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液体点滴自动监控系统

液体点滴自动监控系统

安全与隐私保护
数据安全措施
数据加密:采用加密 技术对数据进行加密, 确保数据在传输过程 中的安全性
访问控制:设置访 问权限,确保只有 授权用户才能访问 数据
数据备份:定期备 份数据,防止数据 丢失或损坏
安全审计:定期进 行安全审计,确保 系统安全无漏洞
隐私保护方案
权限管理:设置不同级别的权 限,确保只有授权用户才能访 问数据
● - 实时监测输液速度、输液量、输液时间等信息。 ● - 自动调整输液速度,确保输液安全。 ● - 报警功能,当输液异常时发出警报。 ● - 数据记录功能,记录输液过程数据,便于查询和管理。
工作原理
传感器监测:实时监测液体点 滴情况
数据传输:将监测数据传输到 控制中心
数据处理:控制中心对数据进 行处理和分析
支持多种通信协议,如TCP/IP、 HTTP等
数据分析技术
数据采集:通过传感器实时采集液体点滴数据 数据预处理:对采集到的数据进行清洗、去噪、归一化等处理 数据挖掘:利用机器学习、深度学习等方法对数据进行挖掘,提取有价值的信息 数据可视化:将挖掘到的信息以图表、图形等形式展示,便于用户理解和决策
工业领域
化工行业:监控液体化学品的生产、储存和运输过程 石油行业:监控石油开采、运输和储存过程中的液体流量 制药行业:监控药品生产过程中的液体流量和浓度 食品行业:监控食品生产过程中的液体流量和浓度,确保食品安全
其他领域
医疗领域:用于监测患者输液 情况,确保输液安全
工业领域:用于监测生产线上 的液体流量,确保生产效率
隐私保护措施:匿名化、数据 脱敏、数据最小化等
平衡策略:在确保安全的前提 下,尽量减少对患者隐私的侵 犯
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无线液体点滴速度监控装置的设计

无线液体点滴速度监控装置的设计

CONO MIC CON STR UCTION 经济建设5环球市场信息导报无线液体点滴速度监控装置的设计输液速度的快慢直接影响药效以及患者生命安全。

临床上人为监控误差大、可操作性差,使得输液速度很难实时控制。

本文设计的液体的点滴速度监控装置利用红外传感器实时检测输液的速度,将采集的点滴速度实时无线传输给控制中心,控制中心通过与设定速度比对发出无线控制信号,来调节流速调节器来调节液体的流速,从而实现点滴速度自动调节。

本设计只需将速度检测和速度调节部分固定在一次输液器上即可使用,无需专用输液器,也可扩展应用到其他液体速度监控装置领域。

点滴输液是临床上最为常见的治疗方法之一,大部分药物的输液速度都有严格的规范。

由于在输液前人工控制速度存在误差,在输液过程中人工监护输液速度工作量大很难保证输液的速度。

目前的研制点滴液体速度监控装置大多都为有线检测装置且需要通过输液瓶的高度来调节点滴的速度,这些点滴输液器需要专用的输液器使得输液成本加大,很难在医疗市场推广。

为了解决以上问题,本文设计了一款无线液体点滴速度监控装置。

该系统以单片机ST C 89C52为控制中心,采用红外发射接收对管装置检测液滴速度,并实时将检测的速度值无线发送给控制中心,控制中心根据传输的速度值来实时发送控制信号给液体调速模块来实时调节液体流速,从而实现点滴流速自动监控的目的。

1.硬件设计本系统硬件采用模块化设计,如图1所示,包括速度检测、控制中心、速度调节三个模块。

每个某块都是一个独立的系统均可以独立工作。

速度检测部分检测输液速度值并将速度信号实时传输给控制中心;控制中心部分主要负责接收检测部分的速度数据信号,根据接收的速度值来判断是否需要调速,若需要调速则向速度调节模块发送速度调节模块信号;速度调节再接收到速度调节信号后,判断是速度增加还是减少信号然后驱动步进电机调节液体流速调节器孙佰顺武传佳李洪亮图硬件原理框图81的调节滚轮来增加或减少点滴输液速度。

液体点滴速度控制教学实验装置的设计

液体点滴速度控制教学实验装置的设计

液体点滴速度控制教学实验装置的设计◆王 强单片机的教学实验在信息电子专业的教学中占有十分重要的地位,为了使同学们掌握单片机的开发系统的基本知识,本文设计了一个液体点滴速度自动控制的实验装置,该装置能够由人工设定点滴速度,并能根据监测到的点滴速度通过控制算法达到设定速度,而且调整时间较快。

该装置不仅可以很好地应用到教学实验中,并且还可以推广到实际应用中。

点滴速度自动控制装置教学装置一、前言在传统医疗过程中,给病人输液一直采用人工观测和人工调节点滴的速度,点滴的监控受到医务人员责任心和熟练程度的限制,给病人和医疗过程带来一定的安全隐患。

同时,现阶段实践性教学环节有它的薄弱之处,大都处于滞后、分散、针对性不强、系统性不够、综合性不强等低层次循环状态,师生重视程度不够,一方面,造成学生找不到工作,另一方面,某些岗位的高级应用技术人才紧缺。

为此,必须充分重视实践教学环节,充分发挥出实践性教学的最大功效。

其有效措施之一,就是配合一些优秀的实验教学模型,开展设计性、系统性、综合性的实验和实习教学。

对实验教学模型有几点主要要求:(1)系统性;(2)新技术的综合性;(3)设计性;(4)直观性。

本文将89C51单片机用于对输液实验装置的设计,实现键盘设定输液速度,通过传感系统来确定点滴速度和对液位警戒线的检测,利用LED 数码显示屏实时显示,通过电机控制储液瓶的高度来达到控速的目的,整个系统结构简单,易于实现。

二、硬件设计系统硬件结构框图如图1所示。

主要包括单片机系统、液滴探测、液位检测、报警输出、步进电机控制、看门狗等电路。

单片机系统选用AT89C51,内含4K 字节的EEPRO M ,便于研制阶段反复调试和修改;为提高系统的可靠性,使得当系统掉电、上电后程序可以恢复正常,本文设计了看门狗硬件电路。

