基于單片機的輸液監(jiān)控系統(tǒng)設計畢業(yè)論文-在線瀏覽
2025-08-09 02:30本頁面
【正文】 時，通常由病人、陪同人員和醫(yī)護人員查看輸液瓶剩余量，耗費大量精力，而且效率比較低。因此，設計一種使用方便、可靠穩(wěn)定并且報警準確的輸液監(jiān)控系統(tǒng)裝置，將會具有很大的實用價值。 課題的主要研究工作（1） 設計輸液監(jiān)控系統(tǒng)方案；（2） 設計單片機主控制電路；（3） 設計前端數據采集器電路；（4） 設計輸液監(jiān)控系統(tǒng)蜂鳴器報警電路；（5） 設計輸液監(jiān)控系統(tǒng)數碼管顯示電路；（6） 設計輸液監(jiān)控系統(tǒng)軟件電路；（7） 對輸液監(jiān)控系統(tǒng)進行安裝調試。工作步驟如下：（1） 前端數據采集器獲得報警信號后，將信號發(fā)送給單片機；（2） 單片機對發(fā)送過來的信號進行處理，驅動蜂鳴器報警和數碼管顯示病人座位號碼。AT89C51是一種只讀存儲器的單片機，帶有2K字節(jié)閃存且可編程能擦除。AT89C51是用ATMEL高密度非易失存儲器的制造技術制造而成的，和工業(yè)標準的指令集MCS51以及輸出管腳相兼容。好多靈活而便宜的嵌入式控制系統(tǒng)方案都有AT89C51單片機的身影。圖2 AT89C51管腳圖VCC：電源供電。P0口：P0口是個八位漏級開路的雙向I/O口，每個管腳能夠容納8TTL的門電流。外部程序存儲器也可以使用P0，它能夠被解釋為數據的低八位。P1口：P1口是內部供給上拉電阻，它也是個八位的雙向I/O口，P1口的緩沖器可以容納輸出4TTL的門電流。在進行FLASH編程和檢查的時候，它作為低八位的地址來接收信息。在作為輸入的時候，它的管腳又被外部拉低，作為輸出。當地址是1的時候，P2口運用內部上拉這一優(yōu)點，在對外部存儲器讀寫的時候，它則輸出其特殊寄存器中的信息。P3口：P3口是八個帶內部上拉電阻的雙向I/O口，能夠容納的門電流和P2一樣。P3口還能夠當作51單片機的某些特殊功能口，如表1所示：表1 P3口特殊功能表口管腳備選功能 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計時器0外部輸入 T1計時器1外部輸入 /WR外部數據存儲器寫選通 /RD外部數據存儲器讀選通P3口同時還可以檢查接收控制信號。當作為振蕩器或者復位器件的時候，必須平衡RST管腳在兩個機器周期的高電平時間。FLASH編程的時候，輸入編程脈沖就采用它的引腳。所以ALE能夠運用于對外部的輸出脈沖，有時也用于定時目的。假如想停止ALE的輸出，我們可以在SFR8EH地址上置0。除此之外，它的引腳被稍微拉高了，萬一微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)時ALE不允許，則置位就沒有效果。當外部程序的存儲器在取值的時候，一個機器周期有且只有兩次/PSEN發(fā)揮作用。/EA/VPP：在/EA維持低電平的時候，在這時間段的外部程序存儲器，不論有沒有內部程序的存儲器。當FLASH編程時，/EA引腳同意也適用于施加12V編程電源。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。這個反相放大器能夠作為片內振蕩器。假如XTAL2使用的是外部時鐘源驅動器件的話，那它就應不接。（2）硬件電路設計我們把51單片機作為全部輸液監(jiān)控系統(tǒng)的主控制芯片，把它和前端的數據采集器電路、蜂鳴器報警電路和數碼管顯示電路相連接。