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1、I 目 录 1 前言.1 2 总体方案设计.2 2.1 方案论证.2 2.2方案选择.3 3单元模块设计 .4 3.1 监测模块.4 3.2单片机模块.4 3.3 LED信息显示模块.6 3.4 控制输入模块.7 3.5报警模块.7 4 软件设计.9 5 系统调试.10 6结论 .11 7总结和体会 .12 8参考文献 .13 附录1：附图 .14 1.1 原理图.14 1.2 电路PCB板图.15 1.3 软件代码.16 附录2：相关设计软件 .181 1 前言 随着社会的发展，随着科技的进步。运来越多的地方需要用到一些高科技 设备来为人们服务。 目前医院普遍使用的是人工监控点滴输液装置器，
2、将液体容器挂在一定高 度，利用势差将液体输入病人体内，用软管夹对软管夹紧和放松控制滴速， 药物的有无将威胁病人的生命安全，为此 医护人员要不定时的观察药物的情 况，本设计根据需要设定液位控制高度，同时具备报警、高度显示等功能， 使用了红外对射传感器，使其具有与液面不接触的特点，可用于有毒、腐蚀 性液体液位的控制，简单、方便、安全、具有较高的使用价值。如何使这种 手工操作走向自动化或半自动化，让护理人员监控病人打点滴的进程时间得到 充分利用，这就要求医疗器械加速自动化与半自动化进程，提高医护质量。本文介绍了一种操作方便、显示直观、可集中控制、具有报警功能的智 能型液体点滴速度监控系统。该系统可让
3、医护人员在控制室 监控不同受液者 的输液状况，也可以直接到输液室直接改变输液状态，了解病人的输液进程， 及时通知处理将快完成的输液。2 2 总体方案设计 本次设计思想主要是想借助单片机，对医疗点滴输液加以半自动化的控 制。首先通过液位传感器检测信号，然后将检测到的信号送给单片机进行处 理，通过数码管和报警装置，将床位信息显示 在监控室，然后由护理人员对 具体情况进行处理。 2.1 方案论证 设计中采用了两个方案，具体的方案见方案一和方案二。 方案一 ：如图 2.1所示系统上电工作后，用户首先通过键盘设定温度 的初值，单片机系统将用户设置的 “警戒值”保存地址空间中。安装于被 监测对象上的超声液
4、位传感器 ，将实时监测数据经 A/D转换，送入单片机 连接 I/O口。单片机进入主程序后，开始以查询的方式检测 转换的数据， 并将相应的数值通过数码管显示输出。当检测的 液位小于设置的初值时， 单片机将控制报警系统响起，以提醒医护人员。3 超声波传感器A/D转换 报警装置 单片机控 制系统 LED显示 键盘输入 LED显示 键盘输入 图 2.1 液位监测报警系统方案一框图 方案二：如图 2.2所示系统结构框图， 本方案仍以微型单片机为控制 核心，由检测模块、信息处理模块 、LED信息显示模块、控制输入模块 和 报警模块五大部分组成。整个系统工作 前，先将传感器装于点滴瓶 “警戒” 液位水平处。
5、单片机启动，开始监测工作。当液位低于警戒液位时，传感 器将输出一低电平，送入 P1.0口（一张床位对应一个口，本设计只取一张 床位模拟） ，然后由单片机内部的程序，对信息进行处理，将病床号显示到 LED上，同时报警启动，提醒医护人员。当由控制输入后，表示医护人员已 经去对事件进行处理。系统将复位，等待其他的床位监测信息。 红外对射型传感器 报警装置 单片机处 理系统 LED显示 键盘输入 LED显示 控制输入 图2.2液位监测报警系统方案二框图4 2.2方案选择 方案一与方案二有很多相似之处，两个设计都运用到了单片机，用到了 传感器，运用了 LED 显示管，而且在功能方面都很相似。但综合分析：
6、超声 波传感器较红外传感器要贵得多，而且方案一还需要 A/D转换，成本就更高。 而且应用对象为点滴瓶，采用方案一，安装不方便，而且超声波传感器在这种 应用下存在盲区，且对不同的大小的点滴瓶都要重新设定参数。对于方案二而 言，成本低，最重要的是安装上方便，医护人员可根据点滴瓶的大小，在安 装时进行调整。因此，从设计和经济的角度讲，我们组采用了方案二。5 3单元模块设计 本课程设计主要 由监测模块、信息处理模块（单片机模块） 、LED信息显 示模块、控制输入模块和报警模块五大部分组成。其中最核心部分的部分是 信息处理模块和检测模块。 3.1 监测模块 本模块采用的是红外对射型 余液液位传感器。发光