图1 系统的整体结构图1.点滴速度检测滴速检测是采用LM339过零比较电路,采用红外发射—接收对管作为液滴检测器件,根据接收到的光强的强弱判断是否有液滴滴下。

液体点滴速度监控装置

液体点滴速度监控装置

液体点滴速度监控装置摘要:本文设计了一个液体点滴速度监控装置,实现了键盘输入、液晶显示、滴液检测、滴速控制、声光报警的功能。

实践证明,该装置在医疗输液自动监控领域可以得到很好的应用。

关键词:液体点滴;监控;医疗输液0 引言随着信息技术的发展和微电子技术的应用,在医疗卫生领域和工业控制领域一场随之而来的信息化的变革也正在进行。

在医疗卫生领域,针对输液流量的控制需求,在工业控制领域,生产中的液位流量有着同样的控制需求,本文给出了一种基于MCU技术的液体点滴速度监控装置的方案。

研制该装置的主要是为了克服人工监测液体液位和液体流量所消耗的精力过大,效率过低等的弊端,该装置在理论研究及实际应用中具有重要价值,而对医疗卫生领域与工业控制领域来说意义更为重大。

1 液体点滴速度监控装置系统总体需求液体点滴速度监控装置系统的需求即在液体流量的控制过程中,在速度、流量等方面实现自动化操作,实现液位流量的实时显示、限度报警等功能。

装置应具备以下几个功能:1)液体流动的速度及总量等信息可设定;2)液体的滴速可通过光电检测技术进行实时监测;3)对于所监测到的液体信号,液体的剩余量可经过计算与分析得到;4)液体流动信息可通过LCD屏幕进行实时显示;5)液体的流速可的自动控制;6)声光报警的功能;7)要求装置操作简单,使用方便;8)要求装置成本控制在可接受的价格范围之内。

2 液体点滴速度监控装置系统总体的设计方案按照以上需求进行分析,液体的点滴速度监控装置系统的研制方案如下:1)利用MCU的I/O端口通过键盘进行数据输入,从而可设定液体流度及总量等信息;2)一个设计良好的人机交互界面在液体点滴速度监控装置系统中是必要的,可采用能够显示字体和图形的LCD实现;3)利用MCU的A/D端口,对光电传感器产生的液滴脉冲信号的接收,从而监测液体的滴速;4)采用MCU实现该装置对液体滴速的自动控制。

3 系统模块研制按照实际的需求,嵌入式应用系统的开发应包括硬件系统的开发及软件系统开发两大部分,此两部分是密不可分、相互关联的,液体点滴速度监控装置的硬件开发应该依照安全可靠、足够的抗干扰能力、易用性、经济合理的原则。

液体点滴测速

液体点滴测速

液体点滴速度监控装置一、方案论证及选择1、系统总体框图如下:2、滴速检测部分为了检测液滴下落的速度并且将其转换为电信号,需要利用适合的传感器来完成。

方案一、利用光电传感器,将其发射端和接收端分别设置在滴斗的两端。

当液滴下落时,通过光电传感器的瞬间,由于水对光的折射作用,会使接收端接收到的可见光能量降低,以此进行计数,再传入单片机进行处理,完成检测速度功能。

方案二、利用主动式红外发射接收传感器,液滴下落时,利用其对红外线的吸收和折射能力,是红外接收在液滴下落至红外线发射接收通路上时接收红外线发生衰减,来进行规律性的计数,完成检测速度功能。

方案三、利用导线自制一对探针置于滴斗内,在液滴落下的瞬间,利用液滴导电性使两个探针导通,以达到检测的目的。

方案一利用水对可见光的折射来计数,对于题目要求的无色液体来说,谁对其吸收能力很弱,基本上完全靠折射来工作。

而方案二则是利用水对红外线的吸收和折射作用来计数,有较强的适应性,可以应用于无色液体。

方案三则为有损探测,与前两项无损探测相比,局限较大。

综上,选方案二。

3、速度控制部分控制液滴下落速度主要有两种方法:方案一、通过步进电机和滑轮系统控制储液瓶的高度,来达到控制液滴流速的目的。

方案二、通过控制滴速夹的松紧程度来控制液滴流速。

方案一实现较为简便,通过步进电机可方便地实现储液瓶高度的调节,从而达到控制液滴流速的目的,但缺点是调节储液瓶移动的距离比较大,所需时间比较长,而且储液瓶高度与流速的关系非线性,并且没有现成的公式可以利用,而只能去足够多的采样点,来分析两者之间的关系,得出大致的经验公式。

