毕业设计（论文）-基于单片机的液体点滴速度监控装制设计.doc

第一章 总体方案选择与论证 1.1 本章内容简介 本章主要讲解液体点滴速度监控装制的整体选取与论证，以及各个部分的子单元的选择与论证。本系统选择以89C52单片机处理芯片，采用数码管显示能实时显示采来的数据，上位机与下位机采用RS485通信芯片，数据采集器件采用红外线传感器，单片机通过采来信号控制步进电机以及在不同的状态发送声光报警，因为本系统应用的对象比较特殊其使用者是人，所以在单片机抗干扰上应该着重考虑。整个系统能够做到实时准确的显示处理并执行外界采来的信号，而且在发生意外时能及时反映和应对。 1.2总体框图 根据毕业设计题目要求，系统总体框图如下图所示。 图1－1 图1-1给出了系统组成方框图。通过键盘输入模块输入预置的点滴速度并将数据信息传送给单片机。系统进入调整方式一（电机为主，等待中断）调整装置刚开始运行时步进电机以定速转动，等待传感装置发出中断信号。当点滴速度进入一定范围（预置值±10）时单片机检测到中断信号进入调整方式二（采集信号为主，电机被动）采集通过红外光电传感器对不同标志的检测，并以电信号的形式传给单片机，经运算、分析、处理后单片机通过输出端口将数据传给显示模块和电机，实现点滴速度的显示和对滴瓶高度的控制，使实际点滴速度更接近预置值，由于硬件的限制既不可预测的误差，又使实际点滴速度极难达到预置值，因此设置当实际点滴速度进入预置值M×10%±1滴范围内时电机停止转动，这样就实现了智能控制功能。另外，数据采集装置将通过红外光电传感器检测到的信号直接输出给声光报警装置，节省了单片机的资源。当声光报警持续30秒钟后无人复位，则由单片机发出信号关闭声光报警，同时发出信号控制电机使吊瓶下降直至无液滴滴出，可以大大提高输液的安全系数。 1.2.1主控芯片和从属芯片选取 根据本题目要求采用单片机来控制整个装置，在单片机选择上就必须要仔细考虑了，根据单片机芯片的工作环境、所用到的I/O口数、定时器和记数器、以及单片机的存储空间大小，这时我们通常会想起Cygnal公司的C8051F系列单片机它具有很多I/O口而且定时器计数器也很多，但它的价格很贵在实际应用上因为是成批生产将增加很大的成本，在多方面比较下选择了89C52,因为此系统实现的功能很多(键盘，显示，外围电路等)所以所用的I/O口也较多，而89C52有4组I/O满足所要I/O端口数[1]，8K的程序存储空间，在价格上它也是很便宜的一款单片机。 1.2.2显示器选取 根据题目设计的意思选择LED显示，它在系统中主要是显示从站站号及液滴滴速，使用它一幕了然就能看见点滴的工作状况，从而达到人机交流目的。 1.2.3 外围数据采集器件（传感器）及控制选型 由于所检测的物理量是水滴是一个很特殊的物质，它没有颜色而且检测的传感器还不能直接接触水滴而是隔一层滴管，所以只能选择具有对光敏感一款传感器。因为周围的环境光的是由很多色光组成，从而选择了红外线传感器做为接收与激光作为发射光；外围控制我们选用步进电机带动点滴瓶使之升降从而达到控制点滴速度目的，它在控制物体高度上是很精确而且在不工作时是很难因为外界对它施加力使之反转。 1.2.4 键盘 此设计题实现的功能很多，这样键盘数也就很多，键盘设计的方式多不可数，考虑到程序的代码空间大小，及键盘灵敏度是否很高，人们不由会想起矩阵式开关它最多能16个按键而且不需要很复杂的外围电路，它可以设计中断方式和非中断方式设计方式灵活，缺点为电路不算复杂但会加大编程难度。经过论断选择了8279键盘，它的硬件不是很复杂软件也很简单操作简单方便。 第二章 各单元电路方案论证 2.1本章内容简述 本章主要讲述了各单元部分电路的选择与论证，将各单元电路方案列出来，从而对每个方案的优缺点进行比较，选择一个最优的方案。此部分单元电路选择对整体功能实现有着重要作用，所以此部分在此论文中占有很大的篇幅。 2.2水滴检测模块 2.2.1常用光电开关检测技术[2] 光电开关（光电传感器）是根据光敏二极管工作原理制造的一种感应其接收光强度变化的电子器件。当它接收发出的光被目标反射或阻断时，即输出开关。它包含调制光源，光敏元件等组成的光学系统、放大器、及开关输出装置。 2.2.2 以光源模式划分： 1、红色光源 2、红外线光源 3、绿色光源 4、兰色光源 5、白色光源（钨、卤素灯） 6、激光光源。 红色光源、绿色光源、兰色光源、白色光源易受环境影响较大，外界光亮条件改变，很可能造成误判和漏判。 红外线光源不易受环境光源影响。 红外光波长比可见光长，因此受可见光的影响较小，同时红外系统还具有以下优点：尺寸小、质量轻，能有效的抗可见光波段的伪装，对辅