【正文】 裝置，能動態(tài)顯示點滴速度（滴 /min） 。 11 圖 液體滴速監(jiān)測與控制裝置 第 2 章 系統(tǒng)方案確定 系統(tǒng)設(shè)計要求 本系統(tǒng)要求設(shè)計一個以單片機為核心的液體點滴速度監(jiān)測與控制裝置，檢測點滴速度、控制 點滴 速 度 ，并能發(fā)出報警信號，系統(tǒng)采用主站控制從站的有線監(jiān)控系統(tǒng)方式實現(xiàn)醫(yī)療輸液過程的群控。這就是提出了小批量產(chǎn)品與成本、集成化與成本、產(chǎn)品研制周期與成本等一系列的問題。例如，航空航天領(lǐng)域要求的小體積大系統(tǒng)，信息應(yīng)用領(lǐng)域提出的個性化等要求， 10 都使得一般固件技術(shù)難以勝任。醫(yī)療事業(yè)的發(fā)展是順應(yīng)科學(xué)技術(shù)而發(fā)展的，醫(yī)療的安全問題更離不開科學(xué)，把高科技應(yīng)用到醫(yī)療事業(yè)中來是對醫(yī)療事業(yè)的一大促進與補充。再者，單片機操作多機控制系統(tǒng)，還可減輕工作人員的壓力，提高醫(yī)護人員的工作效率。應(yīng)用技術(shù)的飛速發(fā)展，使得單片機應(yīng)用系統(tǒng)已經(jīng)逐漸成熟，應(yīng)用也越來越廣泛，目前，單片機已經(jīng)成為 IP庫中的重要成員。 二、內(nèi)容 1） 、總體方案的確定； 2） 、單片機的選擇； 3） 、各模塊電路的設(shè)計； 4） 、軟件設(shè)計；5） 、各模塊調(diào)試； 6） 、撰寫設(shè)計說明書。系統(tǒng)采用主站控制從站的有線監(jiān)控系統(tǒng)方式實現(xiàn)醫(yī)療輸液過程的群控。滴速控制采用步進電機提高輸液瓶高度 來控制滴速的快慢 ，步進電動機控制采用模糊控制或者 PI控制或者兩者結(jié)合控制，報警電路同時采用蜂鳴器和發(fā)光二極管。鍵盤可采用 8279 擴展鍵盤或者直接利用 I/O 擴展而成。針對以上情況我們對系統(tǒng) 9 進行改進設(shè)計了一種方便實用、低成本的 滴速速 測控系統(tǒng)。且單片機的控制容易實現(xiàn)，控制過程也比較簡單，更能夠滿足輸液 滴速的高要求控制。輸液滴速控制針對不同的病人情況采用不同的點滴速度進行輸液控制，比如對成人輸液 滴 速一般設(shè)在 60~80 滴 /分鐘， 而對兒童輸液 滴 速一般設(shè)在 30~40 滴為宜。相對其他領(lǐng)域來說，速度控制是單片機系統(tǒng)最典型，最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域之一。目前，將現(xiàn)場總線與以單片機為核心的多個物理層模塊連接應(yīng)用構(gòu)成多機控制系統(tǒng)也 倍 受人們歡迎。這樣不但可以將單片機的優(yōu)點不互補，而且其體積小，成 本 低，使用方便，作為多機控制的另一個領(lǐng)域。 PC 機與單片機構(gòu)成的控制系統(tǒng)是典型的多機控制系統(tǒng)，它可分兩類：一類是 PC機與單個單片機構(gòu)成的雙機控制系統(tǒng)；另一類是 PC 機與多個單片機構(gòu)成分布式控制系統(tǒng)。但其內(nèi)存小，指令系統(tǒng)簡單，在人機 交換 數(shù)據(jù)管理等方面有一定的局限性。在性能更為強大的基礎(chǔ)上能完成的任務(wù)更復(fù)雜、應(yīng)用場合更多、人機界面更完善，在此等應(yīng)用場合，多單片機控制系統(tǒng)顯示出了優(yōu)越性。 單片機雖然有著強勁的功能，但在要求快速響應(yīng)、實時性強、控制量多的場合（如 8 電梯群控系統(tǒng)等），單個單片機是很難勝任的，雖然此時可以選用高性能處理器，但綜合考慮其性價比，多單片 機控制系統(tǒng)更為突出。在工業(yè)控制領(lǐng)域，多機控制系統(tǒng)很多，如大型檢測監(jiān)控系統(tǒng)、機器人控制系統(tǒng)、水利工程、橋梁工程等。 [1] 多單片機控制系統(tǒng)的概述 隨著人類社會的不斷進步，工程科學(xué)技術(shù)在推動人類文明的進步中一直起著發(fā)動機的作用。 在應(yīng)用系統(tǒng)中，為了保證復(fù)位電路可靠地工作，常將 RC 電路在接施密特電路后，再接入單片機復(fù)位端和外圍電路復(fù)位端，如圖 所示。 圖 所示為一種上電與按鍵復(fù)位電路，在實際應(yīng)用系統(tǒng)中，有些外圍芯片也需要復(fù)位電路，如果這些復(fù)位電平與單 片機的要求一致，則可以與相連。上電復(fù)位所需要的最短時間是振蕩器建立時間加上 2 個機器周期。上電瞬間RST 端電位與 VCC 相同，隨著電容充電電流的減小， RST 端的電位逐漸下降。 2） 單片機復(fù)位電路 如圖 14 所示分別為單片機的幾種復(fù)位電路 。復(fù)位后單片機從程序存儲器的地址 0000H 處開始運行，內(nèi)部寄存器的狀態(tài)如表 所示。 [1] a) b) 圖 a) 外部時鐘方式 b) 內(nèi)部時鐘方式 二、 單片機復(fù)位電路 1） 單片機復(fù)位后的狀態(tài) 無論是 HMOS 型還是 CHMOS 型單片機，振蕩器處于運行狀態(tài)時，如果在單片機的 RST 引腳保持 2 個機器周期（ 24 個振蕩周期）的高電平，則單片機內(nèi)部執(zhí)行復(fù)位操 6 作，以后每個周期執(zhí)行一次，直至 RST 端變低。下面以典型 MCS51 單片機為代表介紹最小系統(tǒng)的各個部分。 （ RD ):外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通信號，低電平有效。 （ T1)：定時 /計數(shù)器 1 外部事件計數(shù)輸入端。 （ 1INT ） :外部中斷 1 輸入端，低電平有效。 （ TXD）：串行口輸出端。能驅(qū)動 4 個 LSTTL 負載。 2)P1 口（ 1～ 8 腳）：具有內(nèi)部上位電阻的 8 位準雙向 I/O 口，可驅(qū)動 4 個 LSTTL負載。 ⑷ 輸入 /輸出口線 1） P0 口（ 32～ 39 腳）：雙向 I/O 口，既可接地址鎖存器作低 8 位地址 I/O 口使用也可以作數(shù)據(jù) I/O 口使用。當(dāng)對片內(nèi) EPROM 編程時，該管腳 PROG 用于輸入編程脈沖。對片內(nèi) RPROM編程時， Vpp 接入 21V編程電壓。 ⑶ 控制線 1） RST/Vpd(9 腳 ):當(dāng)作 RST 使用時，為復(fù)位輸入端；當(dāng)作為 Vpd 使用時，當(dāng) VCC掉電下，可作備用電源。 圖 8031 管腳 各管腳功能說明如下： ⑴ 電源管腳 VCC(40 腳 ):接＋ 5V； VSS（ 20 腳）：接地。 P 0 口 驅(qū) 動 器 P 2 口 驅(qū) 動 器P 0 口 鎖 存 器 P 2 口 鎖 存 器R O M（ E P R O M ）4 K 8程 序 地 址寄 存 器緩 沖 器程 序 計 數(shù)器 （ P C ）P C加 法 器D P T RR A MR A M地 址寄 存器A C CT M P 2 T M P 1A L UP S W定 時與控 制S P指令與寄存器振 蕩 器P 1 口 鎖 存 器P 1 口 驅(qū) 動 器 P 3 口 驅(qū) 動 器P 3 口 鎖 存 器R C A P 2 HP C O N S C O N T M O D T C O NT H 0 T L 0 T H 1T L 1T 2 C O N T H 2 T L 2R C A P 2 LS B U F I EI P中 斷串 行 口 定 時 器B 寄 存 器∞ ∞∞ ∞P 2 . 0 ~ P 2 . 7P 1 . 0 ~ P 1 . 7 P 3 . 0 ~ P 3 . 7P 0 . 0 ~ P 0 . 7PSE NEAA L ER S T 二、 MCS51 單片機的管腳功能 采用 HMOS 制造工藝的 MCS51 單片機都采用 40 管腳雙列直插式封裝；而采用CHMOS 制造工藝的 80C51/80C31,除采用 40 腳雙列式直插式封裝外，還有用方形的封 4 裝方式。運算器用來完成算術(shù)運算、邏輯運算和進行位操作，由算術(shù)邏輯單元（ ALU）、位處理器、累加器 ACC、寄存器 B、暫存器 TMP1 和 TMP2 等組成。 [2] 3 圖 MCS51 單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu) MCS51 單片機的基本組成 MCS51 單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及管腳功能 一、 MCS51 單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu) MCS51 單片機的功能框圖如圖 所示。機電一體化產(chǎn)品是指 機械微電子技術(shù)、機電轉(zhuǎn)換技術(shù)、自動控制技術(shù)與計算機于一體，具有智能化特征的機電產(chǎn)品。它是通過機械技術(shù)與微電子技術(shù)、信息技術(shù)緊密結(jié)合而成的一個新的學(xué)科領(lǐng)域。 [1] 由此可見，單片機與 Inter 的緊密結(jié)合將為單片機應(yīng)用系統(tǒng)的發(fā)展開創(chuàng)另一片天地。無論是 PC 機的硬件平臺，還是軟件操作系統(tǒng)，都要求高度標(biāo)準化，上網(wǎng)方式也大同小異。 （ 5） 單片機與 Inter 隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展， Inter 已經(jīng)成為信息社會的重要組成部分， Inter 技術(shù)已經(jīng)深入到日常生活中和工作中。 （ 4） 單片機在日常生活及家電中的應(yīng)用 單片機越來越廣泛應(yīng)用于日常生活的智能電器產(chǎn)品以及家電中。 用單片機可以構(gòu)成各種工業(yè) 測控系統(tǒng)、自適應(yīng)控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等，例如MCS51 單片機控制電鍍生產(chǎn)線、溫度人工氣候控制、報警系統(tǒng)控制、 IBMPC/XT 和單片機組成的二級計算機控制系統(tǒng)等。 [2] （ 1） 單片機在智能儀表中的應(yīng)用 在各類儀器儀表中，引入單片機使得儀器儀表數(shù)字化、智能化、微型化功能大大提高，例如精密數(shù)字溫度計、智能電度表、微機多功能 PH 測試等等。 [2] 二、單片機的應(yīng)用 單片機具有體積小、使用靈活、成本低、易于產(chǎn)品化、抗干擾能力強、可在各種惡劣的條件下工作等特點。 （５）開發(fā)應(yīng)用方便，研制周期短。指令系統(tǒng)中均有極其豐富的條件轉(zhuǎn)移指令， I/O 口的邏輯操作及位處理功能。 （４）面向控制，控制功能強，運行速度快。 （３）集成度限制，片內(nèi)存儲器容量較小。 （２）抗干擾能力強、可靠性高。而單片機的問世，更進一步推動了計算機應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，使計算機應(yīng)用滲透到各行各業(yè)，達到了前所未有的普及程度。世界上的各個半導(dǎo)體廠商都抓住這個機會，推出自己的產(chǎn)品，一時間單片機如雨后春筍般蓬勃發(fā)展和流行起來。 關(guān)鍵字： 單片機 ； 驅(qū)動 ； 鍵盤 ； 光電傳感器 摘 要 2 The design of the liquid inputing system basing on onechip puter Abstract:With the development at full speed of science and technology in recent years, the application of the onechip puter is being moved towards deepenning constantly, drive tradition is it measure crescent benefit to upgrade day to control at the same time. In measuring in real time and automatically controlled onechip puter application system, the onechip puter often uses as a key part, only onechip puter respect knowledge is not enough, should also follow the concrete hardware structure , and direct against and use the software of target39。電機控制使用了模糊控制的控制算法，可以有效的減小超調(diào)量和靜態(tài)誤差，縮短調(diào)節(jié)時間。在實時檢測和自動控制的單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機往往是作為一個核心部件來使用，僅單片機方面知識是不夠的，還應(yīng)根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)，以及針對具體應(yīng)用對象特點的軟件結(jié)合，以作完善。 附錄 B 從站程序 ............................................................................. 錯誤 !未定義書簽。 參考文獻 .................................................................................................................................. 27 致 謝 ...................................................................................................................................... 28 附 錄 ........................................................................................................ 錯誤 !未定義書簽。 PCB 板設(shè)計 ............................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 常用硬件抗干擾與保護措施 .......................................... 錯誤 !未定義書簽。 第 5 章 系統(tǒng)調(diào)試、抗干擾及制板 ...................................................................................... 26 系統(tǒng)調(diào)試 .................................