在自变量(储液瓶移动距离)变化范围较大的情况下,这项工作更为繁杂。

方案二控制滴速夹移动的距离很小,但是滴速夹的松紧调节过程中,移动距离、移动阻力等参数难以计算,用机电系统实现起来较为困难。

综上,我们选择方案一。

4、电机驱动模块方案一、采用集成驱动芯片,再利用单片机驱动。

方案二、采用分立元件构建与集成驱动芯片等效功能的电路,驱动信号较之方案一复杂。

(整理)液体点滴测速

(整理)液体点滴测速

液体点滴速度监控装置一、任务设计并制作一个液体点滴速度监测与控制装置,示意图如右图所示。

二、要求1、基本要求(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。

2、发挥部分设计并制作一个由主站控制16个从站的有线监控系统。

16个从站中,只有一个从站是按基本要求制作的一套点滴速度监控装置,其它从站为模拟从站 (仅要求制作一个模拟从站)。

(1)主站功能:a.具有定点和巡回检测两种方式。

b.可显示从站传输过来的从站号和点滴速度。

c.在巡回检测时,主站能任意设定要查询的从站数量、从站号和各从站的点滴速度。

d.收到从站发来的报警信号后,能声光报警并显示相应的从站号;可用手动方式解除报警状态。

(2)从站功能:a.能输出从站号、点滴速度和报警信号;从站号和点滴速度可以任意设定。

b.接收主站设定的点滴速度信息并显示。

c.对异常情况进行报警。

(3)主站和从站间的通信方式不限,通信协议自定,但应尽量减少信号传输线的数量。

(4)其它。

三、评分标准四、说明1、控制电机类型不限,其安装位置及安装方式自定。

2、储液瓶用医用250毫升注射液玻璃瓶(瓶中为无色透明液体)。

3、受液瓶用1.25升的饮料瓶。

4、点滴器采用针柄颜色为深蓝色的医用一次性输液器(滴管滴出20点蒸馏水相当于1ml±0.1ml)。

5、赛区测试时,仅提供医用移动式点滴支架,其高度约1.8m,也可自带支架;测试所需其它设备自备。

6、滴速夹在测试开始后不允许调节。

7、发挥部分第(2)项从站功能中,c中的“异常情况”自行确定。

液体点滴速度监控装置设计报告

液体点滴速度监控装置设计报告

液体点滴速度监控装置设计报告一、引言液体点滴在医疗领域中广泛应用,用于输液、给药等目的。

监控液体点滴的速度对于保证患者的安全和治疗的有效性至关重要。

为了满足对液体点滴速度进行实时监控的需求,我们设计了一种液体点滴速度监控装置。

二、设计原理三、装置设计1.液位传感器:液位传感器是用于测量液体液位变化的关键组件。

传感器采用了浮球原理,即将一个浮球固定在导轨上,当液位升高时,浮球被抬升,随着液位降低,浮球被下压。

通过浮球的位置变化,可以得到液体的液位变化情况。

2.电子控制单元:电子控制单元包括微控制器、模数转换器和显示屏。

微控制器用于处理传感器的信号,并计算液体点滴的速度。

模数转换器用于将传感器的模拟信号转换为数字信号,供微控制器处理。

显示屏用于实时显示液体点滴的速度。

3.其他组件和接口:装置还需要其他一些组件和接口来支持工作,如电源、按键开关和数据输出接口。

电源用于为整个装置提供电力,按键开关用于启动和停止液体点滴速度监控功能,数据输出接口用于将监控结果输出给其他设备。

四、工作流程1.用户启动装置,并通过按键开关选择开始监控液体点滴速度。

2.液位传感器感知液位的变化,并将模拟信号传递给模数转换器。

3.模数转换器将模拟信号转换为数字信号,传递给微控制器。

4.微控制器根据液位的变化计算出液体点滴的速度,并将结果显示在显示屏上。

5.用户根据显示屏上的速度信息判断液体点滴是否正常,并根据需要进行调整。

五、性能评估1.准确性:液体点滴速度监控装置应具备高精度的液位测量和速度计算能力,以保证监控结果的准确性。

2.稳定性:装置应具备良好的稳定性,能够在各种环境条件下正常工作,不受外界干扰影响。

3.实时性:装置应能够实时监测液体点滴的速度,并将结果及时显示在显示屏上,以满足临床医疗的需求。

六、结论本设计报告介绍了一种液体点滴速度监控装置的设计原理和工作流程。

该装置通过液位传感器和电子控制单元实现对液体点滴速度的实时监控,并通过显示屏将监控结果显示出来。

智能化的液体点滴速度监测与控制装置

智能化的液体点滴速度监测与控制装置

液体点滴速度监控装置Moniting and controlling system of liquid drop speed江苏城市职业学院宜兴办学点06应用电子技术孙成亚060306350716摘要:利用单片机设计并制作一个智能化的液体点滴速度监测与控制装置。

该装置由水滴速度测试系统、水速控制系统、显示装置、单片机系统、键盘和报警等系统组成。

应用水的压强随着高度差的变化而变化的原理,利用控制步进电动机的升降来控制点滴速度。

点滴速度可用键盘来设定,设定范围为20~150(滴/分),控制误差范围在10% 1滴左右。

从改变设定值起到点滴速度基本稳定整个过程的调整时间小于3分钟。

同时在水到达警戒线以下时能发出报警信号。

关键字:点滴速度,红外传感,步进电动机,52单片机引言目前大小医院中所使用的静脉输液器都是悬挂在病人的上首才能输液,输液速度难以准确限制,这对特护病人和对输液速度有较严格的病人是不方便的。

目前的输液监控报警器笨重、体积大、价格太高,增加医院和病人的费用。

所以如果有液体点滴速度监控装置,必将深受医务人员和病人的欢迎。

因为它有许多的优点,如:可以用按键准确控制速度,可以报警,设备结构简单,费用低等。

所以对液体点滴速度监控的研究十分有意义。

目录摘要引言一、方案比较,设计与论证1.控制方案比较2.液滴检测方案比较3.通信方案比较二、理论分析1.PID控制算法三、系统设计1.系统结构图2.主站部分3.从站部分4.通信部分四、调试1.硬件调试2.软件调试3.软硬综合调试五、数据指示测试1.测试仪器2.测试方法3.测试数据4.测试结果及误差分析六、总结七、附录1.参考文献2.主要元器件清单3.程序清单一、 方案比较,设计与论证1.控制方案比较方案一:(见图F —1—1)此方案是传统的二位模拟控制方案,其优点是电路简单,易于实现。

但模拟控制方式难以把精度做得很高,难以实现题中键盘设定和动态显示滴速及远程通信功能图F —1—1方案二:(见图F —1—2)此方案采用89C52单片机系统来实现,可用软件实现复杂的算法和控制。

液体点滴速度监控装置

液体点滴速度监控装置

图2图1图4(或反转)并对霍尔元件产生的脉冲个数计数,当霍尔元件产生的脉冲个数与所需的脉冲个数相等,即让电机停转,此时升高(或下降)到达的高度即为所需高度。

(3)手动和自动功能转换 本系统增加了手动按扭操作,调试时和自动操作结合起来能更快、更准确地调节液位高度。

自动和手动控制转换装置由三个按键开关组成。

其中K1有自锁功能,当K1按下时系统进入手动控制状态。

此时按下K3,T1基极电位变为高电平导通,电机得电正转;当松开K3按下K2时,高电平通过K2使T1导通,电机得电,同时触发T3导通使继电器线圈得电,通过继电器触点的状态变化实现电机反转。

算法及软件流程图1.从站部分的软件设计思路从站系统软件根据总体方案要求,采用“粗调+细调” 的闭环控制方法。

所谓“粗调”,就是根据当前所测到的实际滴速与所要设置的滴速相比较,再查表,得到调瓶要上升(或下降)的脉冲数,直接驱动电机正反转,并记录脉冲个数,当脉冲个数到,即让电机停转。

所谓“细调”就是在粗调完成的基础上, 再测量粗调后的滴速,如果测到的滴速不在要求允许的误差范围内,再做第二次调整。

这样做提高了控制精度。

如果粗调完成,控制精度已经符合要求,则无需再经过细调。

经试验,大多数情况下,粗调之后即能满足要求,无需经过细调。

采用“粗调+细调”的这种做法, 首先要有一个较为详尽、准确的表格。

其次就是调整前,必须等待系统实际测量值稳定后,才能做调整。

因为调整方案是以当前实际滴速为基准查表得到的,如果当前滴速还不稳定,查表得到的值必定不是准确的值,从而不满足要求。

经过多次试验,我们得到了一个较为详尽、准确的表格。

表1为不同高度下的滴速值。

在对每一个高度的滴速进行人工测量时,由于人为或仪器等诸多因素的存在,测量到的值难免有误差。

但本方案采用的是 “粗调+细调”的闭环控制方法,从根本上解决了这个问题。

由表1可知,每个高度都对应有一个相应的滴速,控制过程:假设当前滴速为60滴/分,要调整至20滴/分。

数字式医用输液状态光电检测及点滴速度监控装置设计

数字式医用输液状态光电检测及点滴速度监控装置设计

摘要输液装置是医疗器械中一种被广泛使用且非常重要的一次性消耗器材,在传统的输液过程中,通常是由人工设置输液点滴的速度,也是依靠人工来监测输液瓶中液位高度等输液的状态。