由鎵（Ga）與砷（As）、磷（P）、氮（N）、銦（In）的化合物制成的二極管，當電子與空穴復合時能輻射出可見光，因而可以用來制成發(fā)光二極管。磷砷化鎵二極管發(fā)紅光，磷化鎵二極管發(fā)綠光，碳化硅二極管發(fā)黃光，銦鎵氮二極管發(fā)藍光。發(fā)光二極管與普通二極管一樣是由一個PN結組成，也具有單向導電性。不同的半導體材料中電子和空穴所處的能量狀態(tài)不同。常用的是發(fā)紅光、綠光或黃光的二極管。它的正向伏安特性曲線很陡，使用時必須串聯(lián)限流電阻以控制通過管子的電流。它的基本結構是一塊電致發(fā)光的半導體材料，置于一個有引線的架子上，然后四周用環(huán)氧樹脂密封，起到保護內部芯線的作用，所以LED的抗震性能好。在某些半導體材料的PN結中，注入的少數載流子與多數載流子復合時會把多余的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉換為光能。這種利用注入式電致發(fā)光原理制作的二極管叫發(fā)光二極管，通稱LED。極性發(fā)光二極管的兩根引線中較長的一根為正極，應接電源正極。LED單向導通性LED只能往一個方向導通（通電），叫作正向偏置（正向偏壓），當電流流過時，電子與空穴在其內復合而發(fā)出單色光，這叫電致發(fā)光效應，而光線的波長、顏色跟其所采用的半導體材料種類與摻入的元素雜質有關。特性與小白熾燈泡和氖燈相比，發(fā)光二極管的特點是：工作電壓很低（有的僅一點幾伏）；工作電流很小（有的僅零點幾毫安即可發(fā)光）；抗沖擊和抗震性能好，可靠性高，壽命長；通過調制通過的電流強弱可以方便地調制發(fā)光的強弱。把它的管心做成條狀，用7條條狀的發(fā)光管組成7段式半導體數碼管，每個數碼管可顯示0～9，10個阿拉伯數字以及A，b，C，d，E，F等部分字母（必須區(qū)分大小寫）。通常基極不引出，但一些光敏三極管的基極有引出，用于溫度補償和附加控制等作用。當光敏三極管加上反向電壓時，管子中的反向電流隨著光照強度的改變而改變，光照強度越大，反向電流越大，大多數都工作在這種狀態(tài)。不同之處是光敏三極管必須有一個對光敏感的PN結作為感光面，一般用集電結作為受光結，因此，光敏三極管實質上是一種相當于在基極和集電極之間接有光敏二極管的普通三極管。它在結構上與半導體三極管相似，它的引出電極通常只有兩個，也有三個的。和光敏二極管一樣，管子的芯片被裝在帶有玻璃透鏡金屬管殼內，當光照射時，光線通過透鏡集中照射在芯片上。光耦合器是70年代發(fā)展起來產新型器件，現已廣泛用于電氣絕緣、電平轉換、級間耦合、驅動電路、開關電路、斬波器、多諧振蕩器、信號隔離、級間隔離 、脈沖放大電路、數字儀表、遠距離信號傳輸、脈沖放大、固態(tài)繼電器(SSR)、儀器儀表、通信設備及微機接口中。工作原理 用于傳遞模擬信號的光耦合器的發(fā)光器件為二極管、光接收器為光敏三極管。由于光耦合器的輸入端和輸出端之間通過光信號來傳輸，因而兩部分之間在電氣上完全隔離，沒有電信號的反饋和干擾，故性能穩(wěn)定，抗干擾能力強。輸入和輸出間的電隔離度取決于兩部分供電電源間的絕緣電阻。因此，由光耦合器構成的模擬信號隔離電路具有優(yōu)良的電氣性能。（2） 硬件電路設計電路圖如圖7所示。如圖8所示：型號為MOCH22A的槽型光電耦合器中的發(fā)光二極管發(fā)出去的光射入到
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