 RAM 中執(zhí)行。對 Flash 進行擦除和編程要選擇適當?shù)臅r鐘信號，頻率范圍約在 257kHz476kHz，可以取自 ACLK、MCLK、 SMCLK 經(jīng)分頻得到。并且要求電源電壓不小于 。 一般如果沒有特殊說明，編譯器會在鏈接時自動安排函數(shù)所在地址。為了保證操作 Flash 的函數(shù)與要擦寫內(nèi)弄不在同一段內(nèi)，程序中在所有函數(shù)聲明后面都有“MYSET”，表示這下函數(shù)鏈接時都定位在 MYSET 段中。 MYSET 段在系統(tǒng)文件 內(nèi)定義，在文件中改寫 Code 段語句 //Code Z(CODE)CSTART=1100FFDF Z(CODE)CODE=1100FFDF Z(CONST)MTSET=FC00FFDF 這樣定義了 MYSET段地址為 0xFC000xFFDF。 因為在對 Flash 進行擦鞋過程中，一旦操作失誤就可能會擦除或該寫保存在 Flash中程序，造成不可預料后果，所以規(guī)定每次操作 Flash 時，高 8 位為安全鍵值。寫入寄存器時必須保證高 8 位是正確的安全鍵值，否則會出現(xiàn)非屏蔽中斷請求。寫入寄存器時安全鍵值為 0xA5,讀出的安全鍵值為 0x96。 (1)Flash段擦除 程序中定義了 FlashErase 函數(shù)，只擦除 Flash 中的一段。 Flash 控制器的時鐘源選擇 MCLK，經(jīng) 25 分頻，最終工作頻率為 320kHz。因為只有在 Flash 空閑時才可開始擦除操作，程序定義 FlashBusy 函數(shù)，首先解鎖，通過調(diào)用 FlashBusy 函數(shù)等待控制器空閑。然后再次調(diào)用 FlashBusy 函數(shù)等待擦除完成，最后將 FCTL3 寄存器 LOCK 位置位，鎖定 Flash 控制器。 Flash 段擦除子程序流程圖 如圖 42 所示。 河北工程大學畢業(yè) 設計說明書 24 圖 42 Flash 段擦除子程序流程圖 忙？ Flash 控制器 返回 Flash段擦除子 程序 忙？ Flash 忙監(jiān)測 Flash 段擦除 Flash 忙監(jiān)測 否 是 是 否 河北工程大學畢業(yè) 設計說明書 25 /*********************************************** 段擦除 SMCLK 選擇高速晶體 Flash 時鐘 =SMCLK/25 adr 要擦出的段內(nèi)地址 ****************************/ void FlashErase(unsigned int adr) @MYSET { unsigned int *p0。 FCTL1=FWK EY+ERASE。 FCTL2=FWKEY+FSSEL_1+FN3+FN4。 //分頻為 320KHZ33 FCTL3=FWKEY。 //Flash 解鎖 while(FlashBusy()==1)。 //忙等待 p0=(unsigned int *)adr。 *p0=0。 //擦除數(shù)據(jù) while(FlashBusy()==1)。 //忙等待 FCTL3=FWK EY+LOCK。 } (2) Flash寫程序 程序定義 FlashWB 函數(shù)，向 Flash 寫一個字節(jié)。首先選擇字節(jié)編程模式，然后選擇 Flash 控制器的時鐘頻率，與擦除使用頻率一樣， 320kHz。接著進行解鎖操作，等待空閑，寫入數(shù)據(jù)等待完成操作。最后鎖定 Flash。 Flash 寫操作流程圖 如圖 43 所示。 河北工程大學畢業(yè) 設計說明書 26 圖 43Flash 寫操作流程圖 忙？ Flash 控制器 返回 Flash段擦除子 程序 忙？ Flash 忙監(jiān)測 Flash 寫入數(shù)據(jù) Flash 忙監(jiān)測 是 否 是 否 河北工程大學畢業(yè) 設計說明書 27 /************************************************ 字節(jié)寫入 Adr寫入地址 DataB寫入的數(shù)據(jù) *************************************************/ void FlashWB(unsigned int Adr,unsigned char DataB) @MYSET { FCTL1=FWK EY+ERASE。 FCTL2=FWK EY+FSSEL_1+FN3+FN4。 //分頻得 320KHZ FCTL3=FWKEY。 //解鎖 while(FlashBusy()==1)。 //忙等待 *((unsigned int *)Adr)=DataB。 while(FlashBusy()==1)。 //忙等待 FCTL1=FWK EY。 