【正文】 陳鑫浩 2021 年 11 月 1 日 參考文獻 [1]曹琳琳 曹巧媛 主編 《單片機原理及接口技術(shù)》 國防科技大學(xué)出版社 武昌理工學(xué)院 2021 屆畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 33 頁 共 48 頁 [2]胡汗才 主編 《單片機原理及接口技術(shù)》 清華大學(xué)出版社 [3]唐勇奇 ,趙葵銀 《 PCPLC 組成的電梯群控系統(tǒng) 》 應(yīng)用科技 2021/1 [4]張勝昌 ,鐘廷修 ,胡赤兵 ,高文元 《 計算機群控系統(tǒng)的抗干擾研究 》 機床與液壓 2021/5 [5]李勛 主編 《單片機實用教程》 北京航空學(xué)院出版社 [6]潘永雄 主編 《新單片 機原理與應(yīng)用》 西安電子科技大學(xué)出版社 [7]主管：中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會 電子世界 [J] qikanhao [8]主管：中國科技協(xié)會 電子世界 [9]吳金戍、沈慶陽、郭庭吉 編著 8051 單片機實踐與應(yīng)用 [M] 北京，清華大學(xué)出版社 2021。在畢業(yè)設(shè)計期間 ,唐老師給了我諄諄教誨和悉心關(guān)懷，值此論文完成之際，謹向我的導(dǎo)師 唐穗欣 老師致以最誠摯的感謝。通過軟件將最大速度保存并顯示。 測試設(shè)備 醫(yī)用點滴藥瓶，鐵架，秒表 167。 QDATA2 EQU 36H 。當(dāng)前從站點滴速度 QNUM EQU 32H 。13站狀態(tài) QNUM14 EQU DH 。9站狀態(tài) QNUM10 EQU 9H 。5站狀態(tài) QNUM6 EQU 5H 。1站狀態(tài) 位查址區(qū) 0:不查詢， 1：要查詢 QNUM2 EQU 1H 。多機通信的連接方法如上圖所示。 鍵盤顯示是一個完整的系統(tǒng)，首先對 8279 進行清零，然后按下 設(shè)定鍵用來設(shè)定從站號和滴速，同時送 LED 顯示，等設(shè)置完成則按下確定鍵，從而設(shè)置結(jié)束。要顯示某個字符（數(shù)據(jù)）時，只要將其字形碼送入顯示 RAM 中，在顯示器上便可顯示出相應(yīng)的字符。因此 8*8 鍵盤的鍵值如圖 所示。 CPU 響應(yīng)中斷（若中斷開放）后，在中斷服務(wù)程序中讀取鍵值。鍵盤的掃描由 8279 中硬件電路自動完成，不需要用軟件實現(xiàn)掃描。程序如附錄 C 的程序清單。這里的步進電機工作在四相八拍方式， ~ 這四條 I/O 線，向四相步進電動機傳送控制信號。這里我們設(shè)定 T0 初值為 FFFFH，那么減到 0000H 時所用的時間為 FFFFus，化成十進制是，即溢出一次需要 ，那么當(dāng)點滴速度為 20 滴 /分鐘時，每滴將是3s 的時間，則會溢出 2DH 次，同理，做 150滴 /分鐘時也如此。 滴速測量程序 滴速的測量是通過紅外線傳感器所接收到的點滴信號，通過脈沖轉(zhuǎn)換電路把脈沖送單片機的 INT0 口進行中斷。從站的軟件設(shè)計由幾個模塊組成，首先是從站的主程序的設(shè)計，這個程序是從機用來調(diào)用各個小模塊，從而達到控制各模塊的作用；所調(diào)用的小模塊中，主要有滴速測量程序、滴速控制程序、鍵盤控制程序和液面檢測與報警程序等，這些小的模塊可以在執(zhí)行主程序時被調(diào)用。有了硬件而無軟件，那么這個硬件只是一個軀殼，如果沒有硬件的支撐，更談不上什么軟件。d、能實現(xiàn)多點對多點通信， RS485 允許平衡電纜上連接 32 個發(fā)送器 /接收器對。RS485 標(biāo)準是一種多發(fā)送器的標(biāo)準，他允許在電路中可 有多個發(fā)送器。 167。 CS、 A0接 8031 地址線，時鐘信號 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。 CNTL 線對地接一鍵作為控制鍵時，可將鍵盤擴充到 256 鍵。 SHIFT 作為上下檔控制鍵。 當(dāng)選擇外部譯碼方式時，鍵盤列（ 行）掃描線由 SL0~SL2 通過 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，故只取 SL0~SL2三位譯碼 ）， RL0~RL7輸入鍵盤行（列）線信號，故此時 8279 可接一個 8*8 的鍵盤。 從站主要是通過鍵盤來設(shè)置本從站的點滴速度和從站號，顯示器主要用于顯示從站號和所測量的點滴速度。 