【正文】 例如，在串口接受緩沖區(qū)中有字符，或者在串口連線中的 Carrier Detect(CD)或 Request To 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33 Send(RTS)線上一個(gè)字符到達(dá)或一個(gè)變化發(fā)生時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)事件通知。使用這種方法可以減少事件產(chǎn)生的次數(shù)，只處理應(yīng)用程序關(guān)心的數(shù)據(jù)。 ①查詢方式 查詢方式是指在程序的每個(gè)關(guān)鍵功能之后，可以通過檢查 CommEvent 屬性的值來查詢當(dāng)前事件和出錯(cuò)信息。在 Visua1C++中，對控件屬性的操作都是通過特定的函數(shù)來 實(shí)現(xiàn)的，這些函數(shù)都是 CMSColnfn 類的成員函數(shù) ,當(dāng)聲明了一個(gè)CMSComm 類的實(shí)例后，就可以對該實(shí)例使用“ .”操作符加成員函數(shù)的方法來訪問控件的屬性了。當(dāng)對其進(jìn)行寫入操作時(shí)，是在設(shè)置屬性的新值。設(shè)置控件的幾個(gè)屬性，然后添加控件的事件響應(yīng)代碼，就可以使串口按照要求進(jìn)行工作。它是高級語言編寫的串行通信程序和 PC 串口之間的橋梁。對于本設(shè)計(jì)這樣一個(gè)用于對輸液監(jiān)控的設(shè)備進(jìn)行通信的單片機(jī)系統(tǒng)來說，采用 VC++完全 適合本系統(tǒng)的開發(fā)要求。前者應(yīng)用簡單快捷，但缺點(diǎn)是靈活性差，而且最多只支持 16個(gè)串口；后者功能強(qiáng)大，針對不同的要求，有多種應(yīng)用方式，但缺點(diǎn)是不易掌握。數(shù)據(jù)進(jìn)入串口的操作均由系統(tǒng)后臺(tái)完成。在 Windows 的系統(tǒng)函數(shù)中，均包含了支持通信的中斷的功能。 PC 機(jī)通信接口模塊設(shè)計(jì) Msm 控件屬性及處理 在 WindowS 環(huán)境下，串口是系統(tǒng)資源的一部分。 我們 設(shè)定當(dāng)實(shí)際輸液速度與設(shè)定速度相差在 5滴 /分鐘內(nèi)時(shí)，不引發(fā)報(bào)警，因?yàn)檩斠核俣瘸霈F(xiàn)偏差時(shí)系統(tǒng)對輸液速度的調(diào)整也需要一定的時(shí)間才能完成 ,其次由于輸液進(jìn)程中液體液面下降，也會(huì)造成一定的誤差，預(yù)留一定的偏差值是為了保證輸液進(jìn)程的安全性和穩(wěn)定性。 賈鑫：基于單片機(jī)的輸液監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 30 觀察發(fā)現(xiàn)通信端口為 C0M1,波特率為 1200bit/s,無奇偶校驗(yàn)位。 圖 52 監(jiān)控及報(bào)警界面 Monitoring and alarm interface 在圖中點(diǎn)擊綠燈、紅燈或灰燈，再點(diǎn)擊 均可進(jìn)入相應(yīng)的從站，以便定點(diǎn)檢測輸液的詳細(xì)信息，并設(shè)置相應(yīng)的通信參數(shù)。 圖 51 監(jiān)控管理系統(tǒng)歡迎界面 and management system for the wele screen 為增強(qiáng)系統(tǒng)安全性，特別為監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置密碼保護(hù)，密碼錯(cuò)誤無法進(jìn)入系統(tǒng)。為了設(shè)計(jì)上位機(jī)的監(jiān)控系統(tǒng)，首先應(yīng)選擇一種合適的軟件，常見的 VB、 VC++, Labview、 MCGS 等幾種上位機(jī)軟件均可用于編寫上位機(jī)界面，由于通信的低層軟件一般是用 C來編制的， 因此選擇 VC++ 作為設(shè)計(jì)上位機(jī)監(jiān)控程序的軟件 。 保護(hù)現(xiàn)場 判斷 R4是否 為 10 向主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù) 判斷是否發(fā)送完？ 恢復(fù)現(xiàn)場 賈鑫：基于單片機(jī)的輸液監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 28 5 輸液系統(tǒng)上位機(jī)軟件設(shè)計(jì) 考慮到單片機(jī)系統(tǒng)的界面不是很友善，為了方 便廣大醫(yī)務(wù)工作者使用，也為了本系統(tǒng)更品于推廣，在本系統(tǒng)中開發(fā)了 PC上位機(jī)接口和 Windows 界面，使系統(tǒng)更易于操作，易于使用程序代碼見附錄 C。具體介紹每個(gè)模塊的設(shè)計(jì)思路和程序流程圖。其通信模塊流程圖如圖 44所示。