液體點滴速度監(jiān)控裝置課程設(shè)計

1、液體點滴速度監(jiān)控裝置黃岡職業(yè)技術(shù)學(xué)院09電子特長班電子文檔液體點滴速度監(jiān)控裝置設(shè)計題目：液體點滴速度監(jiān)控裝置設(shè)計成員：陳均、姚文青、劉康指導(dǎo)老師：溫錦輝設(shè)計時間：2009.07.262009.07.29摘要：為了解決人工監(jiān)測輸液治療所存在的問題，緩解醫(yī)護人員的工作壓力，設(shè)計了一種基于光電監(jiān)測技術(shù)、串口通信技術(shù)的監(jiān)測系統(tǒng)。本液體點滴速度監(jiān)控裝置采用ti公司的msp430f2274單片機作為核心控制芯片，由液晶顯示模塊、電機驅(qū)動模塊、傳感器模塊、電源模塊組成。實現(xiàn)點滴速度控制、液晶顯示點滴速度、點滴測速等功能。在機械結(jié)構(gòu)上，用一個步進電機，再外加一個定滑輪，來控制滴斗與受液瓶之間的高度，以達到控制

2、液滴的速度目的。采用pwm 驅(qū)動芯片控制電機，反射式紅外傳感器檢測液滴滴落的速度，lcd128*64顯示點滴的速度?；诳煽康挠布O(shè)計和穩(wěn)定的軟件算法，實現(xiàn)題目要求。而且附加實現(xiàn)主從機通信等擴展功能。關(guān)鍵詞：msp430f2274；串口通信；pwm電機驅(qū)動；光電傳感器abstract: in order to address the treatment of intraocular fluid by monitoring the problems and ease the work pressure of health care professionals to design a photov

3、oltaic-based monitoring techniques, serial communication technology of the monitoring system. the speed of the liquid drip monitoring device msp430f2274 using tis single-chip control as a core chips, by the liquid crystal display module, motor driver module, sensor module, power module. to achieve s

4、peed control drip, drip liquid crystal display speed, bit by bit gun functions. in the mechanical structure, the use of a stepper motor, and then plus a fixed pulley, to control the drip bucket with the bottle between the liquid height, in order to achieve the purpose of controlling the speed of dro

5、plets. pwm driver chip used to control motors, reflective infrared sensors detect the speed of droplets drip, lcd128 * 64 shows that the rate of drip. hardware design based on a reliable and stable software algorithms, the requirements to achieve the title. and the additional achievement of master-s

6、lave communication, such as extensions.keywords: msp430f2274; serial communication; pwm motor drive; photoelectric sensor目 錄1系統(tǒng)設(shè)計41.1 設(shè)計要求41.1.1 任務(wù)41.1.2 要求41.1.3 說明51.2 總體設(shè)計方案51.2.1 設(shè)計思路51.2.2 方案選擇與論證71.2.3 系統(tǒng)組成102系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計與實現(xiàn)112.1 控制電路的設(shè)計112.2 電機驅(qū)動電路的設(shè)計122.3 顯示模塊的設(shè)計132.4 液體點滴監(jiān)控電路的設(shè)計142.5 電源模塊的設(shè)計15

7、3系統(tǒng)軟件設(shè)計153.1系統(tǒng)主程序163.2液滴速度監(jiān)控子程序163.3主從站通信程序173.4液晶顯示子程序173.5 編程感想184系統(tǒng)測試184.1 測試使用的儀器184.2 指標測試和測試結(jié)果194.2.1液滴檢測部分測試194.2.2調(diào)整時間的測試194.2.3誤差分析204.2.4系統(tǒng)實現(xiàn)的功能205結(jié)論20參考文獻20附錄1 使用說明21附錄2 主要元器件清單21附錄3 實物圖22附錄4 電路原理圖及印制板圖22附錄5 程序清單221系統(tǒng)設(shè)計1.1 設(shè)計要求1.1.1 任務(wù)設(shè)計并制作一個液體點滴速度監(jiān)測與控制裝置，示意圖如圖1所示。1.1.2 要求1. 基本要求（1）在滴斗處檢測

