【正文】 時(shí)鐘方式。可以用示波器觀察到 XTAL2 輸出的波形。晶體振蕩頻率可在 2~12MHz之間選擇，電容 C 在 5~30pF 之間選擇，外部時(shí)鐘方式是 XTAL1 接地， XTAL2 接外部振蕩電源。復(fù)位后， P0~P3 口輸出高電平，即P0~P3 口的內(nèi)容是 FFH，初值 07H 寫入棧指針 SP，其余的特殊功能寄存器和程序計(jì)數(shù)器 PC 被清零。 80C52 單片機(jī)初始復(fù)位不影響內(nèi)部 RAM 的狀態(tài)，包括工作寄存器 R0~R7。 19 圖 315 復(fù)位單元 供電單元 任何電氣設(shè)備的使用均離不開供電系統(tǒng)，在整個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，電源 的設(shè)計(jì)是必須要考慮的。在本設(shè)計(jì)中由于系統(tǒng)所選用的單片機(jī)是 80C52，它的標(biāo)準(zhǔn)工作電壓為 +5V，采集所用的發(fā)光二極管和光敏三極管等電路它們的工作電壓都是 +5V，因此在本設(shè)計(jì)中采用單電源方案，單電源方案的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)簡(jiǎn)單、工作可靠。考慮到用電安全及設(shè)計(jì)方便等因素，將其設(shè)定在 +12V。 圖 316 電源電路 由上圖中可以得知，此電源電路可以將 220V 的交流市電轉(zhuǎn)換為 +12V 和 +5V 20 直流電進(jìn)行輸出。這種做法的好處是只使用一個(gè)變壓器，降低了成本，同時(shí)還減 小了 +5V 直流電源的紋波電壓 。本系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)的重點(diǎn)在于 : (1)中斷處理程序，主要是用于對(duì)光電傳感器轉(zhuǎn)過來的液滴信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)； (2)中斷處理程序，主要是用于對(duì)光電傳感器轉(zhuǎn)過來的檢測(cè)液面液滴信號(hào)進(jìn)行中斷處理； (4)主模塊框架的構(gòu)建，關(guān)鍵是微處理器資源的合理分配和使用 。 主控模塊設(shè)計(jì) 主控模塊作為軟件系統(tǒng)核心，在工作的時(shí)候首先對(duì)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)和串口部分進(jìn)行初始化，然后協(xié)調(diào)各子模塊進(jìn)行工作。單片機(jī)外圍電路中使用頻率為 的晶振，另一方面是對(duì)外部中斷 0 的設(shè)置，在輸液監(jiān)控系統(tǒng)中，每當(dāng)有液滴下落時(shí)，液滴檢測(cè)電路就會(huì)將其產(chǎn)生的電信號(hào)捕捉，送到信號(hào)整形與 A /D 轉(zhuǎn)換電路中，最后產(chǎn)生一個(gè)數(shù)字脈沖，送至單片機(jī)內(nèi)部使之產(chǎn)生 一個(gè)外部中斷 0。 點(diǎn)滴速度測(cè)量模塊設(shè)計(jì) 點(diǎn)滴速度可以有以下兩種方式進(jìn)行測(cè)量： 方式一：以點(diǎn)滴間隔為單位，記錄一次點(diǎn)滴的時(shí)間，用 60 除以點(diǎn)滴單位時(shí)間就可得到每分鐘的點(diǎn)滴數(shù)。但此法在修正點(diǎn)滴速度時(shí)，可以實(shí)時(shí)的測(cè)得當(dāng)前的點(diǎn)滴的速度變化量，適合在調(diào)整滴速度使用。 通過簡(jiǎn)單的乘法就可計(jì)算出點(diǎn)滴速度，但此法也存在單位時(shí)間內(nèi)不是完整的點(diǎn)滴數(shù)目，從而存在一定的測(cè)量誤差。 在本設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，采用將 方式二 方法進(jìn)行測(cè)量。通過對(duì)多個(gè)點(diǎn)滴測(cè)量計(jì)算出點(diǎn)滴速度。慢慢降低高度，檢測(cè)點(diǎn)滴速度，和相應(yīng)高度建立一一對(duì)應(yīng)列表。 方式一：等間隔方式生成列表。由于高度和點(diǎn)滴速度的近似線性關(guān)系，可以通過等間隔方式比較準(zhǔn)確的列表，但是實(shí)現(xiàn)電機(jī)的非勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，相應(yīng)的增加了軟件的難度。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，繞線直徑變小，裝置下降位移間隔減小，這樣當(dāng)點(diǎn)滴速度較小時(shí)調(diào)節(jié)范圍便小，調(diào)節(jié)效果比等間隔產(chǎn)生的效果好。 點(diǎn)滴速度控制 通過改變高度 2h 來實(shí)現(xiàn)對(duì) 點(diǎn)滴速度的控制，而高度 2h 是由步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)來改變的，這樣就可以避免測(cè)量 2h 的值，直接通過改變步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)角即能實(shí)現(xiàn)對(duì)點(diǎn)滴速度的控制。 