畢業(yè)設(shè)計(jì)無人監(jiān)守點(diǎn)滴自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)范本

②通信接口電路。3系統(tǒng)從站硬件設(shè)計(jì)3.1從站硬件系統(tǒng)框圖根據(jù)從站系統(tǒng)所要實(shí)現(xiàn)的功能，為從站系統(tǒng)設(shè)計(jì)出硬件系統(tǒng)框圖[4]，如圖2所示： AT89S53AT89S53鍵盤控制電路單元點(diǎn)滴信號檢測單元液體檢測單元單元通信電路單元報(bào)警電路單元電源電路單元點(diǎn)滴信號整形單元 圖2從站硬件系統(tǒng)框圖3.2從站系統(tǒng)各單元設(shè)計(jì)有上面的框圖能夠知道，從站系統(tǒng)所包含的子模塊較多，因此下面進(jìn)行逐一介紹。3.2.1點(diǎn)滴信號檢測單元此單元模塊是經(jīng)過固定在輸液瓶外側(cè)的紅外傳感器來檢測是否有點(diǎn)滴滴下，電路圖如圖3所示。圖3點(diǎn)滴信號檢測電路紅外傳感器是有發(fā)射管和受光管二者構(gòu)成，其主要功能是實(shí)現(xiàn)光和電之間的轉(zhuǎn)換。紅外系統(tǒng)具有尺寸小、重量輕、易于安裝等優(yōu)點(diǎn)，且紅外光波長長與可見光，受后者的影響較小，因此選用紅外傳感器來檢測液體點(diǎn)滴滴速。增強(qiáng)信噪比以減少環(huán)境光源的干擾，并采用脈沖調(diào)制的方式。發(fā)射、接受的簡化原理電路如圖4所示。圖4脈沖產(chǎn)生電路74HC14是具有施密特功能的六反相器，圖5是74HC14所構(gòu)成的多諧振蕩電路。施密特觸發(fā)器具有上限閾值電壓V2、下限閾值V1的特性，且受芯片電源VDD的限制。多諧振蕩器電路產(chǎn)生信號的周期頻率滿足f=1/{RCln[V2（VDD－V1）/V1（VDD－V2）]}，令ln[V2（VDD－V1）/V1（VDD－V2）]為k，則f=1/kRC，即T=kRC。對于74HC14而言，當(dāng)VDD=5V時(shí)，下限閩值電壓V1=1.4V，上限閩值電壓V2=3.6V，因此有k=1.89。考慮到脈寬可調(diào)的狀況進(jìn)而能夠得出1.89（R1//R2+R2）C=T，T表示方形脈沖的一個(gè)周期大小，（R1//R2）:（R1//R2+R2）=1:5。圖5多諧振蕩電路3.2.2點(diǎn)滴信號整形單元在實(shí)際操作中，當(dāng)點(diǎn)滴落下時(shí)，接收到的信號會(huì)產(chǎn)生相距很近的雙脈沖，這極大的干擾了計(jì)數(shù)。為了消除這種干擾，減小虛假信息的影響，提高采樣的可靠性，用軟件濾波的方式濾去兩個(gè)脈沖中的一個(gè)，這樣就確保了計(jì)數(shù)的精確性。圖6是信號整形原理電路圖，同過原理圖，能夠?qū)φ斡泻唵蔚牧私?。圖6點(diǎn)滴信號整形電路3.2.3液位檢測單元按照醫(yī)用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，吊瓶中應(yīng)盡可能避免異物進(jìn)入，因此在紅外有損探測和無損探測中我們選擇后者。液位檢測電路是利用安裝在輸液瓶頸部的紅外對射管對瓶內(nèi)無液空間與有液空間光的折射差異來判斷輸液是否結(jié)束。光電轉(zhuǎn)換原理類似以滴速檢測，但紅外接收管輸出的電信號是電平信號，而不是脈沖信號。電平信號經(jīng)放大后輸入到比較器與門限電路比較，輸出后送至單片機(jī)外部中斷接口INT1。因考慮到儲(chǔ)液瓶壁較厚，可利用紅外無損探測方式，增大紅外發(fā)射功率來加強(qiáng)接收信號以保證對液位進(jìn)行精確檢測，儲(chǔ)液瓶有液空間和無液空間信號差異電壓比較差能夠達(dá)到40mV左右，說明該電路在液位下降到紅外對射管以下時(shí)系統(tǒng)即能發(fā)出警越限報(bào)。該電路接收到的信號只需對其放大不需濾波處理，因此本電路結(jié)構(gòu)單間，安裝簡易。其系統(tǒng)框圖及電路圖如下圖7和圖8所示。