这种人工的方式既费时费工,也存在着非常大的安全隐患,因而设计一种数字式医用输液状态光电检测与点滴速度监控装置就有着非常迫切的现实意义。

就数字式医用输液状态光电检测与点滴速度监控装置的问题而言,整个装置通过采用 AT89S52单片机主控模块,行列按键与对射式光电传感器的输入模块,以与控制储液瓶移动的步进电机驱动单元和LCD显示单元与光电报警单元一同构成的输出模块,三个模块相结合的方案。

采取硬件设计与软件设计与模拟仿真的方法。

硬件电路设计采用对射式光电传感器红外检测采集液滴数据,以与检测储液瓶内剩余液量并报警。

通过键盘输入控制设置点滴速度,步进式电动机控制吊瓶移动改变点滴滴速,单片机驱动电机控制药液的滴速滴注,由 LCD显示检测滴速值。

软件系统设计主要包括单片机主控程序、点滴速度测量程序、电机控制程序、LCD显示程序、报警程序以与输入键盘程序几大局部的设计。

在模拟仿真方面,运用Proteus 和 Keil 软件进展了软件仿真设计,更具科学性可将理论运用于医疗实际,将更有助于临床的实际应用。

关键词:点滴监控;光电传感器;AT89S52单片机;步进电机ABSTRACTWith the development and application of information technology and microelectronics technology, in medical and health field a conitant information revolution is underway. In medical and health field, according to the needs of the infusion flow control, this paper presents a kind of control device based on single-chip technology of liquid dropping speed monitoring scheme. The device is mainly in order to overe the manual monitoring liquid level and liquid flow, the consumption of energy is too large, the efficiency is too low, the disadvantages, the device in theory and practical application has important value, and to the field of medical health is more important.On problems of digital medical transfusion status of photoelectric detection and drop speed monitoring device, through the use of its core is AT89C51 microcontroller, is based on the input position and the reflective photoelectric sensor in the matrix keyboard keys system. The output is in intelligent control bottle moving stepper motor, LED digital tube and bee sound alarm circuit posed of. Take the hardware design and the software design and simulation, is used in hardware circuit of infrared reflective photoelectric sensor detection collecting droplet data, and detection of the liquid storage bottle residual liquid and alarm. Through the keyboard input control set of dropping speed, step motor control the bottle move to change for control the Drip drip speed MCU drive gear motor drives the spiral pressing mechanism control liquid drip infusion, and LED digital tube display dripping speed of detection value. System software mainly includes MCU control procedures, Disu detection procedures, dripping speed display program, dripping speed control procedures, alarm program is made up of the following parts. In the simulation, the use of Proteus and keil software simulation software design, more scientific the theory is applied in the actual medical further expansion, in order to make it more intelligent, automation, the above, hypogynous machine (Master / slave) way into digital medical infusion monitor network. Will be more helpful to the clinicalapplication.Keywords: spot monitoring; photoelectric sensor; AT89S52 MCU; stepping motor目录1绪论11.1 课题背景11.2 课题意义12总体方案设计32.1 技术要求32.2 系统总体框图32.3 系统方案论证与比拟42.3.1 控制方案的比拟与选取42.3.2 点滴速度检测方案的比拟与选取52.3.3 液位监测与报警方案比拟与选取62.3.4 点滴速度控制方案的比拟与选取62.3.5 电机的比拟与选择72.3.6 滴速与键盘显示方案的选取73系统的硬件设计93.1 AT89S52单片机最小系统93.1.1 中央处理单元93.1.2 振荡电路103.1.3 复位单元电路103.2 点滴信号处理单元113.2.1 点滴信号检测单元113.2.2点滴信号的比拟、滤波、整形单元123.3 液位检测单元12133.5 步进电机驱动单元14153.7 LCD显示单元164系统的程序设计17主控程序设计1718204.3.1 电机控制原理2021234.5 输入键盘模块程序设计234.6 LCD显示模块程序设计26 5系统仿真285.1 程序编译285.2 仿真结果305.2.1 点滴速度检测仿真305.2.2 点滴速度控制仿真32 6总结与展望346.1 总结346.2 展望346.3 心得体会35致谢错误!未定义书签。

液滴速度监控装置的设计报告.

液滴速度监控装置的设计报告.

液体点滴速度监控装置设计长沙大学07级电子专业徐姿龙泽亮摘要:本系统为一个液滴的速度检测与控制装置。

以单片为核心,由水滴速度测试系统、水速控制系统、显示装置、单片机系统、键盘系统和报警等系统组成。

应用水的压强随着高度差的变化而变化的原理,利用控制步进电动机的升降来控制点滴速度。

点滴速度可用键盘来设定,键盘系统为独立式按键系统,红外对管是为检测液滴的速度提供脉冲。

从改变设定值起到点滴速度基本稳定整个过程的调整时间小于3分钟。

同时在水到达警戒线以下时能发出报警信号。

以上为系统的一个结点,我们还建立了一个由主站控制16 个从站的有线监控系统。

每个从站都可以和主站通信。

主站可以工作在定点和巡回检测两种方式下,可以显示从站传输来的从站号和点滴速度,16个从站中,只有一个从站是按基本要求制作的一套点滴速度监控装置,其它从站为模拟从站(仅制作了一个模拟从站)。