23 圖 44 步進(jìn)電機(jī)調(diào)整點(diǎn)滴速度 根據(jù)測(cè)量及查詢相關(guān)資料，發(fā)現(xiàn)液體的滴速和液瓶的高度成線性關(guān)系，如下圖，如果我們把每厘米對(duì)應(yīng)的液瓶的高度輸入單片機(jī)，然后根據(jù)現(xiàn)在的滴速和鍵盤輸入的滴速相比較，如果大，步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)，調(diào)整到相應(yīng)的高度；如果小，步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)，調(diào)整到相應(yīng)的高度。 圖 45 液面高度與液滴流速的關(guān)系圖 150 滴數(shù) /分 液面高度 /厘米 170 0 開始 設(shè)置點(diǎn)滴速度 V 檢測(cè)點(diǎn)滴速度 V1 V10%1 滴 V1V10%+1 滴 VV+10%+1 電機(jī)反轉(zhuǎn)，減小 2h 電機(jī)右轉(zhuǎn)，增加 2h 結(jié)束 是 否 是 24 報(bào)警模塊設(shè)計(jì) 查詢檢測(cè)液面是否低于設(shè)定值的報(bào)警模塊程序設(shè)計(jì)主要是 INT1 中斷來實(shí)現(xiàn)的。此時(shí) INT1 的電平發(fā)生轉(zhuǎn)變， INT1 開始工作，給報(bào)警標(biāo)志位置 1，并把單片機(jī)的 腳置 1，使它驅(qū)動(dòng)蜂鳴器和發(fā)光二極管進(jìn)行聲光報(bào)警，提醒醫(yī)務(wù)工作者開始更換輸液瓶。本系統(tǒng)的主站系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的重點(diǎn)在于 : (1)1*3 矩陣鍵盤輸入，主要是用于對(duì)點(diǎn)滴速度的設(shè)定； (2)8 位數(shù)碼管顯示，主要是用于對(duì)點(diǎn)滴速度的顯示； (4)主模塊框架的構(gòu)建，關(guān)鍵是微處理器資源的合理分配和使用； 報(bào)警請(qǐng)求 啟動(dòng)報(bào)警電路 中斷返回 25 圖 48 主站程序流程 圖 輸入鍵盤模塊的設(shè)計(jì) 輸入鍵盤采用的是矩陣鍵盤， 矩陣鍵盤中，列線通過電阻接正電源，并將行線所接的單片機(jī)的 I/O 口作為輸出端，而列線所接的 I/O 口則作為輸入。行線輸出是低電平，一旦有鍵按下，則輸入線就會(huì)被拉低，這樣，通過讀入輸入線的狀態(tài)就可得知是否有鍵按下了。 判斷鍵盤中有無鍵按 全部行線 Y0Y3 置低電平，然后檢測(cè)列線的狀態(tài)。若所有列線均為高電平，則鍵盤中無鍵按下。其方法是：依次將行線置為低電平，即在置某根行線為低電平時(shí)，其它線為高電平。若某列為低，則該列線與置為低電平的行線交叉處的按鍵就是閉合的按鍵。 開始 初始化 檢測(cè) 發(fā) 送控制信息 報(bào)警 異常？ N Y 26 圖 49 鍵盤行掃描法掃描流程圖 鍵盤掃描 有鍵閉合 延時(shí)去鍵抖動(dòng) 鍵盤掃描 找到閉合鍵 計(jì)算鍵值 閉合鍵釋放 建立有效標(biāo)志 返回 建立無效標(biāo)志 N Y N Y N Y 27 圖 410 鍵盤輸入程序 圖 411 數(shù)碼管顯示流程圖 初始 初始化顯示參數(shù) 關(guān)所有位顯示 取顯示數(shù)據(jù) 輸出段碼數(shù)據(jù) 輸出位選通信號(hào) 延時(shí) 位選通信號(hào)移位 指向下一個(gè)顯示數(shù)據(jù) 3 位完成 返回 開始 初始化 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成 BCD 碼，送入緩沖區(qū) 判斷有沒有鍵盤按下 延時(shí)子程序 顯示 繼續(xù)掃描顯示 Y N 28 參考文獻(xiàn) 1. 江太輝，石秀芳 .MCS51 系列單片機(jī)原理與應(yīng)用 [M].廣州：華南理工大 學(xué)出版社， 2020 2. 王小明 .電動(dòng)機(jī)的單片機(jī)控制 [M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 2020 3. 喻萍，郭文川 .單片 機(jī)原理與接口技術(shù) [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2020 4. 邵群濤 .電氣制圖與電子線路 CAD[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2020 5. 李玉峰，倪虹霞 .MCS51 系列單片機(jī)原理與接口技術(shù) [M].北京：人民郵 電出版社， 2020 6. 趙得安 .單片機(jī)原理與應(yīng)用 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2020 7. 屈波，孫來業(yè)，陸紅偉 .單片機(jī)原理及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書（自動(dòng)化學(xué)院 ） [M].南京：南京工程學(xué)院， 2020 8. 李麗宏，謝克明 .液位自動(dòng)檢測(cè)的現(xiàn)狀與發(fā)展 [J].太原理工大學(xué)學(xué)報(bào) 2020 9. 郁有文 ， 常健 ， 程繼紅 .傳感器原理及工程應(yīng)用 [M].第二版 .西安 ：西安電子科技大學(xué)出版社， 2020 10. 果莉 .點(diǎn)滴監(jiān)控系統(tǒng)的研究 [J].中國(guó)科技信息， 2020 11. 吳劍 .機(jī)器人化多功能護(hù)理的研究與發(fā)展 [J]，華南理工大學(xué) ， 2020 12. 安中權(quán)，冷護(hù)基，林宗良 .儲(chǔ)罐液位檢測(cè)技術(shù)的現(xiàn)狀與展望[J].蕪湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)， 2020 29 附錄： 電路原理圖