8、點滴速度，并制作一個數(shù)顯裝置，能動態(tài)顯示點滴速度（滴/分）。（2）通過改變h2控制點滴速度，如右圖所示；也可以通過控制輸液軟管夾頭的松緊等其它方式來控制點滴速度。點滴速度可用鍵盤設(shè)定并顯示，設(shè)定范圍為20150(滴/分)，控制誤差范圍為設(shè)定值 10% 1滴。（3）調(diào)整時間3分鐘（從改變設(shè)定值起到點滴速度基本穩(wěn)定，能人工讀出數(shù)據(jù)為止）。圖1 液體點滴監(jiān)控示意圖（4）當h1降到警戒值（23cm）時，能發(fā)出報警信號。2. 發(fā)揮部分設(shè)計并制作一個由主站控制16個從站的有線監(jiān)控系統(tǒng)。16個從站中，只有一個從站是按基本要求制作的一套點滴速度監(jiān)控裝置，其它從站為模擬從站 (僅要求制作一個模擬從站)。（1）主

9、站功能： a具有定點和巡回檢測兩種方式。 b可顯示從站傳輸過來的從站號和點滴速度。 c在巡回檢測時，主站能任意設(shè)定要查詢的從站數(shù)量、從站號和各從站的點滴速度。 d收到從站發(fā)來的報警信號后，能聲光報警并顯示相應(yīng)的從站號；可用手動方式解除報警狀態(tài)。（2）從站功能： a能輸出從站號、點滴速度和報警信號；從站號和點滴速度可以任意設(shè)定。b接收主站設(shè)定的點滴速度信息并顯示。c對異常情況進行報警。（3）主站和從站間的通信方式不限，通信協(xié)議自定，但應(yīng)盡量減少信號傳輸線的數(shù)量。（4） 其它。1.1.3 說明1. 控制電機類型不限，其安裝位置及安裝方式自定。2. 儲液瓶用醫(yī)用250毫升注射液玻璃瓶（瓶中為無色透明

10、液體）。3. 受液瓶用1.25升的飲料瓶。4. 點滴器采用針柄顏色為深藍色的醫(yī)用一次性輸液器（滴管滴出20點蒸餾水相當于1ml0.1ml）。5. 賽區(qū)測試時，僅提供醫(yī)用移動式點滴支架，其高度約1.8m，也可自帶支架；測試所需其它設(shè)備自備。6. 滴速夾在測試開始后不允許調(diào)節(jié)。7. 發(fā)揮部分第（2）項從站功能中，c中的“異常情況”自行確定。1.2 總體設(shè)計方案1.2.1 設(shè)計思路根據(jù)題目要求，系統(tǒng)可以劃分為控制部分和信號檢測部分。其中信號檢測部分包括：液滴監(jiān)控模塊?？刂撇糠职ǎ弘姍C驅(qū)動模塊，顯示模塊，控制器模塊，計時模塊，按鍵控制模塊六個基礎(chǔ)模塊，硬件模塊框圖如圖2所示。此外，液體點滴速度監(jiān)控裝

11、置對軟件要求相對要高，軟件設(shè)計部分包括主從機串口通信，液體警戒值判斷等模塊，軟件部分結(jié)構(gòu)如圖3所示。為實現(xiàn)各模塊的功能，分別做了幾種不同的設(shè)計方案并進行了論證?？刂破髂K計時模塊電機驅(qū)動模塊液晶顯示模塊液滴監(jiān)控模塊按鍵控制模塊圖2 系統(tǒng)硬件組成方框圖液體剩余量算法鍵盤掃描函數(shù)電機控制函數(shù)主從機串口通信函數(shù)液晶顯示函數(shù)msp430f2274圖3 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)圖1.2.2 方案選擇與論證（1）控制器模塊根據(jù)題目要求，控制器主要用于紅外對管傳感器信號的接收與辨認、控制點滴的速度、控制液晶顯示滴速與系統(tǒng)運行以及液體到了警戒值發(fā)出信號等。對于控制器的選擇有以下幾種方案。方案一：采用fpga作為系統(tǒng)的控制

