【正文】 NT1 同時輸出低電平時，經(jīng)反向后 J J4 同時置于常開端，電機實現(xiàn)反轉(zhuǎn)。 （ 5） 聲光報警模塊 當(dāng)單片機接收到報警信號時，以低 電平輸入９０１ 2，驅(qū)動蜂鳴器和發(fā)光二極管，實現(xiàn)報警功能。 ? 液滴速度檢測 滴速檢測程序 15 圖 3－ 2 ① 如前文所述，在滴管兩側(cè)套上紅外傳感器，液滴滴下時，便產(chǎn)生一個脈沖， INT0發(fā)出中斷請求信號，記下脈沖數(shù)， 只需記錄兩個脈沖所間隔的時間，便能得到滴速。 ② 考慮單片機的資源問題， LCD 顯示的驅(qū)動信號有單片機的引腳串出提供， 將采來數(shù)據(jù)經(jīng)過單片機處理后送到顯示。方法： N 除以 64H（ 100），商作為百位，余數(shù)除以 0AH（ 10），商作為十位，余數(shù)為個位。當(dāng) Q7=1 時， S1為 0 使之成為 S1S0=01 的串入右移工作方式，當(dāng) Q7=0 時， S1=1，有 S1S0=10，則串行送數(shù)結(jié)束，標(biāo)志著串行輸入的數(shù)據(jù)已轉(zhuǎn)換成并行輸出。當(dāng)再次到達(dá)信號的上升沿時停止計 數(shù)。通過計數(shù)值可計算出液滴速度。計 10 秒內(nèi)信號脈沖個數(shù)。通過 30秒內(nèi)的計數(shù)值計算液滴速度。 ? 電機控制 資源名稱 功能 外部中斷 INT0（下降沿觸發(fā)） 液滴檢測中斷 定時器 T0（工作方式 1， 6Mhz） 記脈沖當(dāng)前時間 Y N Y N 開中斷 等待中斷 液滴數(shù)加 1，判斷它 =2？ 計算相臨液滴的時間間隔， N=N+1；判斷 N=4？ 求 3 次測量的平均值計算點滴速度 記時器加 16 電機控制子程序 圖 3－ 3 由于吊瓶上升或下降時液滴速度穩(wěn)定時間長，使用常規(guī)閉環(huán)控制方法控制液滴速度非常困難。對電機的速度采用 PWM 速度控制。首先采集當(dāng)前液滴速度，與設(shè)定液滴速度比較，大于設(shè)定液滴速度則下降，反之上升。 當(dāng)前 設(shè)定 V30 30≥ V20 20≥ V10 10≥ V10 10≥ V20 20≥ V30 30≥ V 時間 2 1 0 1 2 當(dāng)前液滴速度與設(shè)定液滴速度差小于 10時，差值除以設(shè)定值，商大于 則調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)方向同上，時間 秒。 主站與從站程序流程圖： 主站程序流程 [11] N N N Y 測試滴速子程序 比較原速度與目的速度是否相等 目的速度是否大于原速度 提高點滴速度 其他子程序 Y 降低點滴速度 17 圖 3－ 4 程序初始后，檢測方式分為定點和循環(huán)兩種。程序初始化后，首先檢測是否有鍵按下，若有，對按鍵進(jìn)行處理，并檢測輸入的從站號，設(shè)定速度，顯示實時點滴速度。當(dāng)液面到達(dá)警戒線時，進(jìn)行報警處理。 從站程序框圖： 檢測方式 開 始 初始化程序 選 擇 從站號 輸入從站數(shù)量 定點巡檢從站 輸入各從站設(shè)定速度 顯示從站參數(shù) 工作狀態(tài) 各從站數(shù)據(jù)巡檢 報警否？ 報警處理 有報警否？ 報警處理 定點 巡檢 Y Y N N 18 圖 3－ 5 多機通信控制流程圖 485 軟件編程講解： 485 芯片的軟件編程對產(chǎn)品的可靠性也有很大影響。這里采用的是數(shù)據(jù)包通信方式。其中引導(dǎo)碼是用于同步每一包數(shù)據(jù)的引導(dǎo)頭；長度碼是這一包數(shù)據(jù)的總長度；命令碼是主機對分機（或分機應(yīng)答主 與設(shè)定值比較 N 小 開始 初始化程序 有按鍵？ 輸入從站號 輸入設(shè)定速度 顯示即時點滴速度 電機控制上升 電機控制下降 液面報警 ？ 按鍵處理 報警處理 Y 大 Y N 19 Y Y N N Y Y N N “00” 非法命令 Y N 符合 不符合 “01” 返回 中斷 就緒 就緒 否 否 “00” 正確 否 否 符合 是 否 返回 子程序入口 串行口初始化 發(fā)送地址楨 從機應(yīng)答否 應(yīng)答地址相符否 命令從機復(fù)位 發(fā)送命令楨 從機應(yīng)答否 命令正確否 命令分類 從機發(fā)送準(zhǔn)備就緒否 從機接收準(zhǔn)備就緒否 發(fā)送數(shù)據(jù)塊 接收數(shù)據(jù)塊 保護現(xiàn)場 地址符合否 發(fā)回地址 接收下一楨 是命令楨嗎 命令分類 從機接收準(zhǔn)備就緒嗎 從機發(fā)送準(zhǔn)備就緒嗎 Rrdy=0送主機 Rrdy=1送主機 Trdy=1送主機 Trdy=0送主機 接收數(shù)據(jù)楨 發(fā)送數(shù)據(jù)楨 接收完否 發(fā)送完否 SM2=1恢復(fù)現(xiàn)場 多機通信主機程序流程圖 多機通信從機程序流程圖 機）的控制命令；地址碼是分機的本機地址號；“內(nèi)容”是這一包數(shù) 據(jù)里的各種信息；校驗碼是這一包數(shù)據(jù)的校驗標(biāo)志，可以采用奇偶校驗、和校驗等不同的方式。