放大放大比較紅外發(fā)射門限信號紅外接收輸液瓶至單片機(jī) 圖7液位檢測框圖 圖8液位檢測電路3.2.4鍵盤控制電路本設(shè)計(jì)中所采用的鍵盤為非編碼機(jī)械觸點(diǎn)式按鍵開關(guān)，其主要功能是把機(jī)械上的通斷轉(zhuǎn)換成為電氣上的邏輯關(guān)系。觸點(diǎn)式開關(guān)按鍵在最常見，且壽命長。非編碼鍵盤只簡單地提供行和列的矩陣，其它工作均由軟件完成，因此既經(jīng)濟(jì)又實(shí)用。在機(jī)械鍵盤按鍵按下或釋放時(shí)，由于機(jī)械彈性作用的影響，一般伴隨一定時(shí)間的觸點(diǎn)機(jī)械抖動(dòng)，然后才穩(wěn)定下來。其抖動(dòng)過程如圖9所示，抖動(dòng)時(shí)間的長短與開關(guān)的機(jī)械特性有關(guān)，一般為5~l0ms。按鍵抖動(dòng)會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤判斷按鍵通或斷的狀態(tài)，這種情況是絕對不允許出現(xiàn)的。因此在設(shè)計(jì)中必須采取去抖動(dòng)措施，由于按鍵數(shù)較多，故采用軟件去抖。軟件去抖采取的措施是：在檢測到有按鍵按下時(shí)，執(zhí)行一個(gè)l0ms左右的延時(shí)程序后，再確認(rèn)該鍵電平是否仍保持閉合狀態(tài)電平，若仍保持閉合狀態(tài)電平，則確認(rèn)該鍵處于閉合狀態(tài)；同理，在檢測到該鍵釋放后，也應(yīng)采用相同的步驟進(jìn)行確認(rèn)，從而可消除抖動(dòng)的影響。一個(gè)完善的鍵盤控制程序應(yīng)具備以下功能：（1）檢測有無按鍵按下，并采取硬件或軟件措施，消除鍵盤按鍵機(jī)械觸點(diǎn)抖動(dòng)的影響。（2）有可靠的邏輯處理辦法。每次只處理一個(gè)按鍵，其間對任何按鍵的操作對系統(tǒng)不產(chǎn)生影響，且無論一次按鍵時(shí)間有多長，系統(tǒng)僅執(zhí)行一次按鍵功能程序。（3）準(zhǔn)確輸出按鍵值（或鍵號），以滿足跳轉(zhuǎn)指令要求。圖9按鍵抖動(dòng)過程由于本系統(tǒng)按鍵數(shù)較多，故采用4×4行、列結(jié)構(gòu)的16位矩陣鍵盤，如圖10所示。矩陣式鍵盤中，行、列線分別連接到按鍵開關(guān)的兩端，行線經(jīng)過上拉電阻接到+5V上。當(dāng)無鍵按下時(shí)，行線處于高電平狀態(tài)；當(dāng)有鍵按下時(shí)，行、列線將導(dǎo)通，此時(shí)，行線電平將由與此行線相連的列線電平?jīng)Q定。這是識別按鍵是否按下的關(guān)鍵。然而，矩陣鍵盤中的行線、列線和多個(gè)鍵相連，各按鍵按下與否均影響該鍵所在行線和列線的電平，各按鍵間將相互影響，因此，必須將行線、列線信號配合起來作適當(dāng)處理，才能確定閉合鍵的位置。圖10矩陣鍵盤電路3.2.5聲光報(bào)警單元本設(shè)計(jì)采用蜂鳴器與發(fā)光二極管實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警。當(dāng)傳感器檢測到液位低于預(yù)設(shè)值或傳感器檢測不到有液滴下落時(shí)，從站單片機(jī)控制蜂鳴器和報(bào)警燈工作，在發(fā)出聲光報(bào)警的同時(shí)向主站發(fā)出報(bào)警信息。在實(shí)際應(yīng)用中，如果設(shè)定的滴速過高，輸液瓶上升到支架頂部時(shí)，仍達(dá)不到設(shè)定的滴速，輸液瓶繼續(xù)上升有可能會(huì)拉倒支架，造成危險(xiǎn)。因此在支架的頂部安裝一個(gè)紅外探測器，如檢測到輸液瓶上升到支架頂部，則發(fā)出信號，通知單片機(jī)控制電機(jī)停轉(zhuǎn)，同時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警并向主站發(fā)送報(bào)警信號。下圖11為聲光報(bào)警電路。圖11聲光報(bào)警電路3.2.6電源電路單元任何電氣設(shè)備的使用都離不開供電系統(tǒng)，在整個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，電源的設(shè)計(jì)是必須要考慮的。