关键字:点滴速度,红外对管,步进电动机,51单片机Abstract: A droplet of the system for speed detection and control devices. AT89C51 to asingle core test system from the speed drops, water speed control systems, displaydevices, microcontroller systems, keyboard systems, and alarm system.Applicationof water pressure as the height difference and change the principle, the use ofstepper motor control to control the drip rate of take-off and landing. Drip rate ofthe keyboard can be used to set the keyboard for stand-alone system, key systems,infrared detection of the tube is to provide the pulse rate of droplets. Changesettings from drip to play the basic stability of the speed of adjustment of theprocess time of less than 3 minutes. At the same time to reach the warning level inthe water can be issued when the following warning signals.This system of a node, we also established a master control station 16 of the cablefrom the monitoring system. Each slave and master can be communication. Masterstation can be fixed and roving in the detection of two ways, we can show thattransmission from station to station and from the drip rate, can be set to the numberof inquiries from the station from the station number, the speed bit by bit from thestation.Keyword: little speed, infrared to control, stepper motor, 51 single-chip目录1 总体方案设计与论证 (3)1.1 方案论证与比较 (3)1.1.1 速度检测部分 (3)1.1.2 速度控制部分 (3)1.1.3 键盘部分 (3)1.1.4 储存检测部分 (3)1.1.5 主从机通信部分 (4)1.2 系统最终确定方案 (4)2 系统的硬件设计与实现 (4)2.1系统硬件的基本组成部分 (4)2.2主要单元电路设计 (4)2.2.1.点滴速度测量电路设计 (5)2.2. 2 键盘控制及显示电路 (6)2.2.3越限报警电路 (6)2.2. 4电机控制电路 (6)2.2. 5主从机电路 (8)3系统的软件设计 (8)4系统测试 (11)5总结 (12)6 参考文献 (12)附录程序清单 (12)1.总体方案设计与论证1.1 方案论证与比较由于题目所要求的系统比较复杂,涉及速度检测、速度控制、电机控制、数码显示、自动报警、主从机通信等各个方面。

液体点滴速度监控装置资料

液体点滴速度监控装置资料

液体点滴速度监控装置[摘要]该装置实时地监测液体点滴速度,通过单片机对信息的分析和处理,由主机发出相应的指令,调整系统的工作平稳,构成了一个高性能的闭环控制系统。

实现了对点滴输液速度的直观监测,同时对一些异常情况的出现可实施报警。

利用该装置还能通过主控平台对各个分立系统信息实施自动化、智能化的集中处理。

能方便、简易的操作和使用,对医疗具有很强的实用性。

[关键词]实时监控红外传感闭环控制步进电机一、方案设计与论证根据题目要求和原输液装置的特点,提出以下三种方案:1、方案一直接在滴斗处用两电极棒的方法。

图1此方案的传感器采用简单的液体导电原理,在滴斗处安装两个电极。

当水滴落下时,电极导通,从而使待测量的变化转化为高低电平电信号。

采用伺服电机改变系统装置中液瓶与受液瓶的高度,达到改变点滴速度,从而进行控制。

2、方案二把通过电机改变系统装置高度的方法,改为控制步进电机对输液管进行压缩或缓松,从而实现对点滴速度的改变。

采用交流电动机控制H2的高度。

即采用红外传感器测量滴斗滴液,送至单片机接口计数,通过数字模拟转换,将其转换为4—20MA标准电流值,同时通过键盘输入给定每分钟的滴数,再将此滴数将其转换为4—20MA标准电流值,将此两个信息同时进入数字PID调节器。

通过偏差计算再输出一组4—20MA标准电流值,通过变频调速器控制电动机调节H2的高度,来控制滴斗滴数。

此方案的优点是,完全按目前电气工程标准化运作,可以在很短时间完成。

2、方案三根据点滴装置的特点,通过对装置的某一位置进行监测和控制,达到对整个系统液体点滴速度的监控。

(如图1)。

通过控制输液软管夹头的松紧来控制点滴速度,采用红外传感器测量滴斗滴数,送至单片机接口计数并显示,首先标定两个脉冲(两滴间)间的时间间隔(以10MS为时基单位)。

然后计算给定滴斗滴数(通过键盘)的时间间隔(以10MS为时基单位)。

将此两个时间间隔进行比较,以决定步进电机运行的方向。

全国电子设计竞赛获奖作品论文 液体点滴速度监控装置

全国电子设计竞赛获奖作品论文 液体点滴速度监控装置
Abstract
The system is designed to construct a wired monitor system of a master station controlling multiple slave stations,with a micro-controller 89C52 as the key, complimented by stepper motor drive, keyboard, LCD display, LED display and photoelectric censor data collection circuit. The combination of fuzzy control working on the motor drive can effectively reduce the amount of over regulating and stable error and shorten the time of adjusting. The whole system realized the function demand of liquid dropper speed monitor well and achieved high technique index.
检测基本相同。但实验证明在低液面
(2cm~4cm)的情况下,进气所形成上升气泡
在液面的聚集与运动,使平行光束的发散效应
明显增强。
图2
电极接触控制方式原理简单,易于实现,可靠性强,但会导致药品污染,危及患者安全。 而光电控制方式虽然结构复杂,易受外界光源影响,但可防止药品的污染,保证患者用药安 全,所以系统采用方案二。
2.点滴速度及储液瓶液面数据采集 部分
方案一:采用金属电极检测点滴速度信号 以及储液瓶液面信号

液体点滴速度监控装置点滴速度控制及检测

液体点滴速度监控装置点滴速度控制及检测

液体点滴速度监控装置点滴速度控制及检测前言目前医院使用的点滴输液装置是将液体容器挂在一定的高度上,利用势能差将液体输入到病人的体内(图1),通过软管口径的压紧和放松来控制点滴速度。

有经验的医护人员可以根据药剂的特性对点滴速进行控制,但是一般的病人却无法做到,控制不好还有一定的危险性。

在一些大医院一个护士常常需要负责十几个、甚至几十个床位的液体点滴,很容易出现混乱局面,导致工作效率降低。

为了提高医院本身的管理水平和工作效率,减轻医护人员的劳动强度,对于可以进行自助式护理的病人来说,需要一种可以由病人自己操作,自动定时、定量向病人进行输液的装置;而对于医护人员来说,需要一种可以对所有的病人进行统一监控的智能监控装置。

本设计就是针对以上问题而做的智能型液体点滴速度监控装置。

设计要求为能有以下几种功能:(1)检测输液点滴速度(2)检测输液点滴高度(3)控制点滴速度(4)显示点滴速度(5)能设置点滴速度45图1 45第一章硬件设计说明1.1 系统简介本设计分为主机控制,从机测量,主从通信三个框架。

由从机测量并控制点滴速度,得到的数据送到单片机进行处理,再通过RS485通信将数据反馈给主机进行显示处理,主机也可以通过RS485通信对从机进行控制。

本人负责点滴速度检测及控制部分。

系统框图(图2)如下:图2 系统框图451.2方案设计过程及实现方法1.2.1 点滴速度检测电路设计点滴速检测是整个系统的核心,检测精度是衡量系统精确性的一个最重要指标。

