【正文】 調(diào)制信號(hào)，瞬間電流會(huì)達(dá)到很大，大大提高了信號(hào)噪聲比，提高了系統(tǒng)的抗干擾 能力。 L298 驅(qū)動(dòng) 步進(jìn)電機(jī) 速度檢測與液面高度檢測電路 聲光報(bào)警電路 80C52 80C52 儲(chǔ)液瓶 數(shù)碼管顯示 鍵盤 圖 2— 1 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖 8 液位監(jiān)測方案比較 方案一：電極法 它是從輸液瓶口插入 2 根電極，利用藥物的導(dǎo)電特性來檢驗(yàn)瓶內(nèi)藥物是否用完。 方案二：測重法 它是利用彈簧秤或壓力傳感器或電磁感應(yīng)開關(guān) (干簧管 )根據(jù)藥物重量變化來判斷藥液輸完與否，方法雖然簡便，但其可靠性和適應(yīng)性 (對袋裝及塑料瓶裝液體不宜 )無疑受到質(zhì)疑。其中檢測瓶內(nèi)液面的，同樣可靠性及適應(yīng)性受到質(zhì)疑，而且采用激光光源的還將帶來一個(gè)高成本問題。具有非接觸的特點(diǎn)，且性能可靠、安全性好，具有實(shí)用價(jià)值，但是由于超聲波探頭價(jià)格昂貴及安裝操作復(fù)雜，也阻礙了超 聲回波技術(shù)在靜脈輸液檢測中的應(yīng)用。因此只要能檢測液滴滴數(shù)，即可檢測到藥液的輸入量。 綜合比較上面五種方案，從實(shí)用，簡便同時(shí)保證測量準(zhǔn)確度上，使用光電傳感器測量儲(chǔ)液瓶液面高度是最理想的選擇。所以如果采用夾頭控制難以實(shí)現(xiàn)類似的線性控制。在自變量（儲(chǔ)液瓶移動(dòng)距離）變化范圍較大的情況下，這項(xiàng)工作較為繁雜。 電機(jī) 的 選擇 首先講講電機(jī)的選擇，常用的電機(jī)主要有以下幾種：直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、 9 伺服電機(jī)。步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)矩相對直流電機(jī)大，價(jià)格適中，控制精度較高，適用于較精確的測量中 ,可有效提高輸液速度的控制精度。綜合考慮上述各種電機(jī)的特點(diǎn)后，最終選用步進(jìn)電機(jī)。同時(shí)還包括輸液信號(hào)獲取單元，脈沖整形電 路和 A/D 轉(zhuǎn)換單元，聲光報(bào)警電路，電機(jī)控制電路，液面檢測電路。脈沖整形和 A/D 轉(zhuǎn)換電路把采集的模擬信號(hào)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)。 以及 完成對液體點(diǎn)滴控制和顯示 ，鍵盤輸入控制液滴的速度。 89C52是 INTEL公司 MCS51系列單片機(jī)中基本的產(chǎn)品，它采用 ATMEL 公司可靠的 CMOS工藝技術(shù)制造的高性能 8 位單片機(jī)，屬于標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51 的 HCMOS 產(chǎn)品。 89C52 內(nèi) 10 置 8 位 中央處理單元 、 256 字節(jié)內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 RAM、 8k 片內(nèi)程序存儲(chǔ)器（ ROM） 32個(gè)雙向輸入 /輸出 (I/O)口、 3 個(gè) 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器和 5 個(gè)兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩電路。在空閑模式下凍結(jié) CPU 而 RAM 定時(shí)器 、串行口和中斷系統(tǒng)維持其功能。 89C52 有 PDIP(40pin)和 PLCC(44pin)兩種封裝形式。由于紅外光波長比可見光長，受可見光影響較小，其紅外系 統(tǒng)具有尺寸小、重量輕、易于安裝等優(yōu)點(diǎn)。為了減少環(huán)境光源的干擾、增強(qiáng)信噪比，采用脈沖調(diào)制的方式。傳感器輸出的電量信號(hào)通常比較小，不能直接用來顯示、記錄及進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換因此，我們需要有一個(gè)環(huán)節(jié)，把微弱的信號(hào)放大調(diào)整到能與 A/D 轉(zhuǎn)換器輸入電壓相匹配的幅度。 