基于单片机的输液滴速控制系统的设计

基于单片机的输液滴速控制系统的设计

摘要

近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，以作完善。

本系统以Atmel89C52单片机为核心，辅以步进电机驱动、键盘、LCD 显示、LED 显示、光电传感器数据采集等外围电路组成，实现了一个主站控制多个从站的有线液体点滴速度监控系统。电机控制使用了模糊控制的控制算法，可以有效的减小超调量和静态误差，缩短调节时间。主站使用LCD 显示，用户界面友好。

关键字：单片机；驱动；键盘；光电传感器

The Design of the Liquid Inputting System Basing on One-chip Computer

Abstract

With the development at full speed of science and technology in recent years, the application of the one-chip computer is being moved towards deepening constantly, drive tradition is it measure crescent benefit to upgrade day to control at the same time. In measuring in real time and automatically controlled one-chip computer application system, the one-chip computer often uses as a key part, only one-chip computer respect knowledge is not enough, should also follow the concrete hardware structure , and direct against and use the software of target's characteristic to combine concretely, in order to do perfectly.

The system is designed to construct a wired monitor system of a master station controlling multiple slave stations, with a one-micro controller Atmel89C52 as the key, complimented by stepper motor drive, keyboard, LCD display, LED display and photoelectric censor data collection outside 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.

Key words: one-chip computer; drive; keyboard; Photoelectric

目录

摘要........................................................... I Abstract...................................................... I I 第1章绪论.. (1)

1.1 前言 (1)

1.2 单片机的特点与应用 (1)

1.3 MCS-51单片机的基本组成 (1)

1.4 课题的主要内容与需求 (2)

第2章系统方案确定 (3)

2.1 系统设计要求 (3)

2.2 系统设计总体方案 (3)

2.3 系统各模块方案选择 (4)

2.3.1 点滴速度检测和液面检测方案的论证与比较 (4)

2.3.2 滴速控制方案的论证与比较 (5)

2.3.3 键盘、显示及声光报警部分 (5)

2.3.4 电机控制算法的选择 (5)

第3章硬件设计 (6)

3.1 系统硬件设计 (6)

3.2 主站及通信网络的设计 (7)

3.3 从站电路设计 (8)

第4章软件设计 (11)

4.1 主站软件设计 (11)

4.1.1 主站总体流程设计 (11)

4.1.2 报警程序设计 (12)

4.2 从站主要电路设计 (12)

4.2.1 系统定义和总体流程 (12)

结论 (15)

参考文献 (16)

附录 (17)

附录A 键盘显示程序 (17)

附录B 报警程序 (19)

附录C 滴速与液面检测显示程序 (20)

致谢 (24)

第1章绪论

1.1前言

单片机，也称单片微型计算机，是微型计算机家族中的一员，它以独特的结构和超群的优点，深得各个领域的青睐，应用十分之泛，近年来发展极其迅速。世界上的各个半导体厂商都抓住这个机会，推出自己的产品，一时间单片机如雨后春笋般蓬勃发展和流行起来。

在近30年的时间里，电子计算机的发展经历了从电子管、晶体管、中小大体集成电路到大规模集成电路四个阶段，尤其是随着大规模集成电路技术的飞跃发展，20世纪70年代初诞生的单片机微型计算机，使得计算机应用日益广泛。而单片机的问世，更进一步推动了计算机应用技术的发展，使计算机应用渗透到各行各业，达到了前所未有的普及程度[1]。

1.2单片机的特点与应用

一、单片机的特点：

(1)重量轻、耗电少、价格低、电源单一。

(2)抗干扰能力强、可靠性高。

(3)集成度限制，片内存储器容量较小。

(4)面向控制，控制功能强，运行速度快。

(5)开发应用方便，研制周期短。

二、单片机的应用

单片机具有体积小、使用灵活、成本低、易于产品化、抗干扰能力强、可在各种恶劣的条件下工作等特点。特别是它强大的面向控制的能力、使它在工业控制、智能仪表、外设控制、家用电器、机器人、军事装置等方面得到广泛应用[2]。

1.3MCS-51单片机的基本组成

在一块小芯片上集成了一个微型计算机的各个部分，其核心部分是中央处理器CPU，它由运算器和控制器两大部分组成。运算器用来完成算术运算、逻辑运算和进行位操作，由算术逻辑单元ALU、位处理器、累加器ACC、寄存器B、暂存器TMP1和TMP2等组成[3]。

控制器是用来统一指挥和控制计算机进行工作的部件，它由控制逻辑、内部振荡电路OSC、指令寄存器及其译码器、程序计数器PC及其增量