这样就不会因为点滴速度异常而使患者面临危险。

出于安全性考虑,在检测点滴速度时不能使原胶管破损,否则就会对输液造成严重感染而影响患者,因此在检测点滴速度时要用非接触的方式。

方案一:利用发射型光电传感器,传感器工作时,当物体经过射程之内,就会对红外光进行反射,传感器接受到这个感反射信号后动作,以检测物体稳定动作的最大距离。

但是光电传感器对各种介质的反射程度不同,对水的动作距离近,对玻璃的动作距离远。

用单片机实现的液体点滴速度监控装置

用单片机实现的液体点滴速度监控装置

使调整精度大大提高。
为了让输液安全可靠,并从简化硬
件电路的角度出发,减速电机的运行直
接由单片机驱动达林顿管控制,实现放
松和压紧。
余量报警 在输液快要结束时,必
须将药液截断,防止空气输入到患者体
Hale Waihona Puke 内造成危险。余量报警装置就是为完成
这一功能而设计的。同样,为了防止外界
图5
影响药液,仍然必须采取非接触的方法。
HD7279A 是 一片具有串行接
图1 口、可同时驱动8 位共阴式数码管(或64 只独立 LED)的智能显示驱动芯片,该芯 片同时还可以连接多达 6 4 键的键盘矩 阵,单片即可完成 LED 显示、键盘接口 的全部功能。
HD7279A 内部含有译码器,可直接 接受 BCD 码或 16 进制码,并同时具有 2 种译码方式。此外,还具有多种控制指 令,如消隐、闪烁、左移、右移、段寻址 等。
图3
图6
的计数脉冲从而提高计数精度,采用了 上下两个光耦 共同工作的方
高分辨率,需要增加检测光耦或增大采 样周期。二者是相互制约的,前者受空间 结构的限制不能很多,后者会降低系统
式(图 4),然后
将信号相“或”
(图 5),这样每
个液滴就得到
了4个高电平脉
冲。利用示波器
图4
观测波形如图
6。Vdrop=pulse×60/45=pulse×3。可见,
图2
· 32 · 电子世界 2004 年 2 期
滴速检测 滴速检测是整个系统的 核心,检测精度是衡量系统精确性的一 个最重要指标。这样就不会因为滴速异 常而使患者面临危险。出于安全性考虑, 在检测滴速时不能使原胶管破损,否则 就会对输液造成严重感染而影响患者, 因此在检测滴速时要用非接触的方式。 这里采用光学方法,检测原理见图 3。

液体点滴速度监控装置的设计

液体点滴速度监控装置的设计

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊液体点滴速度监控装置的设计【摘要】随着电子技术的发展,医疗设备也在发生着一些变化,而传统的人工式监护方式显然已经越来越不能满足当今的监护需要了。

目前,我国医疗机构在进行输液治疗时,输液速度的控制还是采用人工方。

常规临床输液,普遍采用挂瓶式输液,并用眼睛直接观察,依靠手动夹子来控制输液速度,这样的操作方式不能精确控制输液的速度,而且工作也量大。

因此,就需要既廉价又实用的医疗输液检测监控装置来满足现今的医疗需求。

本系统的设计是以单片机AT89C51为核心,以键盘及光电传感器作为输入系统,以数码管及电动机作为输出系统的智能化输液控制及监测系统。

键盘系统为独立式按键系统,光电传感器的功能为液体点滴的速度以及输液瓶页面高度的可靠检测。

当液面低于警戒值时,系统发出警报,并可以手动除去警报。

电动机具有转速可控功率大及输入脉冲不变时可保持大力矩等优点,这样就可以通过控制吊瓶的上、下缓慢移动达到智能控制液体点滴速度的目的。

【关键字】单片机光电传感器步进电机┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊The Design Of Liquid Drip Speed Monitoring Device【Abstract】With the development of electronic technology, medical equipment is also undergoing some changes, but the traditional artificial way of manuai-style care has become increasingly clear that the guardian can not meet the needs of today.At present, China's medical institution at the time of infusion therapy, infusion speed control is the use of artificial parties. Routine clinical transfusion, infusion bottle hanging widely used, and direct observation with your eyes, relying on clips to control the infusion speed manual, this mode of operation can not precisely control the speed of infusion, and the large amount of work. Therefore, we need cheap and practical inspection and monitoring of medical infusion devices to meet today's health care needs.The system design is based on AT89C51 microcontroller as the core to keyboard and optical sensor system as input to digital control and the motor output system of intelligent infusion as a control and monitoring system. Keyboard keys for the stand-alone system, the function of photoelectric sensors the speed of the liquid drip infusion bottle and reliable detection of page height. When the liquid amount is less than the warning value, alert systems, and you can manually remove the alert. Large motors have speed control and input pulse power can be maintained constant high torque, etc. So you can control the bottle through the upper and lowerslow-moving liquid drip to control the speed of intelligent purpose.【Keywords】SCM Photoelectric sensor Stepper motor┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊目录第1章系统方案选择与论证 (1)1.1各模块方案选择和论证 (1)1.1.1液体点滴速度检测 (1)1.1.2输液瓶液面检测 (2)1.1.3键盘方案 (3)1.1.4显示方案 (3)1.1.5电动机系统方案 (3)1.1.6点滴速度控制方案 (5)1.2方案确定 (5)1.3基本系统框图 (6)第2章系统的硬件设计与实现 (6)2.1系统硬件的基本组成部分 (6)2.1.1液体点滴速度检测电路 (7)2.2.2储液瓶液面检测电路 (7)2.2.3键盘电路 (8)2.2.4显示电路 (9)2.2.5步进电机驱动电路 (9)2.3原件说明 (10)2.3.1AT89C51 (10)2.3.2NE555 (12)2.3.3数码管 (13)第3章系统软件设计 (15)3.1液体点滴速度检测子程序 (15)3.2储液瓶液面检测子程序 (15)3.3点滴速度检测子程序 (16)3.4键盘显示子程序 (17)3.5系统的主程序设计 (18)第4章总结 (19)致谢 (20)参考文献 (21)长春大学毕业设计(论文)纸第1章系统方案选择与论证1.1各模块方案选择和论证1.1.1液体点滴速度检测红外线属于一种电磁射线,其特性等同于无线电或X射线[1]。

液体点滴速度监控系统的设计

液体点滴速度监控系统的设计

毕业设计(论文)液体点滴速度监控系统的设计系别自动化工程系专业自动化班级50603学号5060331姓名刘营营指导教师顾德英教授2010 年 6 月17 日液体点滴速度监控系统的设计摘要随着现代科技的发展,自动化设备已经应用到我们生活中的各个领域,然而传统的医疗输液设备效率较低,因此我们有必要提高医疗设备的自动化水平,给护士输液工作提供方便,给输液病人提供可靠的安全保证。

因此本文本着适用、可靠、操作方便、节省劳力、降低劳动强度、提高操作准确性的原则,利用SPCE061A凌阳单片机组成了一个主从局域网络,实现了对液体点滴速度的自动监测与调节,并能实时监测剩余药液。