在電機調(diào)速的過程中，如果設(shè)定的點滴速度過快，可能會使輸液瓶上升到支架頂部，則可能拉倒支架，造成危險，因此，在支架的頂部也安裝一個紅外傳感器，當(dāng)輸液瓶上升到極限時，就發(fā)出報警信號，通知單片機控制電機停轉(zhuǎn)。當(dāng)控制 A相的 P2。 167。 液面檢測及報警 紅外線從液體射到空氣的截面時如果入射角大于臨界角會發(fā)生全反射現(xiàn)象，利 用這一原理，通過一組在同一直線上的紅外發(fā)射接收管，在保持紅外發(fā)射管發(fā)射光光強不變和紅外發(fā)射接收管相對角度大于 100 度并保持相對位置不變的情況下，檢測紅外接收管接收紅外線的強度。 當(dāng)液滴通過時，紅外接收管接收到紅外線光強應(yīng)大于當(dāng)無液滴通過時紅外接收管接收到的紅外線光強。 RS485 串行通信協(xié)議采用平衡信號差電路傳輸高速信號，噪聲低，又可以多點之間或使用公用線通信，它比 RS232 傳輸距離長、速度快，在傳輸距離為 120 m 時傳輸速率可達到 1Mbps；如果采用較低的傳輸速率，如 9600bps，最大傳輸距離可達 1200 米，效果較好。 從站鍵盤布局如下圖： 7 8 9 Set 4 5 6 Speed set 1 2 3 Enter 0 修改鍵 Cancel 圖 從站鍵盤布局 按鍵功能說明： 1） 0~9 為數(shù)字鍵，該數(shù)字鍵表示從站號或者速度； 2） Speed Set 鍵的功能： 設(shè)置點滴速度的功能鍵； 3） Enter 鍵功能：確認鍵。設(shè)定點滴速度用 4﹡ 4 鍵盤，用于主站設(shè)定要查詢的從站數(shù)量、從站號和滴速；用于從站設(shè)定點滴速度和從站號。 控制電機及其驅(qū)動 用步進電機牽引儲液瓶，保證儲液瓶和滴斗之間的相對距離不變，設(shè)定最初的高度，檢測當(dāng)前滴速，根據(jù)經(jīng)驗公式，即高度與滴速之間的關(guān)系控制電機的轉(zhuǎn)數(shù)，達到合適的高度。 167。這里關(guān)鍵是如何檢測到液面高度，而發(fā)出報警信號則較容易實現(xiàn)。這個方案有效簡單，容易實現(xiàn)。采用斷續(xù)式工作方式，在點滴落下時阻擋了接收管接收紅外線，產(chǎn)生高電平的脈沖信號。 單片機的選擇 主 機 從機 1 鍵盤顯示 控制滴速 滴速檢測與報警 從機 16 液面檢測與報警 陳鑫浩：基于單片機的醫(yī)用點滴速度監(jiān)控系統(tǒng) 第 6 頁 共 48 頁 本系統(tǒng)主從兩站均采用 AT89C51 單片機進行控制，此單片機特點是性價比高。點滴的速度可以由鍵盤來設(shè)定，同時當(dāng)瓶內(nèi)的水位低于警戒線（ 2cm~3cm）以下時系統(tǒng)能自動報警。 技術(shù)要求 對本課題設(shè)計中，利用單片機設(shè)計一個智能化的醫(yī)用點滴速度監(jiān)控和控制系統(tǒng)。題目要求 設(shè)計并制作一個由主站控制 16 個從站的有線監(jiān)控系統(tǒng)，這就要求主站與 16 個從站之間要采用某種方式，從而實現(xiàn)主站對 16 個從站的群控，而群控的 具體做法就是對通訊方式的選擇以及具體的軟件編程，這里我們通訊方式采用抗干擾能力較強的 RS485通信協(xié)議。 RS485 和 RS422 標(biāo)準一樣，也是一種平衡傳輸方式的串行接口標(biāo)準，它和 RS422兼容，并且擴展了 RS422 的功能。該標(biāo)準規(guī)定電路中只許有 1 個發(fā)送器，可有多個接收器該標(biāo)準允許驅(qū)動器輸出為177。它通過平衡發(fā)送器把邏輯電平變換成電位差 ，完成始端的信息傳送；通過差動接收器，把電位差變成邏輯電平，實現(xiàn)終端的信息接受。所謂平衡方式，是 指雙端發(fā)送和雙端接收，所以傳送信號要用兩條線 AA′和 BB′，發(fā)送端和接收端分別采用平衡發(fā)送器和差動接收器，如下圖 所示。若在雙方 MODEM 之間采用普通電話交換線進行通信，則還要增加 RI（ 22 號線）和 DTR（ 20 號線）兩個信號線進行聯(lián)絡(luò)。所謂近距離是指傳輸距離小于 15米的通信。 RS232 接口標(biāo)準適合于數(shù)據(jù)傳輸速率在 0~2021b/s 范圍內(nèi)的通信。因此，通信既包括計算機與外部設(shè)備之間，也包括計算機與計算機的信息交換。 單片機通常由 CPU、存儲器（包括 RAM 和 ROM）、 I/O 接口、定時 /計數(shù)器、中斷控制功能等均集成在一塊芯片上，片內(nèi)各功能部件通過內(nèi)部總線相互連接起來。 