12、器。fpga可以實現(xiàn)各種復(fù)雜的邏輯功能，規(guī)模大，密度高，它將所有器件集成在一塊芯片上，減小了體積，提高了穩(wěn)定性，并且可應(yīng)用eda軟件仿真、調(diào)試，易于進行功能擴展。fpga采用并行的輸入輸出方式，提高了系統(tǒng)的處理速度，適合作為大規(guī)模實時系統(tǒng)的控制核心。由檢測模塊輸出的信號并行輸入fpga，fpga通過程序設(shè)計控制監(jiān)控系統(tǒng)作出相應(yīng)的動作，但由于本設(shè)計對數(shù)據(jù)處理的速度要求不高，fpga的高速處理的優(yōu)勢得不到充分體現(xiàn)，并且由于其集成度高，使其成本偏高，同時由于芯片的引腳較多，實物硬件電路板布線布線復(fù)雜，加重了電路設(shè)計和實際焊接的工作。方案二：采用atmel公司的at89c51作為系統(tǒng)控制器的cpu方案

13、。單片機算術(shù)運算功能強，軟件編程靈活、自由度大，可用軟件編程實現(xiàn)各種算法和邏輯控制，并且由于其功耗低、體積小、技術(shù)成熟和成本低等優(yōu)點，使其在各個領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。但由于本系統(tǒng)設(shè)計的模塊眾多，所需i/o口線較多，需兩個單片機控制，使其電路復(fù)雜，增加了調(diào)試的難度。方案三：采用ti公司的msp430單片機。msp430在電池供電的低功耗應(yīng)用中具有獨特的優(yōu)勢。其工作電壓為1.83.6 v，正常工作時功耗可控制在200a左右，低功耗模式可實現(xiàn)2a甚至o.1a的低功耗。msp430系列單片機作為性能優(yōu)異的mcu在中國已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。msp430具有高集成度，通常在單個芯片上集成了12位的a/d轉(zhuǎn)換器、比

14、較器、多個定時器，以及片內(nèi)usart、看門狗、片內(nèi)dco等。一般單片就可滿足大多數(shù)的應(yīng)用需要。支持jtag在線編程，可以方便地實現(xiàn)程序的下載、仿真、調(diào)試和升級?？梢詫崿F(xiàn)液體點滴速度監(jiān)控裝置的設(shè)計。方案選擇：基于以上分析，擬定方案三。（2）電機的選擇方案一：采用直流減速電機控制小車的運動，直流減速電機力矩大，轉(zhuǎn)動速度快，但其制動能力差,無法達到短距離控制儲液瓶上下移動的要求。方案二：采用型號4b2yg的步進電機控制小車的運動，最小步進角為0.9度，因此能實現(xiàn)短距離控制儲液瓶上下移動，而且當不給步進電機發(fā)送脈沖的時候，能實現(xiàn)自鎖，從而能較好的實現(xiàn)儲液瓶及時停止的目的。方案選擇：經(jīng)過反復(fù)的比較、論證

15、，我們最終選用了方案二。該型號步進電機加驅(qū)動器后與單片機接口簡單，控制方便。圖4 電機驅(qū)動電路（3）電機驅(qū)動模塊電機的驅(qū)動電路主要通過電機的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)實現(xiàn)受液瓶位置（高低）的控制，以達到控制點滴滴速的目的。對于電機驅(qū)動電路有下面幾種方案。方案一：利用9012、2sc8050、及電機構(gòu)成驅(qū)動電路。如圖4所示，如果單片機控制口輸出高電平，9012截止，2sc8050截止，電機停止運轉(zhuǎn)。單片機控制口輸出低電平時，9012導(dǎo)通，2sc8050導(dǎo)通，電機開始運轉(zhuǎn)。該電路比較簡單，輸出功率足夠大，足以推動電機工作，并且電機工作時三極管性能非常穩(wěn)定。 但該方案中單片機部分和電機供電部分沒有完全隔離，而電動機

