電氣自動化----基于單片機的輸液滴速控制系統設計(留存版)

　　

【正文】 79 外部管腳 E A / V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 101P 112P 123P 134P 145P 156P 167P 178P 0039P 0138P 0237P 0336P 0435P 0534P 0633P 0732P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728P S E N29A L E / P30T X D11R X D10U1A T 8 9C 52R41 .5K ΩG D 2L T V 81 8AV C CR33 30 K ΩR52 2K ΩT R I G2Q3R4C V o l t5T H R6D I S7VCC8GND1U45 55C50 .33 μ fC40 .01 μ fR71 .5K ΩG D 1L T V 81 8AV C CR63 30 K ΩR82 20 K ΩT R I G2Q3R4C V o l t5T H R6D I S7VCC8GND1U35 55C70 .33 μ fC60 .01 μ fV C CV C C可以使用精密電阻來微調 Vref,讓其保持在一個合適的值。 MAX232 系列芯片是把單片機輸出的 TTL 電平轉換為 RS232 標準電平（邏輯 1： 15V～ 5V。接線如圖 所示。這就是 LCD 顯示的基本原理。聲光報警電路也可直接利用單片機 I/O 口輸出放大驅動 二極管發 出 聲光報警。方案三中，雖容易實現，由于作用時間長的話，對軟管有損傷，可能引起漏液，且和方案二一樣存在輸液軟管的截面積較小且形變后恢復速度較慢，此三種方案都有優、缺點，但權衡之下還是方案一更好一些 。通常電極采用不銹鋼等耐腐蝕材料制成。而用另外一片 AT89C52 單片機作為主站，采用 通訊協議 進行 傳輸，設計實現一個主站控制多個從站的有線監控 系統。 基本要求： 1）在滴斗處檢測 滴速，并制作一個數顯裝置，能動態顯示點滴速度（滴 /min） 。系統采用主站控制從站的有線監控系統方式實現醫療輸液過程的群控。這樣不但可以將單片機的優點不互補，而且其體積小，成 本 低，使用方便，作為多機控制的另一個領域。 圖 所示為一種上電與按鍵復位電路，在實際應用系統中，有些外圍芯片也需要復位電路，如果這些復位電平與單片機的要求一致，則可以與相連。 （ T1)：定時 /計數器 1 外部事件計數輸入端。 ⑶ 控制線 1） RST/Vpd(9 腳 ):當作 RST 使用時，為復位輸入端；當作為 Vpd 使用時，當 VCC掉電下，可作備用電源。無論是 PC 機的硬件平臺，還是軟件操作系統，都要求高度標準化，上網方式也大同小異。 （４）面向控制，控制功能強，運行速度快。 附錄 B 從站程序 ............................................................................. 錯誤 !未定義書簽。 報警程序設計 .................................................................. 錯誤 !未定義書簽。 電氣自動化 畢業設計 題 目： 基于單片機的輸液滴速控制系統設計 本任務及要求： 以單片機為核心，設計一個液體點滴速度監測與控制的系統，能檢測點滴速度，控制點滴速度，并能發出報警信號。 鍵盤顯示程序設計 .......................................................... 錯誤 !未定義書簽。 附錄 A 主站程序 ............................................................................. 