在通信程序中將串行口設(shè)置為模式 1 工作方式并由定時(shí)器 1 采用方式 2 定時(shí)，波特率設(shè)置為 120Obit/s，然后啟動(dòng)定時(shí)器 1，開放串行口中斷，為最高優(yōu)先級。定時(shí) /計(jì)數(shù)器 l 用作波特率發(fā)生器，定時(shí) /計(jì)數(shù)器 0用作超時(shí)處理的定時(shí)器?？偩€節(jié)點(diǎn)的軟件設(shè)計(jì)主要包括三大部分：節(jié)點(diǎn)初始化、報(bào)文發(fā)送和報(bào)文接收。因此通信雙方必須在通信前規(guī)定這些數(shù)據(jù)的含義，即規(guī)定表征數(shù)據(jù)含義的數(shù)據(jù)格式 。協(xié)議一方面規(guī)定了通信波特率、數(shù)據(jù)位數(shù)、停止位數(shù)及奇偶校驗(yàn)的方式等通信的基本參數(shù)，另一方面還需規(guī)定雙方傳輸數(shù)據(jù)的格式，以及傳輸數(shù)據(jù)時(shí)控制數(shù)據(jù)流的方式。 第二部分是通信協(xié)議的約定。波特率是衡量數(shù)據(jù)傳輸 速率的指標(biāo)。在這兩種情況當(dāng)接收方收到傳號后，雙方取得同步。必須保證在同一次傳輸過程中，每幀選擇的奇偶校驗(yàn)類型是一致 （ 4）停止傳輸奇偶位之后是發(fā)送或接收的停止位，其邏輯狀態(tài)恒為 1,位時(shí)間可在 或 2 位選擇，且必須保證在每幀傳輸其間均為相同。 （ 3）奇偶傳輸數(shù)據(jù)位之后是可選擇的奇偶位發(fā)送或接收。數(shù)據(jù)位傳輸規(guī)定最低位在前，最高位在后。接收方在接收到空號后，開始與發(fā)送方同步，并希望收到隨后的數(shù)據(jù)。一幀的傳輸經(jīng)過大致有以下幾個(gè)步驟：無傳輸通信線路上處于邏輯“ 1”狀態(tài)，或稱傳號，表明線路無數(shù)據(jù)傳輸。異步通信協(xié)議特點(diǎn)是通信雙方以一幀作為數(shù)據(jù)傳輸單位。串行通信有同步通信和異步通信兩種方式。串行通信是指通信的發(fā)送方和接收方之間的數(shù)據(jù)信息的傳輸是在單根數(shù)據(jù)線上，以每次一個(gè)二進(jìn)制的 0、 1為最小單位進(jìn)行傳輸。第一部分是串 行通信口的參數(shù)設(shè)置。在設(shè)計(jì)通信程序時(shí)，必須設(shè)置串行通信口的通信參數(shù)和通信協(xié)議的約定 [11]。 中斷入口 N Y N Y 圖 43報(bào)警模塊流程圖 The alarm module flow chart 通信程序模塊程序設(shè)計(jì) 要實(shí)現(xiàn)輸液的遠(yuǎn)程監(jiān)控，上下位機(jī)之間必須有通信模塊。 保護(hù)現(xiàn)場 R4+1； F0=0； 恢復(fù)現(xiàn)場 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 當(dāng)出現(xiàn)以上幾種情況時(shí)單片機(jī)的 端輸出高電平，蜂鳴器進(jìn)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。 ②輸液因意外情況而發(fā)生中斷，這時(shí)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(dāng)輸液成功完成時(shí)相同，這時(shí) R4 的值也就不會(huì)變化，報(bào)警。當(dāng)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(bào)警標(biāo)志位置 1，并把單片機(jī)的 腳置 1，使它們驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管和蜂鳴器進(jìn)行聲光報(bào)警。因此，只要在 4S內(nèi)有液滴滴下 R4 中的值就一定會(huì)改變，在正常的輸液情況下在 4S 的時(shí)間內(nèi) R4的值是一定會(huì)改變的。 賈鑫：基于單片機(jī)的輸液監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 24 外部中斷 INTO 入口 圖 42 液滴計(jì)數(shù)模塊流程圖 Drip count module flow chart 查詢液滴有無及液滴過慢時(shí)的報(bào)警模塊程序設(shè)計(jì) 查詢液滴有無及液滴過慢時(shí)的報(bào)警模塊程序設(shè)計(jì)主要是通過 4S 定時(shí)中斷來實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)有一個(gè)外部中斷時(shí)就對 R4 進(jìn)行加 1，這樣就實(shí)現(xiàn)了對液滴的計(jì)數(shù)，雖然 R4 的最大值只有 255，但是在通信程序中我們設(shè)計(jì)了每隔 4S進(jìn)行一個(gè)循環(huán)，在現(xiàn)實(shí)輸液的過程中在 4S的時(shí)間間隔內(nèi)液滴的滴 數(shù)是不可能達(dá)到 255 滴，所以用一個(gè) 8 位的寄存器對液滴計(jì)數(shù)完全是可行的。