電源的設(shè)計(jì)取決于系統(tǒng)所要求的供電方式，如是采用單電源方案，還是多電源方案，系統(tǒng)的功耗有無特殊規(guī)定等等。本系統(tǒng)所選用的單片機(jī)是AT89S53，其標(biāo)準(zhǔn)工作電壓為+5V，且發(fā)光二極管和光敏三極管以及通訊所用的CAN總線適配器等電路的工作電壓都是+5V，因此在本設(shè)計(jì)中采用單電源方案。單電源方案的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)簡單、工作可靠。另外還涉及到對步進(jìn)電機(jī)的控制，步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)電路由L297和L298N組成，L297的工作電壓為+5V，L298N除邏輯電路工作電壓+5V外，因此還需加入一個(gè)較高的電源電壓來增強(qiáng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)能力。根據(jù)L298N的相關(guān)資料，這個(gè)電源電壓的范圍在+2.5V~+46V之間，考慮到用電安全及設(shè)計(jì)方便等因素，將其設(shè)定在+15V。因此我們的目標(biāo)是設(shè)計(jì)出一個(gè)能夠提供+5V與+15V的電源，其電路如圖12所示。圖12電源電路由上圖能夠知，此電源電路能夠?qū)?20V的交流市電轉(zhuǎn)換為+5V和+15V直流電輸出。從原理上看，首先將經(jīng)過變壓器的220V交流市電轉(zhuǎn)換為24V交流電，然后經(jīng)過二極管橋式整流電路和濾波電容C3對其進(jìn)行整流，獲得略低于24V的直流電輸出，經(jīng)過C4濾除紋波電壓后進(jìn)入集成穩(wěn)壓源L7815產(chǎn)生+15V直流電壓供L298N使用，同時(shí)此電壓又作為MC7805的輸入電壓，經(jīng)過MC7805產(chǎn)生+5V電壓供系統(tǒng)邏輯電路和各模塊使用。這種做法的好處是只使用一個(gè)變壓器，降低了成本的同時(shí)還減小了+5V直流電源的紋波電壓。3.3通信電路單元本系統(tǒng)所采用的是CAN總線作為通信總線，以下就對CAN總線的適配芯片以及通信接口連接做簡要介紹。3.3.1CAN總線適配芯片連接電路系統(tǒng)主控制器系統(tǒng)主控制器MPC2510CAN收發(fā)器CAN收發(fā)器CAN收發(fā)器CAN收發(fā)器CAN收發(fā)器MPC2510MPC2510MPC2510MPC2510節(jié)點(diǎn)控制器節(jié)點(diǎn)控制器節(jié)點(diǎn)控制器節(jié)點(diǎn)控制器圖13CAN總線通信原理圖以CAN總線作為通信系統(tǒng)的典型實(shí)現(xiàn)方法如圖13所示。由系統(tǒng)框圖中的CAN接口部分能夠得知，CAN接口由兩個(gè)部分組成：CAN控制器和CAN收發(fā)器。其中前者主要用于實(shí)現(xiàn)物理信令子層和數(shù)據(jù)鏈路層，而后者則是CAN控制器與物理傳輸媒體之間連接的子層接口。在本設(shè)計(jì)中，采用MCP2510作為CAN控制器，CAN收發(fā)器采用TJA1050。MCP2510是MicrochipTechnologyInc.（美國微芯科技有限公司）生產(chǎn)的一款控制器局域網(wǎng)絡(luò)協(xié)議控制器，完全支持CAN總線V2.0A/B技術(shù)規(guī)范。該器件支持CAN1.2、CAN2.0A、主動(dòng)和被動(dòng)CAN2.0B等版本的協(xié)議，能夠發(fā)送和接收標(biāo)準(zhǔn)和擴(kuò)展報(bào)文。同時(shí)它還具備驗(yàn)收過濾以及報(bào)文管理功能。該器件包含三個(gè)發(fā)送緩沖器和兩個(gè)接收緩沖器，減少了單片機(jī)的管理負(fù)擔(dān)。TJA1050是控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)協(xié)議控制器和物理總線之間的接口，是一種標(biāo)準(zhǔn)的高速CAN收發(fā)器。