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1、1目目 录录第一章 绪 论.1 1.1 引言.1 1.2 智能输液泵可实现的功能.2 1.3 输液泵在临床医疗应用的现状.2 1.4 智能输液泵与莫菲氏点滴法的区别及优点.2 第二章 方案论证.4 2.1 总体方案论证.4 2.2 方案比较.4 第三章 硬件系统设计.8 3.1 AT89C51 单片机管脚特性及相应参数.8 3.2 传感器控制检测.11 3.3 步进电机控制电路.12 3.4 滴数换算方法.13 3.5 键盘和显示部分.14 3.6 与上位机的通信.16 第四章 软件设计.18 4.1 初始化模块.19 4.2 步进电机控制.20 4.3 键盘和显示子程序.28 4.4 与上位
2、机通信模块.31 结束语.38 参考文献.39 致 谢.401第一章第一章 绪绪 论论1.1 引言引言随着科技的发展，越来越多的领域需要对流体的流量或流速进行精确控制，如化工领域对微量元素的检测和分析常需要精确控制流量，机械领域也常常涉及到精确流量的控制。除此之外，医疗保健领域中对各种药液的流量与流速也需要精确控制。静脉输液室一种最常用的临床治疗方法，使护理专业的一项常用给药治疗技术。临床上应根据药物和患者情况不同配以适当的输液数量和速度。如输液过快，可能导致中毒，更严重时会导致水肿和心力衰竭;输液过慢则可能发生药量不够或无谓地延长输液时间，使治疗效果受影响并给患者和护理工作增加不必要的负担。
3、常规临床输液。普遍采用莫菲氏挂瓶输液，并用眼睛观察，依靠手动夹子来控制药滴速度，不易精确控制输液速度，而且护理人员工作量大，不适于大型医院及战地医疗的护理。癌症病人的化疗和病危病人的抢救治疗需要使药物以恒定的速度灌注，通过调节输入的速度和时间将化疗药物均匀地注入，既达到化疗的效果，又能最大限度地降低化疗药物的副作用。糖尿病人遭受病痛的折磨，需要以一定的速度给他们注射一定剂量的胰岛素。以往的做法基本上是一次注射较大剂量的胰岛素，这不仅造成巨大的浪费，而且药效作用时间也较短，一次极需一种流量和流速能控制的持续输送装置，来输送少量的药物并控制其输送速度和流量。对老人儿童和体质较弱者输送某些特殊药物，
4、如麻醉药，降压药硝普钠，TPN(三磷酸吡啶核苷酸)等时，输液速度和用药量尤其需要认真精确控制，否则会产生严重的后果。血液非常容易凝固，输血时很容易阻塞输液管。要保证血流速大于某一值，才能顺利输血。另外，不管是输液还是输血，普通输液器对输液完毕和输液过程中偶然遇到的故障，如气泡，阻塞等都不能自动报警，也不能及时切断输液通路，从而产生不良后果。应该及时处理，以避免血液倒流或其它后果。因此需要用智能输液泵来控制药液的输送，并进行异常报警21.2 智能输液泵可实现的功能智能输液泵可实现的功能智能型医用输液泵可满足多种功能的需求，归纳起来，输液泵可实现以下功能：.可精确控制输液的速度.可精确测定和控制输
5、液量.输液速度控制范围可精确到 51000ml/h.能对气泡，输液完毕等异常情况进行报警。.实现智能控制输液.控制误差： 3% 1.3 输液泵在临床医疗应用的现状输液泵在临床医疗应用的现状输液治疗是现代医药学中最常执行的操作，也是病人衡量护理技术操作水 平的重要依据，它直接影响病人的安全和病人满意度以及康复的结果。据某医院 2003 年 1 月2004 年 12 月调查资料表明，该院 20 个临床科室 发生护理缺陷 58 例，有关输液治疗的护理缺陷 26 例，占 45%，致病人投诉 3 例。发生输液护理缺陷的护理人员工龄 12 年的 17 人次，占 65%;工龄 25 年的 7 人次，占 27
6、%;工龄 5 年以上的 2 人次，占 8%。如此大规模的误操作， 必定汇给病人和医院本身带来无法预计的后果，并且在现代医学护理中，根据 患者病情的不同，使用的药物及所需要的滴注速度也不相同。为改变输液时仅 凭护理人员不断地查看滴速是否异常、输液是否完毕然后手动调节的原始方法， 需研制出一种智能型输液泵。这类输液泵在市场上已经有所应用，但目前在医 院中使用的静脉输液泵价格均比较昂贵，一般在 12 万元之间，所以在医院中 大多只用于危重病人的监护输液，而普通病人的静脉输液多数仍采用手动方式、 人工看护。为了改变这种现状，使普通病人的静脉输液也能自动得到监视和报 警，减轻医护人员的负担，保证树叶的精
7、确性、安全性，并且便于集中管理， 我设计了一种低价位、高性能的智能医用输液泵。1.4 智能输液泵与莫菲氏点滴法的区别及优点智能输液泵与莫菲氏点滴法的区别及优点传统的临床护理中，多采用莫菲氏滴管输液法 ，莫菲氏点滴法问世至今已有一百多年的历史，该法在治病救人中起到了无可替代的作用，但使用中存在着诸多不便，尤其在战地和野外救护中更为突出。如：要靠高度差才能输液，否则，不但不能输液，还会导致血液倒流，造成危险。随着大规模数字集成电路的发展，数字电路在各行各业的应用也日益普及，医疗输液泵在对病人的治疗领域成为不可缺少的仪器，它可以在输液过程中精3确控制流速，利用单片机对步进电机的控制来调节流速，弥补了莫菲氏点滴法的诸多不足，如伤、病员在移送，走动等过程中，可以做到无需架子的任意放置，达到正常输液救护的目的，可自主设定输液速度、输液完了报警、气泡报警等功能。所以智能输液器的各种优点必将受到人们的重视，未来的开发必然会给医疗护理领域以及战地医疗带来极大的影响。4第二章第二章 方案论证方案论证2.1 总体方案论证总体方案论证在详细的了解了设计要求后，通过资料的查阅，对各部分功能的掌握以及以往输液器成品的了解，在反复比较和计算的前提下，建立了总体方案的框图。图 1.1总体上确立了由 AT89C51 为控制芯片，通过扩展片 8255 连接键盘，并由液滴监
