单片机三级项目讲义

2018/5/19
课件 制作
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输液点滴速wk.baidu.com检测
单片机讨论课——
目录页
题目的设计与分析
硬件设计
软件设计
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第一章
题目的设计与分析
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题目的设计与分析
随着科学技术的飞速发展，越来越多的领域需要对流体的流量或流速进行精确控 制，尤其是在医疗领域方面。不适当的输液速度会给病人带来危险，还会给医护人员 带来不必要的麻烦，因此用一个输液控制仪器来进行输液速度的控制是很有意义的。
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02
显示部分设计与分析
此次设计的显示部分可有多种方法实现，可以用液晶显示，可以用数码显示， 还可以用荧光管显示。但是考虑到此次设计的标准何和可实现性，数码管显 示是比较理想的选择。
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第三章
软件设计
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软件设计概述
本系统的设计方案和步骤如下: （1）根据需求按照系统的功能要求，逐级划分模块。 （2）明确各模块之间的数据流传递关系，力求数据传递少，以增强各 模块的独立性，便于软件调试。 （3）确定软件开发环境，选择设计语言，完成模块功能设计，并分别 调试通过。 （4）按照开发式软件设计结构，将各模块有机的结合起来，即成一个 较完善的系统。
2018/5/19
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第二章
硬件设计
-- 系统总体设计 -- 传感器滴数检测电路 -- 单片机的选择 -- 显示部分设计与分析
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01
系统总体设计
点滴速度检测仪以AT89C51单片机为核心，由数码管电路、 传感器检测电路、限速报警电路等部分组成。
02
工作过程
第一: 接通电源，发光二极管开始点亮 第二：液滴通过传感器，传感器工作，进行信号输出。 第三：信号进入单片机，单片机进行内部计数，同时存储。 第四：将计数后的结果送至数码管进行动态显示。 第五：可以预先设定输液速度的上限值与下限值，当前显示的输液
速度高于上限值或低于下限值时，可以自动发出报警信号，提醒医护人
员。 第六：关闭电源，停止检测。
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传感器滴数检测电路
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02
单片机的选择
单片机作为系统的主控制单元，它控制所有的输入输出。监控系 统是一个单片机最小应用系统，系统中有一些功能无法集成到芯片 内部，如晶振，复位电路等，需在片外加相应的辅助电路。
02
单片机I/O口管脚分配
P1.0与报警装置相连，当输液出现异常或报警键被按下 时，P1.0口会有一个高电平，驱动报警装置。 P1.1是加键按钮的输入，当检测到加键被按下， P1.1 输入一个低电平，设定值加一。 P1.2是减键按钮的输入，当检测到减键被按下，P1.2输 入一个低电平，设定值加一。 P1.3是加键按钮的输入，当检测报警键被按下，P1.3输 入一个低电平，给P1.0一个高电平，触发报警装置。 P1.4—P1.6为步进电动机的脉冲输入端，通过轮流置一 来控制电动机的旋转和转向。 P1.7为数据采集端口，当有脉冲经过时，就会给P1.7一 个高电平信号，从而进行脉冲计数，计算流速。 P3口是与上位机的通信端口。 P0.0—P0.5是显示器的位 控制端口。 P2.0—P2.3是显示数据的输出口。 P0.0—P0.5是显示器的位控制端口。 P2.0—P2.3是显示数据的输出口。
我们介绍的基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的设计是以ATMEL公司的
AT89C51单片机为核心，并与直射式光电传感器相结合的液体点滴测量系统，它具有
很高的应用价值和现实意义。
我们首先介绍了常用医用输液仪器的分类和现状以及未来医用输液仪器的发展趋 势。其次，根据系统设计要求制定出传感器、单片机、显示模块等重要器件的选择方 案，接着，根据实际使用要求设计了相应的单片机硬件系统，该系统能够实现数据采 集、液体点滴的实时显示和报警等功能。
• 3 陈光东,赵性初.单片微型计算机原理及与接口技术(第二版).武汉:华中科技大学出版 社.1999:10-15 • 4 李广弟.单片机基础. 北京:北京航空航天大学出版社.2001:100-121 • 5 陈光东.单片微型计算机原理及其C语言程序设计.武汉:华中科技大学出版社.2004:82-85
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液体点滴速度检测仪的传感器设计与分析
方案一，采用液位传感器来检测。将一液位传感器置于受液瓶中，根据液位传 感器感受到的液位起伏来检测是否有点滴落下。 方案二，采用红外对管实现，根据光敏三极管接收到的光强的强弱变化，从而 使光敏三极管产生电流，经整合形成高低电平进行输出，通过对高低电平的变 化来判断是否有液滴地下。 方案三，采用光纤传感器，将光线传感器固定于滴斗外侧。当有液滴落下时， 光纤传感器感知滴斗壁是否产生特定抖动，从而判定是否有液滴落下。 综合分析，方案一将传感器置于液体中，不可取。同时由于相邻两次液位差距 很小，会引入较大的测量误差。方案三采用光纤传感器，测量精度较高，但是 光纤传感器的成本很高。方案二成本低，电路简单，且不受可见光的干扰，稳 定性好，测量相邻点滴下落时间间隔即可确定点滴速度。因此采用方案二。
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01
主程序流程图
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此次设计的系统软件 设计主要由以下几个 部分组成：
（1）数据处理模块
（2）液滴检测模块 （3）显示模块 （4）报警模块
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参考文献
• 1 张毅刚.MCS-51单片机应用设计.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社.1999:23-25
• 2 涂时亮.单片微型计算机原理及应用.上海:上海科学技术出版社.1987:90-92