嵌入式系统－点滴恒温仪设计题目点滴恒温仪的设计姓名李丽学.DOC

设计题目：　　点滴恒温仪的设计　　 姓　名： 　　　李　丽　　　　　　　 学　号： 　　　 　　　　　　 日　期： 　　　年　　月　　日　　 目录 绪论 设计用途及意义 设计方案及功能说明 硬件设计 软件设计 结论 参考文献 专用名词及解释 第一章　绪论 在医院里，。 第二章　设计用途及意义 点滴治疗是当今医院广泛采用的一种治疗手段，但是在打点滴时，由于液体温度偏低，致使病人感到难受。而本文所阐述的点滴恒温仪正是出于对病人人性化考虑而设计，它具有以下功能： 在点滴时，对点滴液体加热至合适的温度，使病人感到舒适； 可以设定温度值，最小精确到±0.5℃； 随时监测加热浴液温度，控制加热体，使温度达到设定值； 对液体加热时，采用PWM控制，并采用了PID算法，使浴液温度快速达到设定值； 加热池内有浴液液位监测设备，保证在加热池内浴液处于正常水平； 针对环境温度，自动调节温度； 对不同特殊药物的加热值是不同的，可以将加热值保存下来，下次使用时直接调用保存数据即可； 采用开关电源方式供电，供电范围宽：AC85V～AC265V，在很多国家都可以使用。 随着医院电子化、智能化改革发展，病人有越来越多的人性化产品和设备，而点滴恒温仪的应用，将使病人在点滴治疗时感觉更加舒适，使病人又一个好的心情，这也促使病人早日康复。 第三章　设计方案及功能说明 ＆3系统结构 如图3.1所示，点滴恒温仪主要由：恒温浴液体液位检测电路、恒温浴液体温度检测电路、恒温浴液体加热电路、实时时钟电路、环境温度检测电路、显示电路、按键电路、报警电路、数据存储电路、控制电路和电源电路组成。下面几个小节将对各个单元进行详细阐述。 　　在随后的章节，我们将从硬件和软件两个体系结构入手，详细阐述点滴恒温仪的构造、设计原理。从设计的角度阐述实现功能的软硬件基础，揭开其神秘的面纱。 第四章　硬件设计 我们常说硬件是一个系统的经脉骨架，软件是系统的大脑神经网络。在这一章我们将接着上一章节的介绍，对呼叫监测系统中的每个单元模块硬件进行详细介绍说明。 ＆4.1恒温浴液体温度检测电路 点滴恒温仪对恒温浴温度控制要求达到±0.5℃，为了达到测量精度和控制精度，对恒温浴液体温度采集采用了铂铑合金丝，采用铂铑合金丝采集温度，传感器的输出电压很低，仅几十毫伏，所以需要一个低噪声高增益的放大电路。我们可以选用仪表放大器，但是仪表放大器一般价格较高。为了降低成本，而又不影响测试精度，在点滴恒温仪的设计中，我们利用廉价的低噪声放大器LM353和OP07组成一个仪表放大器，经过调试，达到了要求，如图4.1所示，其放大倍数为100,输出可达几伏特。 ＆4.2恒温浴液体液位检测电路 恒温浴液体液位对于对恒温浴液体加热至关重要，首先，只有恒温浴液体达到一定量时加热，才不至于损坏加热体；其次，恒温浴对保持点滴液体温度至关重要，恒温浴液体是一个热量均衡器，它使点滴液体的温度均匀加热，同时也不至于温度发生急剧变化；最后，恒温浴液体的多少，对采用不同的加热控制算法有很大的影响； 在实际使用点滴恒温仪时，加入恒温浴的液体是药用５％的氯化钠溶液（即生理盐水），而氯化钠溶液是很好的导体，正是利用这一特性我们设计了恒温浴液位检测装置，如图4.2所示，在恒温浴不同的深度固定了四个电极，分别是液位测试零点、液位低测试点、液位中测试点和液位高测试点，在液位测试零点加上一个电压，分别在其它三个测试点进行检测，检测到电信号即可大体判断出液位的高低，同时，因为恒温浴液体是药用５％的氯化钠溶液，它的导电性恒定，通过检测流过恒温浴液体的电流的大小，还可比较精确地测出液位的位置。需要注意的是电极须用化学性能稳定的炭棒，否则会发生电解现象，使电极上附着一层绿色的氯化物而影响液位的检测。 ＆4.3系统报警单元 点滴恒温仪具有报警功能，当出现某些情况时，比如恒温浴液体液位偏低、加热完成等情况时，点滴恒温仪发出报警声提醒医师、护士采取相应的措施。常用的声音报警系统有语音芯片、声音合成器及本系统用的蜂鸣器。考虑到成本和系统应用场合，我们采用了蜂鸣器进行报警，蜂鸣器驱动简单、接口方便，报警声短促有力。图4.3就是报警电路图。 ＆4.4呼叫按键接口单元 为了对点滴恒温仪进行某些参数的设置，本系统有按键系统，用于系统参数设置，设置了六个按键：设置按键、确认键、上下左右键、温度显示键、液位显示键；本系统采用了优先编码器74HC148作为按键编码芯片。图4.4为点滴恒温仪按键电路图。 ＆4.5恒温浴液体加热控制 恒温浴液体加热控制是点滴恒温仪的核心，现在加热电路有很多种，常见的有电炉丝、微波加热器、红外加热器等等，但是这些效率都不是很高，而且控制起来比较麻烦。在点滴恒温仪的设计中，我们采用了半导体加热器件，主要原因是： 半导体加热器型号众多，体积小； 半导