TJA1050能夠?yàn)榭偩€提供差動(dòng)發(fā)送性能，為CAN控制器提供差動(dòng)接收性能，是PCA82C250和PCA82C251高速CAN收發(fā)器的后繼產(chǎn)品。3.3.2通信接口電路通信接口電路即適配芯片連接電路其連接方法如圖14所示：圖14通信接口電路適配芯片各引腳連接情況如下：(1)CAN收發(fā)器TJA1050引腳連接情況：CANL為低電平CAN總線，CANH為高電平CAN總線，TXD為發(fā)送數(shù)據(jù)輸入引腳，RXD為接收數(shù)據(jù)輸入引腳。(2)CAN協(xié)議控制器MCP2510各引腳的連接情況：TX0RS為通用數(shù)字輸入或發(fā)送緩沖器（TXB0）請求發(fā)送引腳，TX1BF為接收緩沖器，RXB1的通用數(shù)字輸出或中斷引腳TXCAN引腳與CAN總線的發(fā)送輸出引腳（TXD）連接，RXCAN引腳與CAN總線的接收輸入引腳（RXD）連接。TJA1050具有高速模式和靜音模式兩種工作模式，經(jīng)過引腳“8”的得取來選擇模式。若引腳“8”接地則進(jìn)入高速模式；若引腳“8”沒有接地則進(jìn)入靜音模式；若引腳“8”不連接，則默認(rèn)高速模式。4系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)是基于單片機(jī)硬件進(jìn)行的。軟件設(shè)計(jì)是系統(tǒng)的主要組成部分，軟件的好壞將直接影響到系統(tǒng)的性能指標(biāo)。無人堅(jiān)守點(diǎn)滴自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)采用模塊化結(jié)構(gòu)的方式，模塊化編程是分別對各模塊程序進(jìn)行編寫、編譯，最后經(jīng)過主程序?qū)⒏髂Ｆ嗷フ{(diào)用的軟件設(shè)計(jì)方法。本系統(tǒng)包含從站軟件設(shè)計(jì)和主站軟件設(shè)計(jì)，主站程序主要是對從從站各程序模塊的協(xié)調(diào)管理。4.1從站軟件系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)從站軟件設(shè)計(jì)是對從站各模塊進(jìn)行嵌入式程序編譯，本系統(tǒng)中需要進(jìn)行程序編譯的模塊主要有：（1）主控模塊即初始化模塊；（2）鍵盤控制模塊；（3）點(diǎn)滴速控制模塊；（4）電機(jī)控制模塊；（5）報(bào)警模塊；（6）主從通信模塊。4.2從站各模塊軟件設(shè)計(jì)從站系統(tǒng)程序由一個(gè)主控程序模塊和若干個(gè)子程序模塊組成，其中主控程序模塊為軟件系統(tǒng)的核心，其作用是管理協(xié)調(diào)各子模塊，使之按照總體設(shè)計(jì)流程工作。4.2.1主控模塊主控模塊是從站軟件系統(tǒng)的核心，其主要負(fù)責(zé)調(diào)度各子模塊程序。工作時(shí)，首先對串口部分和數(shù)據(jù)緩沖區(qū)進(jìn)行初始化，然后調(diào)用各子模塊程序來協(xié)調(diào)各子模塊工作。系統(tǒng)初始化有兩方面的工作內(nèi)容：（1）串口初始化，即讓串口工作處方式“1”。經(jīng)過定時(shí)器T1來設(shè)定波特率的溢出率值為1200bit/s，串口處于接收的狀態(tài)。此時(shí)把定時(shí)器T1的初始值設(shè)定為248(0E8)，MUC外圍電路使用的晶振頻率為11.0592MHz。（2）外部中斷“0”的設(shè)置，串口數(shù)據(jù)通信經(jīng)過中斷來進(jìn)行實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收，因此初始化程序還需設(shè)定串口的中斷方式。在從站系統(tǒng)中，當(dāng)有液滴滴下時(shí)，液滴檢測電路就會(huì)捕捉到一個(gè)電信號，將捕捉的電信號送到A/D轉(zhuǎn)換電路中對其整形，最后產(chǎn)生一個(gè)數(shù)字脈沖信號，將脈沖信號送至單片機(jī)內(nèi)部處理使之產(chǎn)生一個(gè)外部中斷“0”。