這樣，只要對由工 INTO 傳來的中斷個(gè)數(shù)計(jì)數(shù)就相當(dāng)于對液滴的滴數(shù)計(jì)數(shù)。這就要把定時(shí) /計(jì)數(shù)器 O設(shè)置在定時(shí)的功能。系統(tǒng)中，當(dāng)有液滴滴下時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)數(shù)字脈沖，就會(huì)在單片機(jī)系統(tǒng)中產(chǎn)生一個(gè)外部中斷 O，系統(tǒng)在該中斷計(jì)數(shù)時(shí)，需要開啟外部中斷 O，并將其模式設(shè)置為電平觸發(fā)模式，以及用于計(jì)數(shù)的 R4 寄存器的請 O。 (沒有完 )。 ①串口初始化，串口使用工作方式 1，波特率通過定時(shí)器 T1溢出率設(shè)為 1200bit/s，容許接收，系統(tǒng)使用的晶振頻率為 ，必將定時(shí)器 1 的初值設(shè)為 248(OE8)。 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 主模塊 主模塊是核心，它主要是管理各子模塊，以及對數(shù)據(jù)緩沖區(qū)以及串口部分的初始 化。 圖 41從站軟件流程圖 The software flow chart 下位機(jī) 系統(tǒng)各軟件模塊的設(shè)計(jì) 整個(gè)下位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)程序由三個(gè)子程序模塊和一個(gè)主控程序模塊構(gòu)成。② 4S 定時(shí)判斷和現(xiàn)場報(bào)警程序，主要是用于對是否有液滴滴下和液滴過慢時(shí)的報(bào)警 。 賈鑫：基于單片機(jī)的輸液監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 22 4 輸液監(jiān)控系統(tǒng)下位機(jī)軟件設(shè)計(jì) 下位機(jī)的軟 件系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 輸液遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)下位機(jī)的核心是單片機(jī)，而軟件是單片機(jī)控制系統(tǒng)的關(guān)鍵，一個(gè)單片機(jī)控制系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)和可靠性在很大程度上決定于軟件。首先介紹了系統(tǒng)硬 件的總體框圖。在本設(shè)計(jì)中的通信電路的硬件電路設(shè)計(jì)主要就是通信節(jié)點(diǎn)電路的設(shè)計(jì)，通信 結(jié)點(diǎn)電路由 RS485/232 接口電路、單片機(jī)和電源電路組成。各個(gè)下位機(jī)設(shè)有自己唯一的地址，且下位機(jī)之間不能通訊，一切通訊受上位機(jī) (PC機(jī) )控制開始時(shí)，下位機(jī)都處于監(jiān)聽狀態(tài)，等待上位機(jī)發(fā)出指令。利用 RS232 口與現(xiàn)場總線的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)檢測系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)一臺(tái)系統(tǒng)主機(jī)控制多臺(tái)檢測系統(tǒng)。而下位機(jī)和 PC 機(jī)的連接，直接體現(xiàn)在 DNC(Direct Numerical Control or Distributed Numerical Control)用一個(gè)上位機(jī) (PC 機(jī) )對多臺(tái)下位機(jī)進(jìn)行控制，完成單片機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ偶夹g(shù)。 在本系統(tǒng)中主要是用于對一遠(yuǎn)程輸液系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測，這就需要一個(gè)通信電路把遠(yuǎn)程的監(jiān)控對象數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)的采集傳送給上位監(jiān)控系統(tǒng) (PC 機(jī) )。星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是一臺(tái) PC對應(yīng)多臺(tái)單片機(jī)。它可以采用點(diǎn)對點(diǎn)形或星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可以很容易實(shí)現(xiàn)串行口通信。 RS485 半雙工異步通信總線是一種被廣泛使用的數(shù)據(jù)通信總線?