16、在切換時會產(chǎn)生巨大的反電動勢，經(jīng)常燒壞單片機。方案二：利用ba6219b及其外部輔助電路和電機構(gòu)成驅(qū)動電路。單片機控制口接ba6219b的兩個輸入控制端in1,in2。ba6219的兩個輸出端out1(2),out2(10)接電機。圖5 電機驅(qū)動電路表1 電機轉(zhuǎn)動狀態(tài)編碼表左電機右電機左電機右電機1in11in22in12in21010正轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)1001正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)1000正轉(zhuǎn)停0110反轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)0010停正轉(zhuǎn)0101反轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)根據(jù)上表可知，只要設(shè)定兩塊ba6219b的1in1,1in2,2in1,2in2四個控制端口的不同編碼，就可得到電動車的前進，后退，旋轉(zhuǎn)等不同的運行狀態(tài)；且ba6219b的最大輸

17、出電流為2.2a，可使電動車快速運行。但是這種方法控制較復(fù)雜，不宜采用。方案三：使用pwm控制芯片來實現(xiàn)對電機的控制，l298芯片實現(xiàn)電機的驅(qū)動。此種方法簡單易調(diào)，對于控制電機轉(zhuǎn)動的速度最是方便。方案選擇：基于以上分析，擬定方案三。（4）顯示模塊在液滴速度監(jiān)控過程中，系統(tǒng)需要對液體滴速做必要的顯示。我們考慮有以下兩種顯示方案。方案一：使用傳統(tǒng)的數(shù)碼管顯示。數(shù)碼管具有：低功耗、第損耗、低壓、壽命長、耐老化、防曬、防潮、防火、放高（低）溫，對外界環(huán)境要求低，易于維護，同時其精度比較高，稱量快，精確可靠，操作簡單。數(shù)碼管是采用bcd編碼顯示數(shù)字，程序編譯容易，資源占用較少。但是其電路復(fù)雜，由于時間緊

18、迫不宜采用。方案二：使用液晶顯示屏顯示時間和路程。液晶顯示屏（lcd）具有輕薄短小、低耗電量、無輻射危險，平面直角顯示以及影像穩(wěn)定不閃爍等優(yōu)勢，可視面積大，畫面效果好，分辨率高，抗干擾能力強等特點。方案選擇：根據(jù)以上論述，采用方案二。（5）液體速度監(jiān)控模塊液體速度監(jiān)控模塊實現(xiàn)對液滴滴落的速度進行監(jiān)控，因此需要利用傳感器對其進行探測，并通過軟件算法來進行液滴速度的計算。對傳感器的選擇有以下方案。方案一：采用熱探測器。熱探測器是利用所接收到的紅外輻射后，會引起溫度的變化，溫度的變化引起電信號輸出，且輸出的電信號與溫度的變化成比例，當紅外線被黑線吸收時，溫度會減小，電壓變低，而紅外線沒有被吸收時，電

19、壓不變，單片機可以根據(jù)電壓的變化來判斷路面的狀態(tài)。由于溫度變化是因為熱輻射能量引起的，與吸收紅外輻射的波長沒有關(guān)系，即對紅外輻射吸收沒有波長的選擇，因此受外界環(huán)境的影響比較大。方案二：采用光電對管。光電探測器接收紅外輻射后，由于紅外光子直接把材料的束縛電子激發(fā)成傳導(dǎo)電子，由此引起電信號輸出，信號大小與所吸收的光子數(shù)成比例。且這些紅外光子的能量的大?。醇t外光必須滿足一定的波長范圍），必須滿足一定的要求，才能激發(fā)束縛電子，起激發(fā)作用。光電探測器吸收的光子必須滿足一定的波長，否則不能被吸收，所以受外界影響比較小，抗干擾比較強。方案選擇：基于以上論證，采用方案二。（6）計時模塊計時模塊要求實現(xiàn)的功能