7、二极管和光敏二 极管分别安装于 “警戒”液位（由医护人员根据实际情况设定）两侧， 处于对射状态。在高位警戒液位时， LM339的反向输入端即 3端口输入 高电平，此时 5端口输出高电平，即送入单片机的 P1.0口。当低于警 戒液位时，光敏二极管导通， 3端则输入低电平， 5端随之也取反，然 后送入单片机处理，已发出报警。其原理图如图 3.1：6 图 3.1红外对射型液位传感器原理图 3.2单片机模块 3.2.1 AT89C52概述 AT89C52是美国 ATMEL 公司生产的低电压，高性能 CMOS 8位单片机， 片内含 8kbytes 的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM ）和 256
8、bytes 的随机取数据存储器（RAM )，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性 存储技术生产，与标准 MCS 一 51 指令系统及 8052产品引脚兼容，片内置 通用 8 位中央处理器（CPU）和 Flash 存储单元，功能强大 AT89C52 单片机适应于许多高性价比的应用场合。7 图 3.3 AT89C52引脚 3.2.2 AT89C52主要性能参数 与 Mcs 一 51 产品指令系统和引脚完全兼容 8k 字节可重擦写 Flash 闪速存储器 1000 次擦写周期 全静态操作：OHz 一 24MHz 三级加密程序存储器 128X8 字节内部 RAM 32个可编程 I / O 口线
9、 3 个 16 位定时计数器 8 个中断源 可编程串行 UART 通道 低功耗空闲和掉电模式8 3.2.3 AT89C52功能特性概述 AT89C52 提供以下标准功能：8k 字节 Flash闪速存储器，256字节内部 RAM ，32个 I / O 口线，3个 16 位定时计数器，一个 6 向量两级中 断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。同时， AT89C52 可降至 OHz 的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作 模式。空闲方式停止 CPU 的工作，但允许 RAM ，定时计数器，串行 通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存 RAM 中的内容，但振荡器停 止工作并禁止其它
10、所有部件工作直到下一个硬件复位。 3.3 LED信息显示模块 本设计选用 4位共阳极数码管作为显示模块 。数码管的 A、B、C、D、E、F、G和 DP分别与单片机的 P2.0P2.7相连。而 四位数码管的位则通过 74HC138译码器来选通。 74HC138是一个 3-8 译码器。74HC138的 A、B、C与单片机的 P1.5、P1.6、P1.7相连通， 我们可以通过程序控制 P1.5、P1.6、P1.7的输出进而控制 3-8译码 器的输出，从而达到选位的目的。本次课程设计中的四位数码管 与 单片机的连接电路如图 3.3，其选通情况如表 33：9 图3.2 LED信息显示模块电路图 表33：
11、数码管选位情况表P1.7 P1.6 P1.5 C B A 选位情况 0 0 0 0 0 0 Y0输出高电平即第1位被选中 0 0 1 0 0 1 Y1输出高电平即第2位被选中 0 1 0 0 1 0 Y2输出高电平即第3位被选中 0 1 1 0 1 1 Y3输出高电平即第4位被选中 3.4 控制输入模块 本模块有 2 个独立按键，一个是复位按键，另一个为解除报警按键， 接在 P3.0 口。具体接线图如图 3.4：10 图3.4 按键与单片机硬件接口电路 3.5报警模块 此次课程设计中为了达到低于“设定”液位后报警且显示对应床号的目 的。我们的主要思想是：当 1 号床位的点滴低于“设定”液位，由红外液位 传感器输出的低电平，送入单片机的 P1.0口（四张床位的检测信号分别对应 P1.0、 P1.1 、P1.2、 P1.