為了可靠的工作，在 485總線狀態(tài)切換時需要做適當(dāng)延時，再進(jìn) 行數(shù)據(jù)的收發(fā)。這樣的處理會使總線在狀態(tài)切換時，有一個穩(wěn)定的工作過程 [12]。 ② 主機發(fā)送的控制命令代碼為： 00H ： 要 求 從 機 接 受 數(shù) 據(jù) 塊 ； 01H：要求從機發(fā) 送數(shù)據(jù)塊；其他：非法指令。 ④ 從機狀態(tài)字格式為： D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 ERR 0 0 0 0 0 trdy rrdy 其中：若 err=1，表示從機接受到非法命令；若 trdy =1，表示從機發(fā)送準(zhǔn)備就緒；若 rrdy=1。 (2) 通信階 段 主機發(fā)送的地址信息的特征是串行數(shù)據(jù)的第 9 位為 1，而發(fā)送的數(shù)據(jù)信息的特征是串行數(shù)據(jù)的第 9 位為 0。從機處于接收時，置 SM2=1，然后根據(jù)接收到的串行數(shù)據(jù)的第 9 位的值來確定是否接收主機信號。 液面檢測部分參數(shù)計算 實測時，當(dāng)輸液瓶內(nèi)有液體時，由于液體對光線的折射作用，使光敏二極管所收到的光線較弱， LM339 的 4腳（反相端）電平較低為 1V，當(dāng)液面下降到警戒線以下時（無水時），水對光線的折射作用減弱，使 LM339 的 4腳電平較高為 2V，其中間值為，為確保比較器可以穩(wěn)定工作， LM339 的 5 腳（同相端）電平也應(yīng)調(diào)到 ，當(dāng)R7取 10K， R13 取 ， R10 調(diào)至中間位置，其阻值為 ，則比較器基準(zhǔn)電壓為：5*(++)=。 計算點滴速度的方式 在一定時間內(nèi)點滴的滴數(shù)（即點滴的速度）是單片機通過紅外傳感器測得的脈沖信號計數(shù)獲得的，但怎樣計算點滴速度以滿足在 3 分鐘內(nèi)實現(xiàn)電機對點滴速度的控制是必須考慮的問題 方案一 根據(jù)一定時間 T（如 30 秒）內(nèi)滴下的點滴的滴數(shù) n 計算點滴的速，計算公式為：υ =60n /T（滴 /分）。若選取的時間計數(shù) T較長，則系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定的時間太長。此方案的誤差與系統(tǒng)計算的時間精度有關(guān)，通過調(diào)整計算的時間精度可以改進(jìn)計算誤差，達(dá)到題目所要求的誤 差范圍。 22 距離 (cm) 高度 (cm) 人工 顯示 0 170 155 155 10 160 144 142 20 150 128 127 30 140 119 116 40 130 105 105 50 120 92 90 60 110 81 80 70 100 69 68 80 90 57 56 90 80 46 46 100 70 35 35 110 60 26 25 從表中可見，達(dá)到了題目要求的精度。 測試方法 控制電機采用直流減速電機，按測試規(guī)定方法，安裝固定； 用高約 米醫(yī)用移動式點滴支架，儲液瓶用醫(yī)用 250 毫升注射液玻璃瓶及秒表和設(shè)計顯示進(jìn)行測試對比。 (1)通過鍵盤設(shè)定點滴的速度，單片機控制電機來實現(xiàn)輸液瓶的高度調(diào)節(jié) （即：調(diào)整點滴的滴速 ） (2)實時顯示的檢測點滴速度，并能通過液晶顯示。 (4)按要求分別檢測主站及從站功能。 測試使用儀器： 24 第六章 最終測試數(shù)據(jù) 本章內(nèi)容簡介 本章主要整體電路組建在一起來對數(shù)據(jù)作最后一次分析，看整體情況能不能滿足所設(shè)計要求的指標(biāo) ，從而驗證整體設(shè)計是否合理。 10%177。當(dāng)點滴瓶中液面降至警戒值 (2 至 3cm)時，能發(fā)出聲光報警。 16 個從站中，一個實際從站，一個模擬從站。 