，F(xiàn)階段，這種應(yīng)用的核心便是數(shù)據(jù)通信，它包括單片機(jī)和上位機(jī)之間、客戶端和服務(wù)器之間以及客戶端和客戶端之間的通信，而單片機(jī)和上位機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信則是整個(gè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)。 為了不影響別的病人發(fā)出報(bào)警聲后可斷開 S5鍵取消蜂鳴器使系統(tǒng)更加人性化。 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 圖 38 電源電路 power supply circuit 聲光報(bào)警單元 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。此外由于設(shè)計(jì)到對步進(jìn)電機(jī)的控制，步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)電路由 UN2020N 驅(qū)動(dòng)，需要 +5V電壓。電源的設(shè)計(jì)取決于系統(tǒng)所要求的供電 方式，如是采用單電源方案，還是多電源方案，系統(tǒng)的功耗有無特殊規(guī)定等。 壽命長： LCD 器件本身無老化問題，壽命極長。 （ 4）顯示信息量大： LCD 的像素可以做得很小，相同面積上可容納更多信息。 （ 3）被動(dòng)顯示：液晶本身不發(fā) 光，而是靠調(diào)制外界光進(jìn)行顯示。因此它成為便攜式和手持儀器儀表的顯示屏幕。 本設(shè)計(jì)對按鍵進(jìn)行功能定義： S1：按下一次，表示對吊瓶液體體積進(jìn)行選擇 ,選擇完畢后再次按下 S1 確認(rèn)；連續(xù)按下兩次表示對輸液管型號即輸液系數(shù)進(jìn)行選擇，選擇完畢再次按下 S1表示確認(rèn)。每次只處理一個(gè)按鍵，其間對任何按鍵的操作對系統(tǒng)不產(chǎn)生影響，且無論一次按鍵時(shí)間有多長，系統(tǒng)僅執(zhí)行一次按鍵功能程序。 (1)檢測有無按鍵按下，并采取硬件或軟件措施，消除鍵盤按鍵機(jī)械觸點(diǎn)抖動(dòng)的影響。也就是說，它能提供標(biāo)準(zhǔn)的 TTL邏輯電平，以便與通用數(shù)字系統(tǒng)的邏輯電平相容。全編碼鍵盤能夠由硬件邏輯自動(dòng)提供與鍵對應(yīng)的編碼，此外，一般還具有去抖動(dòng)和多鍵、竄鍵保護(hù)電路，這種鍵盤使用方便，但需要較多的硬件，價(jià)格較貴，一般的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)較少采用。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)別是識別鍵符及給出相應(yīng)鍵碼的方法。前者造價(jià)低后者壽命長。 圖 35信號檢測波形 Waveform signal detection 賈鑫：基于單片機(jī)的輸液監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 16 鍵盤及顯示單元 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)開關(guān)元件，也就是說鍵盤是一組規(guī)則排列的開關(guān)。暫穩(wěn)時(shí)間到了后，使輸出 又變?yōu)榈碗娖?。波形示意圖如 35 所示。由于正常輸液速度為40100 滴 /分，以最快速度計(jì)算，每分 100 滴，則每一滴液滴通過的最短時(shí)間大約為 秒，取 R6=100K， C=luF 可由公式（ ）得暫穩(wěn)態(tài)時(shí)間為 : tw=RCln3= 104 秒 () twTmin 可以有效避免兩個(gè)液滴間的干擾。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路中，輸出的矩形脈沖寬度其實(shí)就是暫穩(wěn)態(tài)的時(shí)間，它的長短取決于電路的參數(shù)值。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器有一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)和 一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)。 圖 34 點(diǎn)滴檢測及信號整形電路 Spot detection and signal shaping circuit 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 在檢測過程中，將滴管放在檢測光線的中間，由于外部光線的影響以及液滴的表面是曲面狀的，使其測量產(chǎn)生的波形不穩(wěn)定，干擾較大。將光敏二極管輸出的電流信號轉(zhuǎn)換成電壓信號，把檢 測的信號進(jìn)行整形后送入單片機(jī)處理，就可以計(jì)算出液滴的速度 [7]。紅外發(fā)射器發(fā)出紅外光后，光線穿透滴斗后照射到接收二極管，接收二極管將照射到它上的光線轉(zhuǎn)換成電流信號進(jìn)行輸出。