基于单片机的输液滴速控制系统的设计毕业设计(2)

表1.1复位后单片机寄存器状态

复位后，ALE和PESE为高电平，内部RAM不受复位的影响，此时内部RAM的状态不确定。

2）单片机复位电路

如图1-4所示分别为单片机的几种复位电路。

a)b)

c)

图1.4a)上电复位b)按键电平复位c)按键脉冲复位

上电复位如图1.4a所示，它是在VCC与VSS管脚之间接入RC电路。上电瞬间RST端电位与VCC相同，随着电容充电电流的减小，RST端的电位逐渐下降。只要VCC的上升时间不超过1ms，振荡器建立时间不超过10ms，按图中的时间常数（C1=22μF，R1=1KΩ），上电复位电路就能保证在上电开

机时完成复位操作。上电复位所需要的最短时间是振荡器建立时间加上2个机器周期。在这段时间内，RST端的电平应维持高于施密特触发器的下阀值。

图1.4b所示为一种上电与按键复位电路，在实际应用系统中，有些外围芯片也需要复位电路，如果这些复位电平与单片机的要求一致，则可以与相连。

为了防止干扰窜入复位端，引起内部某些寄存器错误复位，可在RST管脚上接一个去耦电容。

在应用系统中，为了保证复位电路可靠地工作，常将RC电路在接施密特电路后，再接入单片机复位端和外围电路复位端，如图1.4c所示。系统有多个复位端时，能保证可靠地同步复位。

1.4多单片机控制系统的概述

随着人类社会的不断进步，工程科学技术在推动人类文明的进步中一直起着发动机的作用。随着科学技术的不断更新，单片机控制系统在各个领域中的应用日趋广泛，不但使得更多的单片机控制系统投入生产设备，大大的提高了劳动生产效率和产品质量，改善劳动条件。在工业控制领域，多机控制系统很多，如大型检测监控系统、机器人控制系统、水利工程、桥梁工程等。单个单片机在这些应用场合往往只负责一小部分系统和控制和检测，对于整个系统的检测和各个子系统的协调控制则由功能更为强大的单片机的或者工业PC机来完成。

单片机虽然有着强劲的功能，但在要求快速响应、实时性强、控制量多的场合（如电梯群控系统等），单个单片机是很难胜任的，虽然此时可以选用高性能处理器，但综合考虑其性价比，多单片机控制系统更为突出。多单片机控制系统就是指由多个单片机或者PC机与多个单片机构成的更为复杂的控制系统，其间构成多为分布式等，多个单片机通过网络协议连接成主从式或者对等式等。在性能更为强大的基础上能完成的任务更复杂、应用场合更多、人机界面更完善，在此等应用场合，多单片机控制系统显示出了优越性。

单片机以高可靠性、高性价比、小小体积等而广泛应用工业控制、数据采集、智能化仪表等实时控制系统中。但其内存小，指令系统简单，在人机交换数据管理等方面有一定的局限性。因此利用PC机与单片机混合控制系统就能将一系列

的参数有机的结合起来。PC机与单片机构成的控制系统是典型的多机控制系统，它可分两类：一类是PC机与单个单片机构成的双机控制系统；另一类是PC机与多个单片机构成分布式控制系统。

在工业控制系统中，一般较为复杂一点的应用系统多采用PC机作为上位机，其价格不但昂贵而且对于小型系统也不适合，因此基于此种问题，我们不妨采用单片机作为上位机，简易键盘输入，LED数码管作显示，PLC作控制单元。这样不但可以将单片机的优点不互补，而且其体积小，成本低，使用方便，作为多机控制的另一个领域。

现场总线在工业控制甚至民用领域中应用最为广泛，可靠而简单的连接降低了分布线的成本，灵活而功能强大的协议又为系统模块设计提供了保证。目前，将现场总线与以单片机为核心的多个物理层模块连接应用构成多机控制系统也倍受人们欢迎。