單片機應(yīng)用系統(tǒng)概述 一塊單片機芯片就是一臺計算機。 本文共分五章。鍵盤顯示部分采用普通的按鍵鍵盤和七段 LED數(shù)碼顯示管，也有采用簡單液晶顯示器。包括： 單片機的選擇； 總體方案的確定； 各模塊電路的設(shè)計； 軟件設(shè)計；各模塊調(diào)試； 編寫設(shè)計說明書等。這就需要根據(jù)所輸藥劑的特性對滴速進行嚴格控制，但這對于 一般病人來說難以自助，所以就需要一種自動的可以定時檢測的智能型液體點滴速度監(jiān)控裝置。 鍵盤控制程序?????????? ?????? 21 167。 從機模塊圖?????????? ??????? 16 167。 鍵盤顯示???????????? ?????? 11 167。 從站各模塊的硬件設(shè)計???????????? ???? 9 167。 液體點滴速度的控制???????????? ?? 6 167。 從機各模塊圖的設(shè)計?????????? ?? ????? 5 167。 單片機應(yīng)用系統(tǒng)概述???????????? ????? 2 167。紅外傳感器 陳鑫浩 :基于單片機的醫(yī)用點滴速度監(jiān)控系統(tǒng) II Equipment of liquid droplet monitor controlled by microcontroller Chen xin hao Abstract The system is automatic equipment basing on microcontroller AT89C51 to control the medical injecting efficiently. Adopting infrared sensor to check and measure the speed of liquid droplet and the high of the liquid’s surface in the droplet bottle. Using munication among microcontroller, I adopt RS485 as the way of munication to march the munication of sites to sites to design an automatic system of a major site controlling sixteen subordinate sites. The major site mainly controls the sixteen subordinate ones and gives alarm and shows the information that subordinate sites feedback. The subordinate sites mainly check the speed of liquid droplet and control the speed and also control whether the liquid surface achieves the cordon, moreover, can give alarm if there abnormal phenomenon. I adopt the keyboard indicators circuit of 8279 chip to set and show the speed of droplet. I also use PM electrical machinery to regulate the speed of droplet. The system uses the MCU to design a monitoring and controlling apparatus of liquid drop speed. The apparatus consists of liquid drop speed testing system, liquid drop speed controlling system, LED display system, MCU system, the keyboard and alarming system. And it uses the principle of the water39。應(yīng)用水的壓強隨著高度差的變化而變化的原理，利用控 制步進電動機的升降來控制點滴速度。采用紅外線傳感器對液滴速度和液面進行檢測；利用單片機之間的通信功能 ，采用 RS485 通信方式進行多點對多點的通信，設(shè)計一個主站控制多個從站的有線監(jiān)控系統(tǒng)。主站主要用來控制各