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摘要
本设计以单片机AT89C51为核心，实现了对液体点滴速度的监测与控制。首先利用红外发射－接收器对滴斗里点滴滴速和受液瓶里液面是否达到警戒液面处实时采集数据。分别用两个步进电机对点滴速度进行控制。步进电机1通过控制输液管软管夹头的松紧对点滴速度进行粗调到设计要求，步进电机2通过滑轮控制h2（滴斗到受液瓶底部的距离）的高度，对点滴速度进行进一步的细调以达到控制精度。当储液瓶里液面到达警戒液面处时驱动蜂鸣器发出报警信号。通过扩展8155H完成键盘显示电路。基于这些完备而可靠的硬件设计，使用一套独特的软件方法，实现对液体点滴速度的精确控制。
关键词：单片机AT89C51、点滴速度、红外发射－接收器、步进电机
Abstract
This design take a machine AT89 C51s as the core, carrying out to the monitor and the control of the liquid intravenous drop speed. Make use of first red shoot the － to receive the machine outside to didou the intravenous drop- drop faces with is subjected to the liquid bottle in the liquid soon whether attain the warnning liquid to face the place is solid the hour collects the data. Use respectively two tread into the electrical engineering to carry on the control to the intravenous drop speed.Tread into the electrical engineering 1 lose the soft tube of the liquid tube to clip the head through a control to carry on to the intravenous drop speed thick adjust the design to request, tread into electrical engineering 2 pass the pulley control h2( didou arrive be be apart from by a bottom of liquid) of height, carry on to the intravenous drop speed further thin adjust to control by attain the accuracy.When keep the liquid bottle to face to arrive the warnning liquid to face the place in the liquid drive the machine of speaker to send out to report to the police the signal.Pass to expand 8155 complete the keyboard manifestation electric circuit.According to these complete but dependable hardware designs, use a set of special software method, carry out accurate control toward the liquid intravenous drop speed.
Keywords: AT89 C51s, the intravenous drop speed,red shoot outside- receive , step motor
目 录
第一章 绪论... 2
1.1 理论分析及设计指... 2
2.2 滴数计算方法确定... 2
第二章 方案论证... 4
2.1中央处理器CPU的选择... 4
2.1.1常见几种单片机的比较... 4
2.1.2中央处理单元AT89C51的确定... 4
2.2点滴速度检测方案论证... 5
2.2.1点滴速度检测方案... 5
2.2.2点滴速度检测方案论证... 5
2.3液面过警线检测方案论证... 5
2.3.1液面过警线检测方案... 5
2.3.2液面过警线检测方案论证... 6
2.4点滴速度控制方案论证... 6
2.4.1点滴速度控制方案... 6
2.4.2点滴速度控制方案论证... 6
第三章 系统硬件设计... 7
3.1 AT89C51的结构原理... 7
3.2时钟电路... 12
3.3复位电路... 13
3.4点滴速度检测电路的设计... 14
3.5液面过警线检测电路的设计... 15
3.6步进电机驱动电路的设计... 15
3.6.1控制输液管软管夹头松紧的步进电机驱动电路... 15
3.6.2改变滴斗到受液瓶底部的距离的步进电机驱动电路... 16
3.6.3步进电机工作原理... 16
3.7液面过警线报警电路的设计... 24
3.8键盘显示电路的设计... 25
3.8.1 键盘接口... 26
3.8.2 显示器接口... 31
第四章 软件设计... 38
4.1主程序流程图... 38
2.2子程序流程图... 39
第六章 结论... 42
参考文献... 43
附件... 44
第一章 绪论
1.1 理论分析及设计指
本设计的题目是输液装置微机控制系统，来源于电子设计大赛。这一题目主要是解决对液体点滴的滴速进行检测并根据这些数据对滴速进行实时控制的问题。对滴速进行检测主要是提供给主机点滴滴速，对滴速进行控制主要是通过软件控制步进电机，步进电机通过控制输液管软管夹头的松紧和改变h2(滴斗到受液瓶底部的距离)的高度来控制点滴速度。由于本设计是以单片机AT89C51为主机，扩展8155H做键盘显示，所以在分析过程中较大篇幅介绍了AT89C51的硬件结构特点与8155H扩展的键 盘和显示器接口的原理。示意图如图（1）
本设计具体技术指标如下：
1．在滴斗处检测点滴速度，并制作一个数显装置，能动态显示点滴速度（滴/分）。
2．通过改变h2控制点滴速度，如右图所示；也可以通过控制输液软管夹头的松紧等其它方式来控制点滴速度。点滴速度可用键盘设定并显示，设定范围为20~150(滴/分)，控制误差范围为设定值 10% 1滴。
3. 调整时间≤3分钟（从改变设定值起到点滴速度基本稳定，能人工读出数据为止）。
4. 当h1降到警戒值（2~3cm）时，能发出报警信号。
图（1）
2.2 滴数计算方法确定
本设计的滴数计算方法用以下步骤实现：为了力求得到准确的、实时的数据，并且滴数控制误差不超过0-2滴的范围，由于有步进电机进给的非线性数据，所以只能经过几次的电机进给角度得到一段时间内实际的滴数，再和预设值相比较，控制在误差范围内。具体分析过程如下：
首先利用步进电机1控制输液管软管夹头的松紧。先测得电机转角最大值和最小值的滴数。根据病人的实际情况设定预设值，假如起始值输入每分钟100滴，设定测试时间的范围为30秒，如果实际得到只有70滴，而此时步进电机的转角为30度，那么加大步进电机的进给角度为60度，得出实际的滴数，假如得到120滴，那么逐渐减小角度，若得到90滴，就再加大角度，经过多次的调试，得到在测试时间范围内的稳定实际数值，再用步进电机2改变h2（滴斗到受液瓶底部的距离）的高度提高滴数控制精度，其具体方法与步进电机1一样。