1.5单片机在输液点滴的研究现状

随着科学技术的发展，MCS-51为核心的单片机控制系统，已经渗透到日常生活的各个方面。相对其他领域来说，速度控制是单片机系统最典型，最广泛的应用领域之一。单片机输液滴速控制是医院中常见的问题。输液滴速控制针对不同的病人情况采用不同的点滴速度进行输液控制，比如对成人输液滴速一般设在60~80滴/分钟，而对儿童输液滴速一般设在30~40滴为宜。医院中常见的输液管虽然能进行速度调节，但调节不准确，不易控制，而且常因为疏忽大意发生血液回流现象，有时速度过快还会对病人造成不良反应，另外作为医疗过程，医务人员也需要对每个病人的输液过程进行监控和记录完善病人档案，为此研究点滴速度控制就显得非常必要。且单片机的控制容易实现，控制过程也比较简单，更能够满足输液滴速的高要求控制。目前市场上常见的点滴速度控制产品主要是输液泵，此种设备控制精度高，功能也比较强大，但价格不菲，适用于输液要求较高的场合，而且使用前后都要进行清洗，不太方便。针对以上情况我们对系统进行改进设计了一种方便实用、低成本的滴速速测控系统。

在输液点滴速度控制系统中，广泛应用与8051系列兼容的单片机，滴速检测和液面检测可用光电传感器或者电容式传感器，显示部分可选择液晶显示和数

码管显示。键盘可采用8279 扩展键盘或者直接利用I/O 扩展而成。通讯协议采用串行通信方式RS232。滴速控制采用步进电机提高输液瓶高度来控制滴速的快慢，步进电动机控制采用模糊控制或者PI控制或者两者结合控制，报警电路同时采用蜂鸣器和发光二极管。

1.6 课题的主要内容及发展前景

1.6.1 课题的主要内容

一、要求

本课题是以单片机为核心，设计一个液体点滴速度监测与控制装置，能检测点滴速度，控制点滴速度，并能发出报警信号。系统采用主站控制从站的有线监控系统方式实现医疗输液过程的群控。设计的主要内容是完成群控系统控制装置的软、硬件设计及调试。

二、内容

1）、总体方案的确定；2）、单片机的选择；3）、各模块电路的设计；4）、软件设计；5）、各模块调试；6）、撰写设计说明书。

1.6.2 课题的发展现状与前景展望

随着电子技术的发展，我们在生活中的各方面大部分都采用了人工智能代替人，特别在一些工业应用场合。应用技术的飞速发展，使得单片机应用系统已经逐渐成熟，应用也越来越广泛，目前，单片机已经成为IP库中的重要成员。

我个人认为，单片机输液点滴速度控制的发展在今和未来将成为医疗设施发展的趋势，毕竟，单片机凭着优越的性价比，与以往的点滴滴速控制系统相比，其单片机价格便宜，操作易于实现，而且对滴速的控制要求精度也较高。再者，单片机操作多机控制系统，还可减轻工作人员的压力，提高医护人员的工作效率。在人为控制下有时候如不小心将会为安全设施带来很大的麻烦，而且人工控制滴速精度也很难掌握，而使用单片机设计只要在设计时考虑周到，运行起来就不会带来这种问题了，因此，单片机滴速控制系统将在医疗中得到广泛应用。医疗事

业的发展是顺应科学技术而发展的，医疗的安全问题更离不开科学，把高科技应用到医疗事业中来是对医疗事业的一大促进与补充。

随着现代信息和电子技术应用领域的不断拓宽，越来越多的应用领域提出了各种特殊要求。例如，航空航天领域要求的小体积大系统，信息应用领域提出的个性化等要求，都使得一般固件技术难以胜任。特别是在民用领域，重视个性化的产品设计概念使应用电子产品的更新速度极快，而且小批量多品种的要求也越来越高。这就是提出了小批量产品与成本、集成化与成本、产品研制周期与成本等一系列的问题。也将是单片机在医疗设施中展的必然趋势。

第2章系统方案确定

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