FCTL3=FWK EY+LOCK。 } 液滴數(shù)據(jù)采集部分識別 在這個模塊中主要利用單片機的邊緣檢測功能對前面由光電傳感器采集經(jīng) A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換過來的數(shù)字信號進行負邊緣檢測 ,當有液滴滴下時 ,光電傳感器都會檢測到液滴信號 ,再形成一個不規(guī)則的低電平脈沖 ,這個脈沖信號通過 A/D 轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號輸入到單片機的工 NTO 中 ,利用單片機的邊緣檢測功能對液滴信號進行邊緣檢測計數(shù) ,當沒有液滴時就為高電平不能形成檢測信號 ,因此 ,也就不能形成計數(shù)中斷。這樣 ,只要對由工 NTO 傳來的中斷個數(shù)計數(shù)就相當于對液滴的滴數(shù)計數(shù)。在這個模塊中它只是涉及到一個寄存器 R4(它主要 是用于計數(shù) )和一個外部中斷 O 所以程序比較簡單。當有一個外部中斷時就對 R4 進行加 1,這樣就實現(xiàn)了對液滴的計數(shù) ,雖然 R4 的最大值只有 255,但是在通信程序中我們設計了每隔 2S進行一個循環(huán) ,在現(xiàn)實輸液的過程中在 2S的時間間隔內(nèi)液滴的滴數(shù)是不可能達到 255 滴 ,所以用一個 8 位的寄存器對液滴計數(shù)完全是可行的。同樣每和上位機通信一次我們就把寄存器 R4 清 O,因此就不用擔心 R4 會溢出的問題。其液滴計數(shù)模塊流程圖如圖 44 所示 。 河北工程大學畢業(yè) 設計說明書 28 圖 44 液滴計數(shù)模塊流程圖 查詢液滴有無及液滴過慢時的報警模塊程序設計主要是通過 4S 定時中斷來實現(xiàn)的。在前面我們知道當有液滴時 ,是通過程序?qū)τ?INTO 所傳過來的信號邊緣進行檢測計數(shù)的 ,在程序中我們是利用對 R4 加 1 來實現(xiàn)對液滴計數(shù)。因此 ,只要在 4S 內(nèi)有液滴滴下 R4 中的值就一定會改變 ,在正常的輸液情況下在 4S 的時間內(nèi) R4 的值是一定會改變的。因此 ,就通過判斷 4S 內(nèi) R4 的值是否變化 ,來判斷在這 4S 的時間間隔中是否有液滴滴下 ,當 R4 的值有變化時就說明 4S 內(nèi)有液滴滴下 。當判斷出 R4 的值沒有任何變化就說明 4S 內(nèi)沒有液滴滴下 ,給 報警標志位置 1,并把單片機的 腳置 0 和 腳置 1,使它們分別驅(qū)動發(fā)光二極管和蜂鳴器進行聲光報警。 在本設計中出出現(xiàn)以下情況下時進行報警 :當輸液成功完成時 ,這時最后一滴液體以后沒有液滴滴下時這時相當于兩滴液體的間隔為無窮大 ,即遠遠大于 4S 的定時 ,這時R4 的值就不會變化 ,也就報警 。輸液因意外情況而發(fā)生中斷 ,這時中斷前的一滴液滴后也沒有液滴滴下它就和第一種情況的當輸液成功完成時相同 ,這時 R4 的值也就不會變化 ,也報警。輸液過慢 ,即兩液滴之間的時間間隔超過四秒鐘 ,這時 R4的值也就不會變化 ,也報警。當出現(xiàn)以上 幾種情況時單片機的 端輸出高電平 ,蜂鳴器進入工作狀態(tài)開始鳴叫 ,提醒病人液滴己輸完或有意外發(fā)生。其他情況下 ,也就是兩液滴滴下的時間間隔小于 4 秒時為正常工作 ,單片機的 端輸出為低電平 ,在蜂鳴器的兩端均為低電平 ,沒有電勢差 ,蜂鳴器截止。 報警流程圖如圖 45 所示。 外部中斷INTO 入口 保護現(xiàn)場 R4+1； F0=0； 恢復現(xiàn)場 河北工程大學畢業(yè) 設計說明書 29 圖 45 報警流程圖 數(shù)據(jù)顯示子程序設計 LCD1602 和 MCU 的通信有串行和并行兩種方式，本設計采用的是并行的方式。LCD1602 內(nèi)部定義了嚴格的通信協(xié)議，以保證和 MCU 數(shù)據(jù)交換的完整性和正確性，程序設計時必須嚴格按照內(nèi)部時序來編寫代碼。如圖 411 LCD1602 讀寫時序圖。另外在向 LCD1602 寫指令或數(shù)據(jù)之前必須先確認模塊內(nèi)部處于非忙碌狀態(tài)，即讀取 BF標志時 BF 位需為 0，方可接受新的指令或數(shù)據(jù)；如果在送出一個指令前并不檢查 BF標志，那么在前一個指令和這個指令中間必須延遲一段較長的時間，即是等待前一個指令確實執(zhí)行完成。具體指令介紹如下所示。 “RE”為基本指令集與擴充指令集的選擇中斷入口 判斷 R4的值 報警 重置初值 4S 定時中斷 是 是 否 否 河北工程大學畢業(yè) 設計說明書 30 控制位元，當變更 “RE”位元后，往后的指令集將維持在最后的狀態(tài)，除非再次變更 “RE”位元，否 則使用相同指