20、是對小車從啟動到停止的過程進行計時，最小單位為0.01s。由于本系統(tǒng)的控制器是由單片機構(gòu)成的，其內(nèi)部有很好的定時系統(tǒng)，因此系統(tǒng)使用msp430f2274內(nèi)置的定時器實現(xiàn)該模塊功能。（7）電源模塊方案一：所有器件采用單電源供電。這樣供電比較簡單；但是由于電動機啟動瞬間電流很大，而且pwm驅(qū)動的電機電流波動較大，會造成電壓不穩(wěn)、有毛刺現(xiàn)象，嚴重干擾單片機的正常工作及傳感器的準確檢測。方案二：多電源供電。單片機控制部分、顯示電路、光電對管部分用小型蓄電池并用穩(wěn)壓塊穩(wěn)壓到不同的電壓供電，特點小型蓄電池，輸出功率大，在負載不穩(wěn)定的情況下能保證合適的電壓和電流輸出。而電機驅(qū)動部分則采用9v電源供電。這樣設(shè)

21、計雖然不如單電源方便靈活，但可以將電極驅(qū)動所造成的干擾有較高的抑制，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性能。方案選擇：系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠是電子設(shè)計中很重要的一點，所以我們采用方案二。1.2.3 系統(tǒng)組成經(jīng)過仔細分析和論證，決定了系統(tǒng)各模塊的最終方案如下：（1） 控制模塊：采用msp430f2274單片機；（2） 電機的選擇：4b2yg步進電機；（3） 電機驅(qū)動模塊：采用l298芯片驅(qū)動，pwm調(diào)制方式控制電機；（4） 顯示模塊：采用128*64lcd液晶顯示屏顯示；（5） 點滴速度監(jiān)控模塊：采用光電探測器。（6） 計時模塊：采用msp430f2274內(nèi)置的定時器。（7） 電源模塊：采用雙電源供電。系統(tǒng)的基本框圖如圖

22、6所示。核心控制器件msp430f2274（主機）電機驅(qū)動l298液體點滴速度控 制按鍵設(shè)置點滴速度液體滴速顯示lcd128*64電源供電液滴點滴速度監(jiān)控系統(tǒng)（從機）串口通信紅外對管監(jiān)控液滴速度圖6 單片機控制的方框圖2系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計與實現(xiàn)2.1 控制電路的設(shè)計單片機接收從傳感器檢測電路或者按鍵控制電路輸入的邏輯信號和脈沖信號，并將輸入的信號進行處理運算，以控制電流或控制電壓的形式輸出給被控制的單元電路，完成各項任務(wù)要求。圖7 msp430f2274控制電路單片機msp730f2274外接液滴監(jiān)控電路，按鍵控制電路和顯示電路，其中按鍵控制電路和液滴監(jiān)控電路是信號輸入，顯示電路是信號輸出。為

23、了方便單片機引腳的使用，我們將單片機的所有引腳用接口引出。圖7為控制電路的電路圖。2.2 電機驅(qū)動電路的設(shè)計圖8 電機驅(qū)動電路分析題目可知，在該系統(tǒng)中，可以通過改變h2的大小，來控制液體點滴的速度。這樣，采用步進電機的正反轉(zhuǎn)來改變h2的大小。電機的驅(qū)動芯片選用l298n 作為驅(qū)動芯片。工作穩(wěn)定電機驅(qū)動信號由單片機提供，信號傳至pwm 控制芯片l298n，通過l298n的輸出腳與兩個電機相連。l298n的連接方法如圖8所示。芯片控制方法如表2所示，11腳為高時，當10腳電平高于12腳時，13腳， 14腳端電機正轉(zhuǎn)；12腳電平高于10 腳時，電機倒轉(zhuǎn)；11腳為低時，電機自由控制。表2 l298引腳

