【正文】 用一個蜂鳴器與一個發(fā)光二極管實現(xiàn)聲光報警。動態(tài)顯示器的優(yōu)點是節(jié)省硬件資源，成本較低，但在控制系統(tǒng)運行過程中，要保證顯示器正常顯示，CPU必須每隔一段時間執(zhí)行一次顯示子程序，這占用了CPU的大量時間，降低了CPU工作效率，同時顯示亮度較靜態(tài)顯示器低。調(diào)整電流和時間參烽，可實現(xiàn)亮度較高較穩(wěn)定的顯示。雖然在同一時刻只有一位顯示器在工作（點亮），但利用人眼的視覺暫留效應(yīng)和發(fā)光二極管熄 滅時的余輝效應(yīng)，看到的卻是多個字符“同時”顯示。靜態(tài)顯示器的優(yōu)點是顯示穩(wěn)定，在發(fā)光二極管導(dǎo)通電注一定的情況下顯示器的亮度高，控制系統(tǒng)在運行過程中，僅僅在需要更新顯示內(nèi)容時，CPU才執(zhí)行一次顯示更新子程序，這樣大大節(jié)省了CPU的時間，提高了CPU的工作效率；缺點是位數(shù)較多時，所需I/O口太多，硬件開銷太大，因此常采用另外一種顯示方式——動態(tài)顯示。這種顯示方法為每一們都需要有一個8位輸出口控制。7段數(shù)碼管的顯示方法可分為靜態(tài)顯示與動態(tài)顯示，下面分別介紹。當(dāng)其內(nèi)部有一一電流通過時，它就會發(fā)光。每段發(fā)光二極管需要5~10mA的驅(qū)動電流才能正常發(fā)光，一般需要加限流電阻控制電流的大小。常用的LED顯示器顯示器是7段位數(shù)碼管（如圖216），它一般由8個發(fā)光二極管組成，其中由7個細(xì)長的發(fā)光二極管組成數(shù)字顯示，另外一個圓形的發(fā)光二極管顯示小數(shù)點。 LED顯示器是單片機應(yīng)用系統(tǒng)中常用的顯示器件。電路如圖215所示圖215 液位測量電路 常用的顯示器有數(shù)碼管（LED），液晶顯示器（LCD)和熒光屏顯示。所以可以使用精密電阻來微調(diào)Vref，讓其保持在一個合適的值。，這樣可以減小波動對脈沖信號的影響。 脈沖圖214 干擾波形圖多次測量穩(wěn)定，雖有一些Vbas上下的波動，但是脈沖還是比較的明顯，通過設(shè)定一個參考電平Vref，可以用運放來產(chǎn)生一個TTL電平的脈沖，經(jīng)多次分析，有以下不穩(wěn)定因素：。將檢測到的信號送入單片機INT0和INT1產(chǎn)生中斷進(jìn)行計數(shù)。一旦光路上有水滴通過，由于水對紅外光的反射和折射，使得接收管的接收信號變?nèi)?，形成一個小脈沖。液面檢測原理圖如圖213所示?？紤]到系統(tǒng)的醫(yī)用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，醫(yī)用吊瓶中應(yīng)盡量避免異物進(jìn)入，所以采用紅外無損探測方案。為了減少環(huán)境光源的干擾、增加信噪比，采用脈沖調(diào)制的方式。由于紅外光波長比可見光長，受可見光的影響較小，其紅外系統(tǒng)具有尺寸小、重量輕、易于安裝等優(yōu)點。當(dāng)達(dá)到報警預(yù)設(shè)值時，發(fā)生聲光報警。 系統(tǒng)各部分設(shè)計 根據(jù)前面的系統(tǒng)分析，本文輸液監(jiān)控系統(tǒng)其中包含的主要模塊有：輸液信號采集單元、聲光報警單元、電動機單元、液滴顯示單元、液位檢測單元和單片機外圍電路等。兩個脈沖的間隔越短，步進(jìn)電機就轉(zhuǎn)得越快。如果給定工作方式正序換相通電，步進(jìn)電機正轉(zhuǎn)，如果按反序通電換相，則電機就反轉(zhuǎn)。其基本原理作用如下：通電換相這一過程稱為脈沖分配。 步進(jìn)電機區(qū)別于其他控制電機的最大特點是，它是通過輸入脈沖信號來進(jìn)行控制的，即電機的總轉(zhuǎn)動角度由輸入脈沖數(shù)決定，而電機的轉(zhuǎn)速由脈沖信號頻率決定。 步進(jìn)電機控制原理 步進(jìn)電機是數(shù)字控制電機，它將脈沖信號轉(zhuǎn)變成角位移，即給一個脈沖信號，步進(jìn)電機就轉(zhuǎn)動一個角度，因此非常適合于單片機控制。ULN2003可以驅(qū)動7個繼電器,具有高電壓輸出特性，并帶有共陰極的續(xù)流二極管使器件可用于開關(guān)型感性負(fù)載。