系統(tǒng)進(jìn)行中斷計(jì)數(shù)時(shí)，必須開啟外部中斷“0”和R4寄存器。同時(shí)，還需將外部中斷“0”設(shè)置為電平觸發(fā)模式。串口初始化程序部分源碼如下：#include<reg53.h>#include<stdlib.h>#include“tdp.h”#ifdefevalboard//采用硬件目標(biāo)板時(shí)需要使用以下外部函數(shù)externvoidDNPUT(unsignedcharaa,unsignedcharbb);externvoidDISPLY(unsignedchardata*cc);staticunsignedchardatadg[]={0,0,10,0,0,10,0,0};#endifvoidmain(void){unsignedi;for(i=0;i<1000;i++);//延時(shí)，等待系統(tǒng)上電穩(wěn)定timer0_initialize();//定時(shí)器0初始化com_initialize();//串行口初始化#ifdefevalboard//采用硬件目標(biāo)板時(shí)DINPUT(0X0A,0X07);//需要對板上MAX7219初始化DNPUT(0X0B,0X07);DINPUT(0X09,0X0FF);DINPUT(0X0c,0X01);DISPLY(dg);//板上LCD顯示00-00-00#endiftimer0_wait(TIMER0_TICKS_PER_SEC/10);clock_init();com_puts(“TDPVl.0\r\n”);while(1){constchar*cmd;cmdb_init();cmdb_prompt();for(cmd=NULL;cmd==NULL;cmd=cmdb_scan()){clock_update();}cmd_proc(cmd);}}4.2.2鍵盤控制模塊鍵盤掃描采用行列式矩陣接口，子程序采用中斷方式進(jìn)行行列掃描，以獲得鍵值輸入。由于鍵盤抖動(dòng)會(huì)對結(jié)果造成影響，因此必須消除。程序流程圖如圖15所示，鍵盤掃描程序和防抖子程序如下：（1）鍵盤掃描程序：bytekey_scan(void){bytektrnp,key;key=0;key_4x4_line_output();key_4x4_row_input();key_4x4_get_row(ktmp);while((ktrnp&0x0f)==0x0f)key_4x4_get_row(ktmp);delay_ms(10);key_4x4_get_row(ktmp);if((ktmp&0x0f)!=0x0f){key=(ktmp&0x0)key_4x4_row_okey_4x4_line_indelay_ms(10);key_4x4_get_linif((ktmp&0xf0)!{while((ktmpkey_4x4_linkey_4x4_rokey+=(ktmfor(ktmp=0;{if(key==kreturn(0xff)}elsereturn(0xff)}elsereturn(0xff);}（2）防抖子程序：#include<reg51.h>#include<intrins.h>sbitP34=0xB4;sbitP35=0xB5;unsignedcharget_char(void);//函數(shù)說明voiddelay(void);main(){unsignedcharkeybuf[16],count;//鍵盤緩沖區(qū)和讀鍵計(jì)數(shù)變量SCON=0;//將串行口設(shè)置成工作方式0ES=0;//禁止串口中斷EA=0;count=0;while(count<16)keybuf[count++]=get_char();//讀入16個(gè)按鍵的鍵值}unsignedcharget_char(void){//定義表示列號、鍵序號和待發(fā)送數(shù)據(jù)的變量column,key_code和maskunsignedcharkey_code,column=0,mask=0x00;//下列語句從串行口向74LS164移位輸出8個(gè)0T1=0;SBUF=mask;while(TI==0);//等待發(fā)送完畢//下列語句經(jīng)過檢測P3.4和P3.5是否為0來判斷是否有鍵按下，若有則延時(shí)l0ms消除按鍵抖動(dòng)。