錯誤 !未定義書簽。一般 ROM 小于 8KB， RAM 小于 256個 字節，但可在外部擴展，通常 ROM、 RAM 可分別擴展至 64KB。 Inter 技術得以迅速發展，其主要推動力之一是標準成熟的 PC 工業。 ⑵ 時鐘信號腳 XTAL1(19 腳 ),XTAL2(18 腳 ):外部時鐘信號腳。 （ T0）：定時 /計數器 0 外部事件計數輸入端。在這段時間內， RST 端的電平應維持高于施密特觸發器的下閥值。 在工業控制系統中，一般較為復雜一點的應用系統多采用 PC 機作為上位機，其價格不但昂貴而且對于小型系統也不適合，因此基于此種問題，我們不妨采用單片機作為上位 機 ，簡易鍵盤輸入， LED 數碼管作顯示， PLC 作控制單元。 課題的主要內容及發展前景 課題的主要內容 一、要求 本課題是以單片機為核心，設計一個液體點滴速度監測與控制裝置，能檢測點滴速度，控制點滴速度，并能發出報警信號。設計主要是完成群控系統控制的硬、軟件設計及調試。 12 系統設計總體方案 本系統從站以 AT89C52 單片機為核心，輔以一些必須的外圍電路，實現滴速檢測和控制。如圖 所示，用藥液的導電特性實現液滴速度及儲液瓶液面信號的檢測，當有液滴下落時，金屬電極接通，此時產生一個高信號脈沖，無液滴下落時，金屬電極斷開，由此產生一個高低信號脈沖，通過對高低脈沖進行計數，檢測液滴速 度（滴／ min），同理，液面也可以采用金屬電極檢測，如圖 所示。方案二因為輸液軟管的截面積較小且形變后恢復速度較慢，難以實現點滴速度的精確控制。4 4 鍵盤直接利用 I/O 擴展而成。例如屏的第一行的亮暗由 RAM 區的 000H～ 00FH 的 16 字節的內容決定，當（ 000） =FFH 時，則屏的左上角顯示一條短亮線，長度為 8 個點；當（ 3FFH） =FFH時，則顯示屏的右下角顯示一短亮線；當（ 000H） =FFH，（ 001H） =00H，（ 002H） =FFH，（ 003H） =00H， … （ 00EH） =FFH，（ 00FH） =00H 時，則在屏的頂部顯示一條由 8 段亮線和 8 條暗線組成的虛線。在矩陣式鍵盤中，每條水平線和垂直線在交叉處不直接連通，而是用一個按鍵加以連接，但其結構 19 V T 3V T 1V T 2R 1 52 0 0 ΩR 1 31 0 0 ΩV C CR 1 42 0 0 ΩL E D 1故障燈L E D 2正常燈LSS P E A K E RP 2 . 7要復雜一些，識別也要復雜一些。 表 RS232 接口定義 DB9 信號名稱 方向 含義 1 DCD 輸入 數據載波檢測 2 RXD 輸入 數據接收端 3 TXD 輸出 數據發送端 4 DTR 輸出 數據終端準備就緒（計算機） 5 SG 信號地 6 DSR 輸入 數據設備準備就緒 7 RTS 輸 出 請求發送（計算機要求發送數據） 8 CTS 輸入 清除發送 (Modem 準備接收數據 ) 9 RI 輸入 響鈴指示 以上信號在通信過程之中可能會全部或部分使用，最簡單的通信僅需 TXD、 RXD 和 SG 即可完成，其它的握手信號可以做適當處理或者直接懸空，至于是否可以懸空，這根據通信程序而定，本系統中具體接線圖如附圖 C 所示。但不能太高，不然無法精確測量出脈沖來。使之產生足夠大的電流，顯示器才能正常工作。多次測量穩定，雖有一些 Vbas 上下的波動，但是脈沖還是比較明顯，通過設定一個參考電平 Vref，可以用運放來產生一個 TTL 電平的脈沖。過去數十年中， RS232在低速數據通信領域出盡了風頭。鍵盤可以分為獨立式和矩陣式，每一類按其編碼法又都分為編碼及非編碼兩種類型。 16 第 3 章 硬件設計 系統硬件設計 主站采用當前主流單片機 AT89C52，串行通訊采用 RS232串行通訊接口芯片實現主、從通訊，鍵盤控制輸入設定從站滴速，接入顯示器顯示從站滴速，當從站滴速或液面出現不正常情況時，驅動聲光報警發出聲光報警。 