该控制系统由水滴速度检测环节、水滴速度控制环节、显示装置、单片机系统、键盘和报警等系统组成。

本文硬件部分用SPCE061A单片机,传感器,直流伺服电动机,键盘,数码管等实现。

软件程序使用C语言与汇编语言共同编写。

通过软硬件的结合,较好的实现了控制系统的控制要求。

此单片机控制系统具有自动化程度高、成本低、体积小、控制精确等优点,有很好的经济效益和广阔的发展前景。

关键词:液体点滴速度,模糊控制,直流伺服电动机,SPCE061A单片机The design for the liquid drop speed monitoring systemAuthor:liuyingyingTutor:gudeyingAbstractWith the development of modern science and technology,automation equipment has bee- n applied in all areas of our lives,however,the devices of traditional medical transfusion are more efficient.Therefore, we need to improve the automation level of medical equipment, to facilitate the work of nurses and provide guarantees that are reliable and security for partients. This article depends on the principle tihat is reliable,easy to operate, saving labor,reducing la- bor intensity and improving the accuracy of operation, formming a master-local area network used by single chip of Sunplus of SPCE061A , which achieve automatic monitoring and regu- lation to the liquid dropping speed and monitoring the remaining liquid constantly.The control system consists of liquid dropping speed detection tache, water dropping speed control tache, display devices, microcontroller systems, keyboard and alarm system. This hardware implem- entation include SPCE061A MCU , sensors, DC servo motors,keyboards, digital tubes and so on. Software program use C language and assembly language co-written.Through a combinat- ion of hardware and software,to achieve a better control of the control system requirements.T- his single chip control system has the merit of high degree of automation, low cost, small size, precise control and so on.The system has good economic and broad prospects for developme- nt.Keywords:liquid dropping speed, sensor,DC servo motor, SPCE061A single chip目录1 绪论 (1)1.1 课题研究背景及意义 (1)1.1.1 课题研究背景 (1)1.1.2 课题研究意义 (2)1.2 凌阳十六位单片机的应用及特点 (2)1.2.1 凌阳单片机总述 (2)1.2.2 凌阳单片机的性能 (3)1.2.3 SPCE061A开发方法 (4)1.2.4 凌阳单片机应用领域 (4)1.3 本文主要讨论的内容及总体安排 (4)2 方案对比与论证 (6)2.1 液体点滴控制系统的总体方案 (6)2.2 方案的对比与确定 (7)2.2.1 从站控制模块 (7)2.2.2 点滴速度检测模块 (8)2.2.3 液位检测模块 (9)2.2.4 电机模块 (9)2.2.5 电机驱动模块 (10)2.2.6 键盘和显示模块 (10)2.2.7 通讯模块 (10)2.2.8 声光报警 (10)2.3 方案算法 (10)2.3.1 闭环系统 (11)2.3.2 算法的选择 (11)2.3.3 模糊控制 (11)3系统硬件设计 (16)3.1 点滴速度检测模块 (16)3.2 储液瓶液位高度检测模块 (16)3.3 电机控制模块 (16)3.4 键盘设置模块 (17)3.5 数码管显示模块 (18)3.6 通讯模块 (19)3.7 声光报警 (19)4系统软件设计 (21)4.1 凌阳单片机的编程环境 (21)4.2 I/O分配 (21)4.3 从站系统程序 (21)4.3.1 从站程序流程图 (21)4.3.2 从站各部分实现方法 (22)4.4 主站系统程序 (28)4.4.1 主站系统性能分析 (28)4.4.2 主站程序流程图 (29)4.4.3 主站各部分实现方法 (29)4.5 软件算法的实现 (30)5实验结果及分析 (33)5.1 测试仪器及环境 (33)5.2 测试方法 (33)5.3 误差产生的原因分析 (34)结论 (35)致谢 (36)参考文献 (37)附录 (38)附录A (38)附录B (51)1 绪论1.1 课题研究背景及意义1.1.1 课题研究背景输液又名打点滴或者挂水。

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液体点滴速度监控装置--主站
文章来源:凌阳大学计划网站
作者:凌阳大学计划网站发布时间:2003-5-27 9:30:31
USB(Universal Serial Bus)是通用串行总线。

最初USB是由Compaq、Digital、IBM、Intel、Microsoft、NEC以及Northern Telecom(北方电信公司)七家公司共同开发的一种新的外设连接技术。

诸家公司联合提出这一新型总线,是为了解决PC机外围设备的拥挤和提高设备的传输速度。

目前普遍采用的USB1.1主要应用在中低速外部设备上,它提供的传输速度有低速1.5Mbps和全速 12Mbps两种。

扣除用于总线状态、控制和错误监测等的数据传输,USB的最大理论传输速率仍达1.2Mb/s或9.6Mb/s,远高于一般的串行总线接口。

现有的USB外设有:数字照相机、音箱、游戏杆、调制解调器、键盘、鼠标、扫描仪、打印机、光驱、软驱等。

1998年后随着微软在Windows98中内置了对USB接口的支持模块,加上 USB设备的日渐增多,USB逐步走进了实用阶段、以惊人的速度发展。

由于现在市面上新出一款单片机SPCE061A,它非常有特色。

本文主要介绍,利用SPCE061A和USB接口芯片PDIUSBD12来开发USB设备。

SPCE061A单片机由台湾凌阳公司制造,SPCE061A单片机款式新颖,而且性价比极高。

SPCE061A在2.6V~3.6V工作电压范围内的工作速度范围为0.32MHz~49.152MHz;2K字SRAM和32K字FLASH 仅占一页存储空间;32位可编程的多功能I/O端口;两个16位定时器/计数器;低电压复位/监测功能;8通道10位模/数转换输入功能并具有内置自动增益控制功能的麦克风输入方式;双通道10位DAC方式的音频输出功能;指令系统提
供具有较高运算速度的16位×16位的乘法运算指令和内积运算指令,为其应用增添了DSP功能.....。