然后再次檢測P3.4和P3.5是否為0，若不為0則表明有干擾信號并繼續(xù)等待按鍵，否則表示有鍵被按下并退出循環(huán)while(1){while((P3.4&P3.5)!=0);delay();if((P3.4&P3.5)!=0)continue;elsebreak;}//下面語句分析被按下鍵所在的列號mask=0xfe;while(1){TI=0;SBUF=mask;while(TI==0);if((P3.4&P3.5)!=0){mask=_crol_(mask,1);//將mask的值循環(huán)左移一位column++;if(column>=8)column=0;continue;{elsebreak://下面語句分析被按下鍵所在行號并計(jì)算鍵序號if(P34==0)key_code=column;else key_code=8+column;return(key_code);}voiddelay(void){unsignedinti=10;//延時(shí)10mswhile(i--);}開始開始參數(shù)初始化調(diào)用key_scan掃描函數(shù)是否為功能鍵？進(jìn)入中斷調(diào)用key_scan掃描函數(shù)調(diào)用防抖子程序退出中斷N結(jié)束?YYN圖15鍵盤掃描流程圖4.2.3點(diǎn)滴速度監(jiān)測模塊中斷計(jì)數(shù)中斷計(jì)數(shù)中斷計(jì)數(shù)中斷計(jì)數(shù) 圖16速度計(jì)算原理系統(tǒng)用的定時(shí)器T0定時(shí)時(shí)間為200us。當(dāng)系統(tǒng)檢測到第一個(gè)脈沖信號時(shí)，程序立即進(jìn)行中斷處理，讀出此時(shí)計(jì)數(shù)器存儲(chǔ)的內(nèi)容，然后清零，記脈沖信號的初始值為COUNT=0。當(dāng)定時(shí)器定時(shí)到達(dá)200us時(shí)，程序中斷檢測輸入信號是否有脈沖信號到來，把計(jì)數(shù)器加1為COUNT=1。由計(jì)數(shù)器COUNT=1檢測到的脈沖信號個(gè)數(shù)而設(shè)定計(jì)數(shù)器COUNT=1的存儲(chǔ)單元是10，經(jīng)過循環(huán)存儲(chǔ)脈沖個(gè)數(shù)。在定時(shí)器COUNT=1中取5個(gè)相臨的脈沖信號點(diǎn)，設(shè)起始脈沖點(diǎn)對應(yīng)的計(jì)數(shù)器COUNT值是n1，最后一個(gè)脈沖點(diǎn)對應(yīng)的值是n2。從而計(jì)算出5個(gè)脈沖點(diǎn)所需時(shí)間為：t=(n2-n1)×200us，那么兩相臨脈沖信號時(shí)間間隔的平均值為T=t/5。由此可得到點(diǎn)滴速度：V=60s/T，即V=1500/(n2-n1)[5]。根據(jù)上面的理論分析和計(jì)算，得到點(diǎn)滴速度測量流程圖，如圖17所示。NN開始定時(shí)200us設(shè)置計(jì)算器COUNT=0退出中斷COUNT加1設(shè)置計(jì)算器COUNT1=0定時(shí)結(jié)束?檢測到脈沖信號?COUNT加1NYY 圖17點(diǎn)滴速度測量流程圖點(diǎn)滴速度檢測程序如下：#include<reg53.h>#include<stdio.h>#defineulongunsignedlongunsignedintT0_ISR_count=0;//定義T0中斷次數(shù)voidT0_ISR(void)interrupt1{TO_ISR_count++;//每次T0中斷時(shí)，中斷次數(shù)加1TF0=0;}voidmain(void){SCON=0x50;//串行口初始化TMOD|=0x20;//利用定時(shí)器Tl作為波特率發(fā)生器THl=0xFA;//晶振為11.0592MHz時(shí)波特率為9600TRl=1;TI=1;PCON|=0x80;printf(“\nPulseWidthExampleProgram\n\n”);//輸出標(biāo)題信息ET0=1;EA=l;//開中斷TMOD=(TMOD&0xF0)|0x09;//設(shè)置T0為16位定時(shí)器方式while(1){T0_ISR_count=0;TH0=0;TL0=0;TR0=1;printf("\nStartapulse.