R1 為紅外線發(fā)光二極管的限流電阻， R2 起到電流轉(zhuǎn)換 為電壓的作用。 本系統(tǒng)用光電傳感器來檢測單位時(shí)間內(nèi)點(diǎn)滴下落的個(gè)數(shù)， 該 傳感器內(nèi)含有一個(gè)紅外發(fā)光二極管，一個(gè)光敏三極管（用來接收反射回來的紅外光）。具體電路形式如圖。 點(diǎn)滴信號(hào)的比較、濾波、整形電路 傳感器輸出信號(hào)通?？梢苑譃閮深?:一類為模擬量，例如壓力、溫度、加速度等的測量 。對模擬量信號(hào)進(jìn)行調(diào)整匹配時(shí)，需要經(jīng)過放大電路、調(diào)制與解調(diào)電路、濾波電路、采樣保持電路、 A/D 和 D/A 轉(zhuǎn)換電路等。因此是屬于上面說的第二類，只要進(jìn)行比較和整形即可。在本設(shè)計(jì)中所用的比較器是 LM339A，主要是利用了它的單限比較器。它具有失調(diào)電壓平衡調(diào)節(jié)端 (或用作選通端 )，并且具有連接負(fù)載都多樣性及輸出電流可達(dá) 5OmA 的 特點(diǎn)。雖然吊瓶壁厚度和外直徑都比滴斗大的多，但在增大了紅外發(fā)射功率后，通過有水和無水的儲(chǔ)液瓶接收信號(hào)差異還是可以達(dá)到 30~40mV，這說明紅外探測對于越限報(bào)警電路來說也是可行的。這樣，電路可以簡單、明了，易于檢測液面。這樣系統(tǒng)檢測信號(hào)受到可見光以及測量調(diào)節(jié)中點(diǎn)滴抖動(dòng)的影響，要使檢測到的信號(hào)盡量準(zhǔn)確，需要對系統(tǒng)電路進(jìn)行抗干擾處理。當(dāng)可見光的強(qiáng)度足夠大時(shí)，將會(huì)影響到接收的紅外光信號(hào)的精度。由于系統(tǒng)電路中使用直流 電源給光電傳感器提供工作電壓，所以本系統(tǒng)使用在光電傳感器探測頭上加遮光罩。本系統(tǒng)中將光電傳感器固定在被測裝置上，以減小被測裝置移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的抖動(dòng)干擾。 13 （ 3）干擾的軟件處理。 圖 35 單片機(jī) 輸入信號(hào) 檢測到正常波形時(shí)脈沖寬度是 t mS，若軟件采集脈沖波形上升沿，則檢測到異常波形時(shí)，軟件在 t mS 時(shí)間內(nèi)只默認(rèn)采集了一個(gè)上升沿，即將另一個(gè)上升沿屏蔽掉，這樣軟件就能將異常波形轉(zhuǎn)換成正常波形進(jìn)行處理。當(dāng)傳感器檢測液位低于預(yù)設(shè)值或傳感器檢測不到有液滴下落時(shí)，單片機(jī)控制蜂鳴器報(bào)警燈工作 。它是利用 80C52 的 I/0 口控制驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管工作實(shí)現(xiàn)光報(bào)警的功能。它是利用蜂鳴器發(fā)出聲音提示人們。 聲報(bào)警部分它時(shí)利用報(bào)警器來完成的。蜂鳴器 燈，本設(shè)計(jì)中選用電磁式蜂鳴器作為報(bào)警器。接通電源后，振蕩器產(chǎn)生的音頻信號(hào)電流通過電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場。 14 圖 36 聲光報(bào)警單元 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元（高度調(diào)整單元） 這部分主要由步進(jìn)電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)電路和一定的機(jī)械結(jié)構(gòu)組成。通過電機(jī)的旋轉(zhuǎn)可調(diào)節(jié)點(diǎn)滴裝置的高度。本系統(tǒng)中使用步進(jìn)電機(jī)來控制 2h 的高度，以控制點(diǎn)滴速度。該芯片采用15 腳封裝。輸出電流大，瞬間峰值電流可達(dá) 3A，持續(xù)工作電流為 2A。內(nèi)含兩個(gè) H 橋的高電壓大電流全橋式驅(qū)動(dòng)器，可以用來驅(qū)動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、繼 電器線圈等感性負(fù)載 。