ULN2003的輸出端允許通過IC電流200mA，飽和壓降VCE 約1V左右，耐壓BVCEO約為36V。在驅(qū)動負(fù)載的時候，電流是由電源通過負(fù)載灌入ULN2003A的。輸入5V TTL電平，輸出可達(dá)500mA/50V,輸出還可以在高負(fù)載電流并行運行。該電路的特點如下: ,在5V的工作電壓下它能與TTL和CMOS電路直接相連, 可以并聯(lián)使用，在相應(yīng)的OC輸出管腳上串聯(lián)幾個歐姆的均流電阻后再并聯(lián)使用，防止陣列電流不平衡，可以直接處理原先需要標(biāo)準(zhǔn)邏輯緩沖器。圖29 ULN2003A電路結(jié)構(gòu)ULN2003是高耐壓、大電流達(dá)林頓陳列,由七個硅NPN達(dá)林頓管組成，具有7個獨立的反相驅(qū)動器，每個驅(qū)動器的輸出灌電流可達(dá)500 mA，導(dǎo)通時輸出電壓約1 V，截止時輸出電壓可達(dá)50V。ULN2003的1～7腳為信號輸入腳，依次對應(yīng)的輸出端為16～10腳，8腳為接地端。通常單片機驅(qū)動ULN2003時，上拉2K的電阻較為合適，同時，COM引腳應(yīng)該懸空或接電源。用戶輸出口的外接負(fù)載可根據(jù)以上參數(shù)估算。它是雙列16腳封裝,NPN晶體管矩陣,最大驅(qū)動電壓=50V,電流=500mA,輸入電壓=5V,適用于TTL COMS,由達(dá)林頓管組成驅(qū)動電路。綜上所述，5G555定時器的功能如下表26所示。當(dāng)u11Uru12Ur2時,兩個比較器輸出Uc1=Uc2=0，基本RS觸發(fā)器被置01，Q=Q/=0，輸出uo=1,同時V截止。 下面分析5G555的邏輯功能。CO為控制端，當(dāng)外接固定電壓Uco時，則 Ur1=Uco、Ur2=1/2Uco。Ur1=2/3Vcc為比較器C1的基準(zhǔn)電壓，TH（閾值輸入端)為其輸入端。圖28 555定時器電路結(jié)構(gòu)它由電壓比較器C1和C2（包括電阻分壓器）、G1和G2組成的基本RS觸發(fā)器、集電極開路的放電V和輸出緩G3散步分組成。該端與放電管集電極相連，用做定時器時電容的放電。若此端外接電壓，則可改變內(nèi)部兩個比較器的基準(zhǔn)電壓，當(dāng)該端不用時，以防引入干擾。當(dāng)端接低電平，則時基電路不工作，此時不論、TH處于何電平，時基電路輸出為“0”，該端不用時應(yīng)接高電平。一般用5V。圖27 555定時器封裝它的各個引腳功能如下： 1腳：外接電源負(fù)端VSS或接地，一般情況下接地。555定時器還可以輸出一定的功率，可驅(qū)動微電機、指示燈、揚聲器等。只要外部配接少個幾個阻容元件便可組成施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、多諧振蕩器等電路。TR1：T1的啟?？刂莆弧F1：T1中斷溢出標(biāo)志位，功能同TF0。TF0：T0中斷溢出標(biāo)志位。IT1：外部中斷1觸發(fā)方式控制位。IE0：外部中斷0標(biāo)志位。表24 中斷源入口地址中斷源請求標(biāo)志入口地址優(yōu)先級外部中斷0IE00003H最高級最低級定時器中斷0TF0000BH外部中斷1 IE10013H定時器中斷1TF1001BH串口發(fā)送接受中斷T1/R10023H2. 定時器/計數(shù)器控制寄存器 TCON(88H) 表25表25 TCON地址位D7D6D5D4D3D2D1D0字節(jié)地址TCONTF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0T088H位地址8FH8EH8DH8CH8BH8AH89H88HIT0：外部中斷0觸發(fā)方式控制位。返回主程序主程序主程序斷點響應(yīng)中斷中斷服務(wù)子程序圖26 中斷請求中斷源是向CPU發(fā)出中斷請求的事件。這些中斷源可通過分別設(shè)置專用寄存器IE的置位或清0來控制每一個中斷的允許或禁止。AT89C52共有6個中斷向量：兩個外中斷（INT0和INT1），3個定時器中斷（定時器0、2）和串行口中斷。