24、功能表引腳namefunction 功能說明1;15sense a; sense b電流監(jiān)測端,1、15，sen1、sen2分別為兩個h橋的電流反饋腳，不用時可以直接接地2;3out 1; out 21y1、1y2輸出端4vs功率電源電壓,此引腳與地必須連接100nf電容器5;7input 1; input 21a1、1a2輸入端，ttl電平兼容6;11enable a; enable bttl電平兼容輸入 1en、2en使能端，低電平禁止輸出8gndgnd地9vss邏輯電源電壓。 此引腳與地必須連接100nf電容器10; 12input 3; input 42a1、2a2 輸入端，ttl電平

25、兼容13; 14out 3; out 42y1、2y2 輸出端 監(jiān)測引腳152.3 顯示模塊的設(shè)計顯示器是人類與應(yīng)用設(shè)備溝通的重要界面，近年來，隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，液晶顯示技術(shù)在實際生活中得到了廣泛應(yīng)用。液晶顯示模塊以其微功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富、模塊化以及接口電路簡單等諸多優(yōu)點在科研、生產(chǎn)和產(chǎn)品設(shè)計等領(lǐng)域中發(fā)揮著越來越重要的作用。圖9 液晶顯示電路本系統(tǒng)中采用液晶來顯示液體的滴速，系統(tǒng)運行狀況等信息。圖9所示為液晶與msp430f2274的連接圖。為節(jié)省i/o口，采用串口方式與單片機通信。液晶串行接口管腳信息如表3所示。表3 液晶串行接口管腳信息表管腳號名稱level功能1vss0v電

26、源地2vdd+5v電源正（3.0v5.5v）3vo-對比度（亮度）調(diào)整4csh/l模組片選端，高電平有效5sidh/l串行數(shù)據(jù)輸入端6clkh/l串行同步時鐘：上升沿時讀取sid數(shù)據(jù)15psbll:串口方式17/reseth/l復(fù)位端，低電平有效19avdd背光源電壓+5v20kvss背光源負端0v2.4 液體點滴監(jiān)控電路的設(shè)計光電對管由水滴上下邊緣遮擋可以產(chǎn)生相應(yīng)的脈沖信號，其他檢測系統(tǒng)多有應(yīng)用，產(chǎn)生的脈沖信號，經(jīng)單片機處理，可計算滴數(shù)，單片機對兩滴之間的時間計算可得實時滴速。之后將這些信息通過串口通信方式在液晶上顯示出來。圖10 液體點滴監(jiān)控電路圖在輸液管液滴垂直下落的路徑上安裝一對光電管

27、來提取液滴的脈沖，這也是一般的做法。如果病人感覺不適可能會晃動滴管，或者其他原因，導(dǎo)致液滴相對的偏離垂直路徑，使光電管監(jiān)測不到液滴。這樣顯然不行，因此我們用三對光電管覆蓋了液滴下落的一個平面，使得輸液管晃動時依然可以不漏計液滴。根據(jù)接收系數(shù)不同，通過以光電傳感器為核心的光電檢測電路將接收的系數(shù)進行區(qū)分，轉(zhuǎn)化為不同電平信號，將此電平信號送單片機，由單片機控制系統(tǒng)做出相應(yīng)的反應(yīng)，即控制點滴的速度，或是提示警告信息等。紅外光電傳感器，它是一種光電子掃描，光電二極管發(fā)射，接收管接收并輸出的裝置。它的特點是尺寸小、使用方便、信號高輸出、工作狀態(tài)受溫度影響小。當檢測器檢測到液滴時，其輸出低電平；當沒有檢測

28、到液滴時，則輸出高電平。如圖10所示，通過傳感器檢測液滴，輸出低電平，為了不漏記每一個液滴，采用sn74hc32或門將每一個液滴都計入單片機。電位器可調(diào)節(jié)傳感器的靈敏度。2.5 電源模塊的設(shè)計圖11 電源電路本系統(tǒng)要求有3.3v,5v,9v混合輸出電源。我們采用了一個多路電源提供系統(tǒng)用電要求，由于單片機msp430f2274需要工作在3.3v的電壓下，以達到低功耗的目的，而一些傳感器，液晶等外圍設(shè)備需要5v與9v的工作電壓。9v電壓則可以由蓄電池提供。所以我們利用一個7805三端5v穩(wěn)壓管為電路主要組成部分,然后在經(jīng)過ld33穩(wěn)壓塊將5v的直流電轉(zhuǎn)為3.3v的電壓，這樣就可以為各個模塊供電了。