方案三：采用模糊控制與 PI 控制結合的算法。如圖 。其他一些 MCS51 系列兼容的芯片，如 ATMEL 公司生產的 AT89C系列單片機，該單片機完全與 8031 兼容，并且還具有程序加密等功能，物美價廉，經濟實用，成為技術更加成熟的新一代單片機應用系統。 從站發來的報警信號后，能聲光報警并能顯示相應的從站號；可用手動方式解除報警狀態。特別是在民用領域，重視個性化的產品設計概念使應用電子產品的更新速度極快，而 且小批量多品種的要求也越來越高。 在輸液點滴速度控制系統中，廣泛應用與 8051系列兼容的單片機，滴 速 檢測和液面檢測可用光電傳感器或者電容式傳感器， 顯示部分可選擇液晶顯示和數碼管顯示。 單片機以高可靠性、高性價比、小小體積等而廣泛應用工業控制、數據采集、智能化儀表等實時控制系統中。 a) b) 7 c) 圖 a)上電復位 b)按鍵電平復位 c)按鍵脈沖復 位 上電復位如圖 所示，它是在 VCC 與 VSS 管腳之間接入 RC 電路。 5 4） P3 口（ 10～ 17 腳）： 8 位具有內部上位電阻的準雙向 I/O 口，其每一位又有如下特殊功能： （ RXD）：串行口輸入端。 控制器是用來統一指揮和控制計算機進行工作的部件，它由控制邏輯、內部振蕩電路 OSC、指令寄存器及其譯碼器、程序計數器 PC 及其增量器、程序地址寄存器、程序狀態字寄存器 PSW、 RAM 地址寄存器、數據指針 DPTR、堆棧指針 SP 等組成。 （ 3） 單片機在計算機網絡與通信技術中的應用 MCS51 系列單片機具有通信接口，為單片機在計算機網絡與通信設備中的應用提供了良好的條件，例如 MCS51 系列單片機控制的串行自動呼叫應答系統、列車無線通信系統、 MCS51 單片機無線遙控系統等。 [1] 單片機的特點與應用 一、單片機的特點： （１）重量輕、耗電少、價格低、電源單一。 軟件抗干擾 ...................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 報警電路和通訊網絡設計 .............................................. 錯誤 !未定義書簽。 一、 進度安排及完成時間 ： 第二周：明確課題任務及要求，搜集課題所需資料，掌握資料查閱方法，了解本課題研究現狀、存在問題及研究的實際意義。 滴速和液面判斷及報警 .................................................. 錯誤 !未定義書簽。電機控制使用了模糊控制的控制算法，可以有效的減小超調量和靜態誤差，縮 短調節時間。 （５）開發應用方便，研制周期短。它是通過機械技術與微電子技術、信息技術緊密結合而成的一個新的學科領域。當對片內 EPROM 編程時，該管腳 PROG 用于輸入編程脈沖。下面以典型 MCS51 單片機為代表介紹最小系統的各個部分。 [1] 多單片機控制系統的概述 隨著人類社會的不斷進步，工程科學技術在推動人類文明的進步中一直起著發動機的作用。相對其他領域來說，速度控制是單片機系統最典型，最廣泛的應用領域之一。應用技術的飛速發展，使得單片機應用系統已經逐漸成熟，應用也越來越廣泛，目前，單片機已經成為 IP庫中的重要成員。 1）滴。監測與點滴 速 度 調節構成從站的主要功能，其主要模塊除單片機控制部分外，還有滴速檢測、滴速調節、異常報警電路、速度設定與數碼顯示等。 a) b) a) b) 圖 金屬電極檢測滴速和液面裝置 圖 光電傳感器檢測滴速和液面裝置 電極接觸控制方式原理簡單，易于實現，可靠性強，但會導致藥品污染，危及患者安全。鑒于此優點，本系統采用步進電動機控制點滴滴速。通信技術成熟，僅需要 TXD， RXD兩條通信線，波特率可調，通信速度快。 表 MGLS12864 液晶顯