较高的处理速度使SPCE061A能够非常容易地、快速地处理复杂的数字信号。

开发数字声音和语音识别产品,选择SPCE061A是一种最经济的选择。

本文所设计的USB设备系统的功能比较简单,它主要实现SPCE061A与PC机之间的简单通讯,是SPCE061A单片机的一种基本应用。

这篇文章的主要目的是希望能够给读者起抛砖引玉的作用,开发者可以在这个基础上修改程序,轻松实现USB设备系统开发。

本文所设计的系统具有三种简单功能:1.检测USB外设是否连接成功。

2.通过点击PC端的应用软件上的按钮,可以点亮或熄灭与SPCE061A单片机IO口相连的LED灯。

3.应用软件发送任意字符串到SPCE061A,SPCE061A接受、回送字符串,应用软件接受到字符串时,能够将它显示出来。

4.1系统组成
本USB通讯系统,主要由凌阳十六位单片机SPCE061A,Philips公司的USB 接口芯片PDIUSBD12组成,系统框图如图1所示。

图1 系统框图
这个系统的基本工作流程为:PC端应用软件,发送ID0(为了使主机和设备方能同步,该系统定义了三个握手ID:ID0,ID1,ID2。

)给PDIUSBD12,PDIUSBD12接收数据,产生中断通知SPCE061A单片机读取数据。

SPCE061A如果读取的数据为ID0,那么发送ID0给PDIUSBD12;PC机端应用软件发送完数据后,读取外设发送的数据,如果读到的数据为ID0,那么弹出一个提示框,提示USB外设连接成功。

此后PC机端的应用软件和USB外设之间的通讯都是通过ID来进行的。

4.2硬件设计
系统电路原理图如图2所示。

其中PDIUSBD12用作实现PC机与SPCE061A单片机进行通信的高速通用并行接口。

USB协议层的相关通讯协议通过PDIUSBD12来实现,它由硬件实现不需要固件的参与。

SPCE061A单片机的主要作用:1.windows系统配置、枚举USB外设时,SPCE061A发送、接收相关的USB设备信息。

2. windows系统配置、枚举USB外设成功后,根据接收到的ID,进行相应的操作,起控制作用。

SPCE061A内嵌32K的FLASH的存储空间、14个中断源,它在2.6~3.6V的工作电压范围内的工作速率范围为0.32MHz~49MHz,这使得它有较高的速率和存储空间来应付USB通讯。

单片机SPCE061A与PDIUSBD12之间通讯采用中断方式,数据交换主要是靠SPCE061A单片机给PDIUSBD12发命令和数据来实现的。

PDIUSBD12通过这种方式来识别命令和数据:在ALE信号的下降沿时锁定地址,如果是奇地址,那么它接收的是命令;如果是偶地址,那么它发送或接收的是数据。

PDIUSBD12的中断寄存器只要不为0,它的中断输出引脚(INT_N)就保持低电平,所以系统初始化时可将SPCE061A单片机的外部中断(下降沿触发)引脚IOB2设置为带上拉电阻输入。

当PDIUSBD12的中断寄存器由零变为非零时,马上触发SPCE061A的外部中断,SPCE061A单片机在中断处理时,读取PDIUSBD12芯片的状态寄存器以清除中断寄存器中对应位,使得中断引脚变为高电平。

这样使得SPCE061A可以在退出中断后,可随时响应外部中断。

图2 系统电路原理图
图2中的LED1灯非常有用,它是PDIUSBD12的GOODLINK指示灯,在系统枚举时会根据通信的状况间歇闪烁,当PDIUSBD12被枚举和配置成功后,将一直点亮。

随后在USB通信时会闪烁,这对调试非常有用。

4.3软件设计
USB设备的软件设计主要包括两部分:
一、USB设备端的单片机软件,主要完成USB协议处理与数据交换。

二、PC端的程序,由USB驱动程序和用户服务程序两部分组成,用户服务程序通过USB驱动程序通信,由系统完成USB协议的处理与数据传输。

该系统单片机端的软件流程如图3所示。

SPCE061A单片机控制程序由三部分组成:第一、初始化SPCE061A和PDIUSBD12。

第二、主循环部分,
主要任务是判断标志位是否改变,如果改变则执行相应的程序,否则一直循环等待中断。

第三、中断服务程序,主要任务是接收、发送数据,设置相应的标志位。

主机首先要发令牌包给PDIUSBD12,PDIUSBD12接收到令牌包后就给单片机发中断,单片机进入中断服务程序,首先读PDIUSBD12的中断寄存器,判断USB令牌包的类型,然后执行相应的操作。

因此,单片机程序主要就是中断服务程序的编写。

在USB单片机程序中要完成对各种令牌包的响应,其中比较难处理的是SETUP包,主要是端点0的编程。

系统初始化部分包括系统时钟,IO口,中断设置(开外部中断),PDIUSBD12芯片软件复位、初始化。

该主流程的核心部分是协议层的请求处理,它关系到PC机枚举USB外设成功与否。

所以在调试单片机程序的时候,要特别注意Window 对USB设备的枚举顺序。

如果枚举成功,主机将找到新的设备,提示安装驱动程序;否则找到未知设备,USB外设不可用。

图3 主流程图
中断服务子程序的编写,采用混合编程,也就是说,在汇编程序中调用C
函数,这样可以提高代码的可读性。

中断服务子程序的流程如图4所示,有好几个地方,只做清中断处理,这是因为有些端点没有用到。

它只作为一个程序接口,为扩展系统功能用。

图4 中断服务子程序流程图目前编写主机的USB驱动程序主要采用三种方法。

第一,使用Windows DDK来编写驱动程序,难度很大,但是非常灵活;
第二,使用DriverStudio开发工具来生成驱动程序;第三,使用Windriver 开发工具来生成驱动程序。

用后面两种方法来开发驱动程序的周期短,但是不灵活。

本系统的驱动程序采用DDK编写,用户服务程序能够通过驱动程序与PDIUSBD12芯片中任意端点通讯,因此编写用户服务程序也是非常灵活的。

图5 界面图
4.4总结
通常在开发USB设备产品,需要编写实时性、程序可读性要求很高的代码,这时就需要采用混合编程。

而凌阳的 ’n SP™ IDE具有良好的编程环境,它可以很轻松、很容易进行混合编程(在C程序中调用汇编程序,在汇编程序中调用C 程序)。

在该系统中,只用到了SPCE061A单片机的外部中断、IO口资源。

其实SPCE061A单片机的资源很丰富,它除了具有普通单片机功能以外,还具有语音识别、语音录放等功能。

因此这个系统只是一个雏形,SPCE061A还能够实现比较复杂的功能,比如使用SPCE061A的录音功能进行录音并将语音数据存储到外扩的FLASH,然后通过USB通讯,将语音数据送到PC机上播放,同样也可以将PC机上压缩后的语音文件下载到SPCE061A上进行播放。

这样可以很容易使用SPCE061A可以开发录音笔、电话记录仪等USB设备。

因此利用SPCE061A开发USB 设备产品的前景是非常广阔的。

附:详细的参考资料可到 下载。

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