具有兩個(gè)使能控制端，在不受輸入信號(hào)影響的情況下允許或禁止器件工作有一個(gè)邏輯電源輸入端，使內(nèi)部邏輯電路部分在低電壓下工作 。使用 L298N 芯片驅(qū)動(dòng)電機(jī)，該芯片可以驅(qū)動(dòng)一臺(tái)兩相步進(jìn)電機(jī)或四相步進(jìn)電機(jī)，也可以驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)直流電機(jī)。按鍵按照結(jié)構(gòu)原理可分為兩類，一類是觸點(diǎn)式開關(guān)按鍵，如機(jī)械式開關(guān) 、導(dǎo)電橡膠式開關(guān)等；另一類是無觸點(diǎn)開關(guān)按鍵，如電氣式按鍵，磁感應(yīng)按鍵等。因此，微機(jī)系統(tǒng)中最常見的是觸點(diǎn)式開關(guān)按鍵，本設(shè)計(jì)也不例外。編碼鍵盤主要是用硬件來實(shí)現(xiàn)對鍵的識(shí)別，非編碼鍵盤主要是由軟件來實(shí)現(xiàn)鍵盤的定義與識(shí)別。非編碼 鍵盤只簡單地提供行和列的矩陣，其它工作均由軟件完成。本設(shè)計(jì)使用的是機(jī)械觸點(diǎn)式按鍵開關(guān)，其主要功能是把機(jī)械上的通斷轉(zhuǎn)換成為電氣上的邏輯關(guān)系。機(jī)械式按鍵再按下或釋放時(shí)，由于機(jī)械彈性作用的影響，通常伴隨有一定時(shí)間的觸點(diǎn)機(jī)械抖動(dòng)，然后其觸點(diǎn)才穩(wěn)定下來。按鍵觸點(diǎn)的機(jī)械抖動(dòng)在觸點(diǎn)抖動(dòng)期間檢測按鍵的通與斷狀態(tài)，可能導(dǎo)致判 斷出錯(cuò)。為了克服按鍵觸點(diǎn)機(jī)械抖動(dòng)所致的檢測誤判，必須采取去抖動(dòng)措施，可從硬件、軟件兩方面予以考慮。 軟件去抖采取的措施是：在檢測到有按鍵按下時(shí)，執(zhí)行一個(gè) 10ms 左右（具體時(shí)間應(yīng)視所使用的按鍵進(jìn)行調(diào)整）的延時(shí)程序后，再確認(rèn)該鍵電平是否仍保持閉合狀態(tài)電平，若仍保持閉合狀態(tài)電平，則確認(rèn)該鍵處于閉合狀態(tài)；同理，在檢測到該鍵釋放后，也應(yīng)采用相同的步驟進(jìn)行確認(rèn)，從而可消除抖動(dòng)的影響。（ 2）有可靠的邏輯處理辦 16 法。（ 3）準(zhǔn)確輸出按鍵值（或鍵號(hào)），以滿足跳轉(zhuǎn)指令要求。按鍵 通過上拉電阻接到 +5V 上。節(jié)省了鍵盤數(shù)，以及電路簡單，可靠性能更高， 設(shè)計(jì)的鍵盤電路如圖所示。 CPU 對鍵盤的響應(yīng)取決于鍵盤的工作方式，鍵盤的工作方式應(yīng)根據(jù)實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)中 CPU 的工作狀況而定，其選取的原則是既要保證 CPU 能及時(shí)響應(yīng)按鍵操作，又不要過多占用CPU 的工作時(shí)間。編程掃描方式是利用 CPU 完成其它工作的空余調(diào)用鍵盤掃描子程序來響應(yīng)鍵盤輸入的要求。定時(shí)掃描方式就是每隔一段時(shí)間對鍵盤掃描一次，它利用單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器產(chǎn)生一定時(shí)間（例如 10ms）的定時(shí)，當(dāng)定時(shí)時(shí)間到就產(chǎn)生定時(shí)器溢出中斷， CPU 響應(yīng)中斷后對鍵盤進(jìn)行掃描，并在有鍵按下時(shí)識(shí)別出該鍵，再執(zhí)行該鍵的功能程序。其工作過程如下：當(dāng)無鍵按下時(shí)， CPU 處理自己的工作，當(dāng)有鍵 按下時(shí)，產(chǎn)生中斷請求，CPU 轉(zhuǎn)去執(zhí)行鍵盤掃描子程序，并識(shí)別鍵號(hào)。每個(gè)數(shù)碼管顯示器由 8 個(gè)發(fā)光二極管組成，陽極連在一起的成為共陽極顯示器，陰極連在一起的叫做共陰極顯示器。 圖 313 數(shù)碼管顯示電路 芯片時(shí)鐘電路 80C52 的時(shí)鐘可以由兩種方式 產(chǎn)生，即內(nèi)部時(shí)鐘方式和外部