课程设计基于单片机的医用点滴余液液位监测报警系统Word文件下载.docx

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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。

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。

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。

图2.2液位监测报警系统方案二框图

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：

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。

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：

图3.1红外对射型液位传感器原理图

3.2单片机模块

3.2.1AT89C52概述

AT89C52是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含8kbytes的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM）和256bytes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。

图3.3AT89C52引脚

3.2.2AT89C52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

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

3.2.3AT89C52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所有部件工作直到下一个硬件复位。

3.3LED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P2.0——P2.7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3—3：

图3.2LED信息显示模块电路图

表3—3：

数码管选位情况表

P1.7P1.6P1.5

CBA

选位情况

000

Y0输出高电平即第1位被选中

001

Y1输出高电平即第2位被选中

010

Y2输出高电平即第3位被选中

011

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：

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、P1.3），然后由单片机的内部加以处理，由P2口、P1口的高三位、74LS138译码器等作用，在LED上显示出对应的床位。

同时在P3.7口的作用下，报警器响起。

如果按下P3.0口外接的按钮，则报警停止，显示也熄灭，表示已有医护人员对信息进行处理。

其报警电路如图3.6。

图3.4报警电路

4软件设计

软件设计主要分为初始化程序、存储单元和中断设置初始化，主程序（内嵌报警程序）、报警中断子程序、中断服务子程序（显示程序）、延迟子程序。

先对要用到的存储单元，I/O口，寄存器进行相应的设置，然后主程序对四个端口P1.0、P1.1、P1.2、P1.3进行循环检测，当检测到有效信号时，则对相应存储单元赋值，然后继续其他端口检测，定时时间到时，对四个存储单元内的数据进行输出显示，报警也响起；

当主程序检测到P3.0为高电平时，则终止报警，同时存储单元再次初始化，继续循环检测，重复相同“动作”。

程序流程图如图4.1。

图4.1程序流程图

5系统调试

本次设计在系统硬件调试方面，初期在老师的指导下，没遇到什么困难。

困难主要出现在后期，与软件合成后调试时，发现传感器信号输出方面无变北京：

国防工业出版社，1998.

附录1：

附图

1.1原理图

注明：

1、四位数码管分别对应四张床位

2、原理图左边四个按钮用来模拟四个液位传感器

1.2电路PCB板图

1.3软件代码

ORG0000H

AJMPSTART

ORG000BH;

INT0

LJMPTIMER

ORG0030H

START:

MOVSP,#75H

MOVR1,#6CH

MOVR3,#8FH

MOVP2,#0FFH

MOVDPTR,#LEDTAB

MOVP3,#0

MOVTMOD,#01H

MOVTL0,#0F0H

MOVTH0,#0EFH

SETBEA

SETBET0

SETBTR0

MOV6CH,#5

MOV6DH,#5

MOV6EH,#5

MOV6FH,#5

;

============================================

MAIN:

JBP0.0,BED2

SETBP3.7

MOV6CH,#1

BED2:

JBP0.2,BED3

SETBP3.7

MOV6DH,#2

BED3:

JBP0.4,BED4

MOV6EH,#3

BED4:

JBP0.6,HERE

MOV6FH,#4

HERE:

JNBP3.7,NEXT

CPLP3.7

JBP3.0,STOP

CPLP3.7

SJMPMAIN

STOP:

CLRP3.7

JMPMAIN

TIMER:

MOVTL0,#0F0H

MOVA,@R1

MOVCA,@A+DPTR

MOVP1,R3

MOVP2,A

MOVA,R3

ADDA,#20H

MOVR3,A

INCR1

CJNER1,#70H,OUT

MOVR3,#8FH

OUT:

RETI

DELAY2:

MOVR7,#200

L2:

DJNZR7,L2

RET

LEDTAB:

DB0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,0FFH

END

附录2：