定時器/計數(shù)器有4種工作方式，由M1和M0進(jìn)行設(shè)置，如表23所示表23 T1和T0工作方式選擇位.M1 M0工作方式功能選擇00方式013位定時器/計數(shù)器01方式116位定時器/計數(shù)器10方式28位定時器/計數(shù)器11方式3T0分為兩個獨立的8位位定時器/計數(shù)器。=1時，用于計數(shù)。：定時或計數(shù)功能選擇位。GATE=0時，只要軟件使TR0或TR1置1就可以啟動定時器。其格式如下（表22）。定時器/計數(shù)器（T/C）定時和計數(shù)功能由工作方式寄存器TMOD進(jìn)行選擇。定時器2：定時器2是一個16位定時/計數(shù)器。當(dāng)一條指令訪問7FH以上的內(nèi)部地址單元時，指令中使用的尋址方式是不同的，也即尋址方式?jīng)Q定是訪問高128字節(jié)RAM還是訪問特殊功能寄存器。圖25 振蕩器采用外部時鐘的電路如圖右圖所示。10pF。對外接電容CC2雖然沒有十分嚴(yán)格的要求，但電容容量的大小會輕微影響振蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程序及溫度穩(wěn)定性，如果使用石英晶體，我們推薦電容使用30pF177。這個放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成自激振蕩器。如EA端為高電平（接Vcc端），CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的指令。欲使CPU僅訪問外部程序存儲器（地址為0000H－FFFFH），EA端必須保持低電平（接地）。 PSEN： 程序儲存允許（PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當(dāng)AT89C52由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機器周期兩次PSEN有效，即輸出兩個脈沖。此外，該引腳會被微弱拉高，單片機執(zhí)行外部程序時，應(yīng)設(shè)置ALE禁止位無效。如有必要，可通過對特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中的8EH單元的D0位置位，可禁止ALE操作。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個ALE脈沖。ALE/PROG： 當(dāng)訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。當(dāng)振蕩器工作時，RST引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上高電平將使單片復(fù)位（圖24所示）。P3口與其它的I/O口有很大區(qū)別，它除作為—般準(zhǔn)雙向I／O口外，每個引腳還有第二功能（表21）表21 第二功能端口引腳第二功能RXD（串行輸入口）TXD（串行輸出口）INT0（外部中斷0）INT1（外部中斷1）T0（定時/計數(shù)器0）T1（定時/計數(shù)器1）WR（外部數(shù)據(jù)RAM寫使能信號）RD（外部數(shù)據(jù)RAM讀使能信號） ?。?）P2口(21—28腳)：P2口有兩種工作方式：一是作為普通的I/O端口使用，二是訪問外部存儲器時，P2口作高8位地址線使用。I/O(輸入/輸出)：P0、PPP3（1）P0口(39—32腳)：P0口有兩種工作方式：一是作為普通的I/O端口使用二是在CPU訪問片外存儲器時，它是一個標(biāo)準(zhǔn)的雙向I/O口，采用分時復(fù)位方式提供低8位地址和用作8位雙向數(shù)據(jù)總線。當(dāng)EA保持低電平時將只訪問片外程序存儲器。XTAL1（18腳）片內(nèi)高增益反相放大器的輸出端，接外部石英晶體和電容的一端，若使用外部輸入時鐘，該引腳作為外部輸入時鐘的輸入端。 GND(10腳)：接地端。1）AT89C52單片機的主要功能特性 1)兼容MCS51指令系統(tǒng) 2)32個雙向I/O口 3)3個16位可編程TIM/CON中斷 4)2個串行中斷5)2個外部中斷源 6)2個讀寫中斷口線 7)低功耗空閑和掉電模式 8)8k可反復(fù)擦寫(1000次)Flash ROM 9)256x8bit內(nèi)部RAM 10)時鐘頻率024MHz 11)可編程UART串行通