從站功能：能輸出從站號、點滴速度和報警信號；從站號和點滴速度可以任意設(shè)定、能接收主站設(shè)定的點滴速度信息并顯示、對異常情況 25 （自設(shè)的無液滴滴下）能進(jìn)行報警。 誤差分析： 1. 在調(diào)整點滴的速度時，可能由于電機的轉(zhuǎn)速不均和滴斗在上下運動中抖動產(chǎn)生誤差． 2. 在電機上升或者是下降時由于慣性的作用電機不能馬上停止轉(zhuǎn)動， 而是向前沖出一段距離產(chǎn)生誤差． 3. 液位報警時，由于液面在接近警戒線時，在其附近有很多氣泡，液面受到氣泡和外界的不穩(wěn)定因素影響產(chǎn)生誤差。 擴展發(fā)揮的思想 （ 1）設(shè)置兩按鍵，當(dāng)電源接通后，吊瓶的位置可能沒有處于要求位置上這就需要人工控制調(diào)瓶的上升或下降直至調(diào)瓶處于要求位置。這樣可以在醫(yī)生不在且病人睡著的情況下提高輸液的安全系數(shù)。 硬件設(shè)計模塊圖如下： 監(jiān)控系統(tǒng)的難點是多機的串行通信，具體協(xié)議上面已給出，這里不再重述。需求 分析，方案論證是制動測控系統(tǒng)設(shè)計工作的開始，也是工作的基礎(chǔ)。 需求分析時，就應(yīng)同是對方案進(jìn)行考慮，以便有針對性的調(diào)查研究。 需求分析的內(nèi)容主要內(nèi)容包括：被測控參數(shù)的形式（電量、非電量、模擬量、數(shù)字量等）。 方案論證是根據(jù)用戶要求、設(shè)計出符合現(xiàn)場條件的軟硬件方案，在選擇測量結(jié)果輸出方式上，要考慮使用者 技術(shù)水平和心里因素。 （ 2） 器件選擇，電路設(shè)計制作。 （ 3） 整個系統(tǒng)的調(diào)試與性能測定。查錯和調(diào)試有時是很費時間的。調(diào)試完成后?，F(xiàn)場調(diào)試時，要對使用情況進(jìn)行詳細(xì)記錄，在各種可能下都要做實驗，并寫出調(diào)試報告。文件不僅僅是設(shè)計工作結(jié)果，而是以后使用，維修以及進(jìn)一步在設(shè)計的依據(jù)。 文件包括：任務(wù)描述；設(shè)計指導(dǎo)思想及設(shè)計方案論證；性能測定及現(xiàn)場試用報告與說明；使用指南；軟件資料（程序圖，子程序使用說明，地址分配，程序清單）；硬件資料（電路圖，元件布置圖及接線圖，接插件引腳圖，線路板圖，注意事項）。從 整體上來看，設(shè)計任務(wù)可以分為硬件設(shè)計和軟件設(shè)計，這兩者互相結(jié)合，不可分離。軟件設(shè)計任務(wù)貫徹始終，到后期基本上是軟件設(shè)計任務(wù)。 27 （ 2） 留有余地。 ① ROM 空間。 ② RAM 空間。這就要求系統(tǒng)配置外部 RAM，如 6264， 62256等。在樣機研制出來后進(jìn)行現(xiàn)場試用時，往往會發(fā) 現(xiàn)一些被忽視的問題，而這些問題是不能單靠軟件措施來解決的。如果在硬件設(shè)計出一些 I/O 端口，這問題就會迎刃而解。和 I/O 端口同樣的原因，留出一些 A/D 和 D/A 通道將來可能會解決大問題。單片機和數(shù)字電路本質(zhì)的區(qū)別，就是它具有軟 件系統(tǒng) 。原則上，只要軟件能做到的，就不用硬件。以軟代硬的實質(zhì)是以時間代空間，軟件執(zhí)行過程需要消耗時間，因此，這種代替帶來不足就是實時性下降。 （ 4） 工藝設(shè)計。 到安裝，調(diào)試，維修的方便。 ? 軟件設(shè)計要點 軟件設(shè)計和硬件設(shè)計必須結(jié)合進(jìn)行。采用“自頂向下逐層分解”的方式，把復(fù)雜的系統(tǒng)進(jìn)行合理的逐層分解，直至每個子系統(tǒng)能被簡單，清楚地表達(dá)和理解為止。結(jié)構(gòu)化模塊設(shè)計根據(jù)上述軟件需求分析，導(dǎo)出軟件模塊，得到軟件模塊結(jié)構(gòu)，包括模塊之間的接口定義。 28 三、 軟件編制 軟件編制是在軟件設(shè)計和硬件資源合理分配（主要包括 ROM， RAM， 定時器 /計數(shù)器，中斷源， I/O 口等）的基礎(chǔ)上，由程序設(shè)計語言把模塊結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換成計算機能接受的形式，即具體的程序編制。軟件測試，糾錯和軟件可靠性三者密不可分。糾錯是診斷已發(fā)現(xiàn)的錯誤，并且改正這些錯誤。一系列全面的測試是軟件可靠性的唯一保 證。 10/03 190122 8. 童詩白 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 第二版 高等教育出版社 1988 年 5月 9. 付萍 智能儀器 第一版