29、電源原理圖見圖11所示。3系統(tǒng)軟件設(shè)計系統(tǒng)的軟件設(shè)計采用c語言，對單片機進行編程實現(xiàn)各項功能。程序是在win xp 環(huán)境下采用iar embedded workbench軟件編寫?？梢詫崿F(xiàn)系統(tǒng)對傳感器的查詢，電機的控制，液晶顯示等功能。 3.1系統(tǒng)主程序主程序主要起到一個導(dǎo)向和決策功能，決定系統(tǒng)什么時候該做什么。系統(tǒng)的各個功能的實現(xiàn)主要是調(diào)用具體的子程序來實現(xiàn)的。系統(tǒng)的主程序流程圖如圖12所示。開始mcu初始化液晶初始化i/o初始化調(diào)用液滴監(jiān)控子函數(shù)調(diào)用按鍵掃描子函數(shù)調(diào)用液晶顯示子函數(shù)調(diào)用警戒值判斷子函數(shù)調(diào)用主從機通信子函數(shù)開定時器中斷開i/o口中斷開總中斷圖12 主程序流程圖3.2液滴速度監(jiān)

30、控子程序光電對管信號經(jīng)比較放大后送入單片機的i/o口產(chǎn)生硬中斷，利用單片機程序?qū)π盘栠M行處理，得到需要的滴速和滴數(shù)，并經(jīng)發(fā)送模塊送出。液滴滴速的計算： v = 60 4096 time( /min) 滴，其中time 為單片機定時器a的兩液滴間的計數(shù)寄存器值，4096 為32k 晶振8 分頻后的時鐘頻率，定時器計數(shù)滿4096 為1 秒。臨床實驗表明，標準的輸液器每20 滴為1ml 液體。設(shè)總輸液量為v0，已輸液時間為t1，接收到的滴速為v，滴數(shù)為n，每分鐘的總流量為f，剩余藥量為v，剩余輸液時間為t。3.3主從站通信程序題目要求設(shè)計并制作一個由主站控制16個從站的有線監(jiān)控系統(tǒng)。16個從站中，只

31、有一個從站是按基本要求制作的一套點滴速度監(jiān)控裝置，其它從站為模擬從站 (僅要求制作一個模擬從站)。主站具有定點和巡回檢測兩種方式?？娠@示從站傳輸過來的從站號和點滴速度。在巡回檢測時，主站能任意設(shè)定要查詢的從站數(shù)量、從站號和各從站的點滴速度。收到從站發(fā)來的報警信號后，能聲光報警并顯示相應(yīng)的從站號；可用手動方式解除報警狀態(tài)。從站功能能輸出從站號、點滴速度和報警信號；從站號和點滴速度可以任意設(shè)定。接收主站設(shè)定的點滴速度信息并顯示。對異常情況進行報警。主站和從站間的通信方式不限，通信協(xié)議自定，但應(yīng)盡量減少信號傳輸線的數(shù)量。具體實現(xiàn)程序附錄。3.4液晶顯示子程序液晶子程序用來顯示電路的主要顯示部分，使得

32、系統(tǒng)更具人性化。帶中文字庫的128x64是一種具有4位/8位并行、2線或3線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國標一級、二級簡體中文字庫的點陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為12864, 內(nèi)置8192個16*16點漢字，和128個16*8點ascii字符集.利用該模塊靈活的接口方式和簡單、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機交互圖形界面?？梢燥@示84行1616點陣的漢字. 也可完成圖形顯示.低電壓低功耗是其又一顯著特點。由該模塊構(gòu)成的液晶顯示方案與同類型的圖形點陣液晶顯示模塊相比，不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡潔得多，且該模塊的價格也略低于相同點陣的圖形液晶模塊。清屏寫指令寫數(shù)據(jù)送地址調(diào)用寫子程序調(diào)用顯