\n");//輸出提示信息while(!INTO);//等待脈沖上升沿，開始測量while(INTO);//等待脈沖下降沿，停止測量//以每個(gè)T0計(jì)數(shù)值為200us計(jì)算脈沖寬度并輸出printf("Thewidthpulseis:%1duSec\n",(ulong)((TH0<<8)|TL0|((ulong)T0_ISR_count<<16)));}}4.2.4電機(jī)控制模塊本系統(tǒng)采用了工業(yè)上較為流行的PID控制算法，實(shí)現(xiàn)了步進(jìn)電機(jī)的精確控制，其算法公式為：ΔP=Pout(k)－Pout(k－1)=Kp×[e(k)－e(k－1)]＋Ki×e(k)＋Kd×[e(k)－2e(k－1)＋e(k－1)]，Kp=5，Ki=5，Kd=2步進(jìn)電機(jī)的正、反轉(zhuǎn)靠正向、反向驅(qū)動(dòng)兩個(gè)函數(shù)來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)函數(shù)中變量direction=1時(shí)，步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)；direction=0時(shí)，步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)。步進(jìn)電機(jī)正、反驅(qū)動(dòng)程序如下：voidmoto_one_step(bytedirection,wordpulse）{if(direction){if(moto_state==moto_state_a)moto_state=moto_state_da;elsemoto_state--;}else{if(moto_state==moto_state_da)moto_state=moto_state_a;elsemoto_state++;}PORTC=(PORTC&0xC3)|moto_tab[moto_state];DelayMs(pulse);}4.2.5報(bào)警模塊開始初始化調(diào)用外部函數(shù)滴速是否有異常？報(bào)警程序驅(qū)動(dòng)報(bào)警NY在輸液中時(shí)常有輸液過慢或過快等故障，此時(shí)報(bào)警系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警。檢測輸液異常是經(jīng)過4s定時(shí)中斷來實(shí)現(xiàn)的。分析滴速數(shù)據(jù)，若滴速大于設(shè)定滴速，則輸液過快，單片機(jī)的P0.7端輸出高電平，并把單片機(jī)的P0.7腳置“1”和P3.0腳置“0”，驅(qū)動(dòng)蜂鳴器和發(fā)光二極管發(fā)出聲光報(bào)警；反之，則輸液過緩。若在4s內(nèi)無點(diǎn)滴落下，則為輸液中斷或輸液結(jié)束，單片機(jī)的P0.7端輸出高電平，并把單片機(jī)的P0.7腳置“1”和P3.0腳置“開始初始化調(diào)用外部函數(shù)滴速是否有異常？報(bào)警程序驅(qū)動(dòng)報(bào)警NY 