33、示子程序返回圖14 液晶顯示子程序流程圖帶中文字庫的128x64-0402b每屏可顯示4行8列共32個1616點陣的漢字，每個顯示ram可顯示1個中文字符或2個168點陣全高ascii碼字符，即每屏最多可實現(xiàn)32個中文字符或64個ascii碼字符的顯示。帶中文字庫的128x64-0402b內(nèi)部提供1282字節(jié)的字符顯示ram緩沖區(qū)（ddram）。字符顯示是通過將字符顯示編碼寫入該字符顯示ram實現(xiàn)的。根據(jù)寫入內(nèi)容的不同，可分別在液晶屏上顯示cgrom（中文字庫）、hcgrom（ascii碼字庫）及cgram（自定義字形）的內(nèi)容。三種不同字符/字型的選擇編碼范圍為：00000006h（其代碼分別

34、是0000、0002、0004、0006共4個）顯示自定義字型，02h7fh顯示半寬ascii碼字符，a1a0hf7ffh顯示8192種gb2312中文字庫字形。字符顯示ram在液晶模塊中的地址80h9fh。字符顯示的ram的地址與32個字符顯示區(qū)域有著一一對應(yīng)的關(guān)系，其對應(yīng)關(guān)系如下表所示。液晶顯示流程圖如圖14所示。表3 液晶串行接口管腳信息表80h81h82h83h84h85h86h87h90h91h92h93h94h95h96h97h88h89h8ah8bh8ch8dh8eh8fh98h99h9ah9bh9ch9dh9eh9fh3.5 編程感想基于單片機的程序設(shè)計，不僅要充分考慮單片機外

35、部電路的電器特性，更要熟悉單片機的內(nèi)部功能和控制方式。實踐的過程就是熟悉的過程，只有通過不斷調(diào)試，才能對如何正確使用單片機，創(chuàng)造性地利用單片機的特定功能產(chǎn)生更深刻的認識。例如，軟件實現(xiàn)低功耗要用到中斷，在使用中斷時，為避免中斷沖突，往往不在中斷函數(shù)中直接執(zhí)行它要觸發(fā)的功能，而采取在中斷函數(shù)中對標識變量置位，轉(zhuǎn)回主函數(shù)執(zhí)行相應(yīng)操作。這樣可以保證對絕大多數(shù)中斷立即響應(yīng)。這次設(shè)計是使用msp430作核心控制芯片，使用iar編譯環(huán)境用c語言編程。iar c430對msp430支持的非常好，可以充分發(fā)揮msp430單片機的功能。用c語言可提高軟件開發(fā)、執(zhí)行效率以及程序的可讀性、可靠性和可移植性。當然為了

36、避免使用低效的語言結(jié)構(gòu)，理解msp430的結(jié)構(gòu)限制是非常重要的，下面是我的一點感想：（1）因為在msp430上位域類型上執(zhí)行緩慢，所以僅在報訊數(shù)據(jù)存儲空間時才使用它。使用unsigned char 或unsigned int 的位屏蔽來代替位域。（2）建議使用unsigned類型，特別是除法求和模運算，對16位數(shù)據(jù)類型，msp430的工作效率更高，通常8位數(shù)據(jù)類型的使用可以節(jié)省數(shù)據(jù)空間，但不可以減少代碼大小。由于msp430結(jié)構(gòu)不支持32位數(shù)據(jù)類型，所以效率較低。（3）復(fù)制結(jié)構(gòu)（struct）和聯(lián)合（union）是耗費較大的操作。應(yīng)該避免運行結(jié)構(gòu)/聯(lián)合的賦值等。建議采用指向結(jié)構(gòu)/聯(lián)合的指針操作。（4）在其他模塊之外不使用的變量應(yīng)