圖18報(bào)警程序流程圖報(bào)警程序如下：#include<iom53v.h>#include<macros.h>voiddelay_nus(unsignedintn)voiddelay_nms(unsignedintn);voidmain(void)//主函數(shù){unsignedinti;unsignedcharn;OSCCAL=0X9E;//系統(tǒng)時(shí)鐘校準(zhǔn)TCCRO=BIT(CS01);//T/C0時(shí)鐘8分頻TIMSK=BIT(TOIE0);//允許定時(shí)器T/C0溢出中斷SEI();//開中斷DDRD-=BIT(0)-BIT(7);DDRC&=~BIT(5);//設(shè)置PC5為輸入口DDIZB-=BIT(1)-BIT(0);//定義B口的PB0,PB1為輸出口PORTB-=BIT(1);//PB1口輸出高電平，綠燈亮4.2.6主從通信模塊對于主、從通信模塊的程序設(shè)計(jì)，主要有三個(gè)部分內(nèi)容組成：1、串行通信接口的參數(shù)設(shè)置，如通信線路上的邏輯狀態(tài)、波特率等的設(shè)置；2、通信協(xié)議的約定，如通信的基本參數(shù)，數(shù)據(jù)的傳輸格式以及數(shù)據(jù)流的控制方式等；3、CAN總線節(jié)點(diǎn)的程序設(shè)計(jì)，包括CAN節(jié)點(diǎn)初始化、報(bào)文發(fā)送、報(bào)文接收；根據(jù)以上設(shè)計(jì)內(nèi)容，本模塊能夠應(yīng)用MSComm控件經(jīng)過串行端口發(fā)送和接收數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)串行通信，其方法只需要對串口進(jìn)行簡單配置，以下給出了實(shí)現(xiàn)串口通信的方案。與上位機(jī)通信程序流程圖，如圖19所示。MSComm控件的程序如下：串口初始化并打開串口：m-Com.SetCommPort(2);//選擇COM2m-Com.SetInBufferSize(1024);//設(shè)置輸入緩沖區(qū)的大小m-Com.SetOutBufferSize(512);//設(shè)置輸出緩沖區(qū)的大小if(!m-Com.GetPortOpen());m-Com.SetPortOpen(TRUE);//打開串口m-Com.SetlnputMode(0);//設(shè)置輸入模式m-Com.SetSettings("9600,n,8,1");//設(shè)置數(shù)據(jù)傳輸速率等參數(shù)m-Com.SetRThreshold(1);//為1表示有一個(gè)字符引發(fā)一個(gè)事件發(fā)送數(shù)據(jù)：m-Com.SetOutput(C0leVariant(outstring));//發(fā)送outstring字符串接收數(shù)據(jù)：m-Com.SetInputLen(1);//每次讀取一個(gè)字符VARIANTVI=m-Com.GetInput()://讀取字符YYYNY延時(shí)NNN發(fā)送數(shù)據(jù)接收數(shù)據(jù)下位機(jī)回應(yīng)？查詢完否？地址碼返回開始串口初始化送下位機(jī)地址下位機(jī)應(yīng)答？應(yīng)答正確？發(fā)送？地址加碼1下位機(jī)復(fù)位NYYN圖19通信流程圖5結(jié)束語本文是基于AT89S53單片機(jī)設(shè)計(jì)的無人監(jiān)守點(diǎn)滴自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)，其主要目的是在無人看護(hù)的情況下，實(shí)現(xiàn)輸液異常、輸液結(jié)束報(bào)警提示以及液速自動(dòng)調(diào)節(jié)等功能。本文所研究與設(shè)計(jì)的內(nèi)容如下：（1）分析了課題的背景及意義。（2）介紹了點(diǎn)滴監(jiān)控的發(fā)展和研究現(xiàn)狀。（3）比較幾種方案從中選擇合適的方案。（4）分析系統(tǒng)硬件組成，完成系統(tǒng)從站硬件各模塊的設(shè)計(jì)。（5）根據(jù)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)相應(yīng)的軟件程序。由于個(gè)人知識，精力，能力有限，本設(shè)計(jì)中還有許多不完美之處。監(jiān)控系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)不夠完整，主、從站之間的通信連接認(rèn)識不夠全面，主站的設(shè)計(jì)方面還有很多欠缺。這些都需要在