基于單片機的的智能點滴監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)摘要本文介紹了一種由AT89S52單片機電路、按鍵電路、LCD1602電路、紅外對管模塊電路、ULN2003步進電機驅(qū)動電路以及電源電路組合而成的系統(tǒng)，從而來達(dá)到智能點滴監(jiān)控的目的。該監(jiān)控系統(tǒng)可以自動檢測患者輸液瓶內(nèi)液位余量，在液體到達(dá)警戒線時進行中斷輸液并報警呼叫醫(yī)護人員，以保證患者人生安全。本設(shè)計中詳盡講解了硬件和軟件部分的工作方案，并詳細(xì)介紹了系統(tǒng)的焊接與測試，實現(xiàn)了智能點滴監(jiān)控電路板的制作和測試。測試可知，智能點滴監(jiān)控系統(tǒng)可以進行呼叫，實時顯示報警，操作方便、省時省力?！娟P(guān)鍵詞】智能點滴監(jiān)控系統(tǒng)；AT89S52；步進電機；紅外對管；報警電路目錄TOC\o"1-3"\p""\h\z\u1引言 11.1研究目的 11.2研究現(xiàn)狀 11.3研究內(nèi)容 11.4任務(wù)要求 12設(shè)計方案 22.1系統(tǒng)的總設(shè)計方案 22.2方案論證 22.2.1單片機芯片的選擇 22.2.2聲音報警電路的選擇 22.2.3點滴檢測的選擇 32.2.4測速模塊的選擇 32.2.5電機驅(qū)動模塊的選擇 33系統(tǒng)硬件設(shè)計 43.1AltiumDesigner 43.2AT89S52單片機核心系統(tǒng)電路設(shè)計 43.35V電源電路設(shè)計 63.428BYJ-48步進電機驅(qū)動電路設(shè)計 73.5CXGO光電槽型光耦傳感器模塊電路設(shè)計 93.6LCD1602液晶顯示模塊電路設(shè)計 113.7按鍵電路設(shè)計 133.8蜂鳴器報警電路設(shè)計 134系統(tǒng)軟件設(shè)計 144.1主函數(shù)程序設(shè)計 144.2KeilVision4軟件開發(fā)流程 154.3延時子程序設(shè)計 164.4PL2303串口程序燒寫模塊介紹 175系統(tǒng)特性的測試 185.1系統(tǒng)實物圖 185.2軟件調(diào)試 185.3硬件調(diào)試 195.4系統(tǒng)測試 205.5系統(tǒng)的不足和改進 256設(shè)計總結(jié) 26參考文獻(xiàn) 271引言1.1研究目的基于AT89S52的智能點滴監(jiān)控系統(tǒng)這款設(shè)計能夠在患者靜脈輸液時，起到智能監(jiān)控、實時顯示并報警的作用，緩解醫(yī)療和人力資源緊張的壓力，能夠?qū)崿F(xiàn)患者獨自輸液并保證患者安全的目的。因此，結(jié)合全世界的臨床實踐經(jīng)驗，我們開發(fā)了一套基于AT89S52的醫(yī)院輸液監(jiān)控系統(tǒng)，這不僅能夠取代傳統(tǒng)的人工監(jiān)控，還能減輕醫(yī)護人員的工作強度，除此還能減輕患者和醫(yī)護人員不斷觀察輸液是否完成造成的焦慮和壓力[1]。該設(shè)計如果能大量投入到實際生活中，相信能夠獲得很多便利和支持，因為系統(tǒng)操作起來易上手、簡潔明了。1.2研究現(xiàn)狀當(dāng)今時代的科技發(fā)展的非常迅速，各行各業(yè)都要緊跟科技的發(fā)展腳步，以免落后被淘汰。在現(xiàn)代社會中許多智能系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工操作，科技的發(fā)展不僅體現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)中，在醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域方面也發(fā)生著一場悄無聲息的信息化科技改革。我國是世界上人口最多的國家，醫(yī)療資源的需求也現(xiàn)對于其他國家來講也更大一些，與此同時因為各種環(huán)境因素、人們不規(guī)律的飲食作息習(xí)慣更加導(dǎo)致我國的醫(yī)療消費人數(shù)的遞增。目前，這款系統(tǒng)的檢測方式在經(jīng)過科學(xué)家們?nèi)辗e月累的不斷研究和改進過程中，一共經(jīng)歷了這幾個階段有機械式檢測、電容式檢測、電極式檢測、紅外光電式檢測等方式。近幾年最常見應(yīng)用最廣的就是紅外光電式，它是依靠液體經(jīng)過兩側(cè)的發(fā)射端和接收端時，傳感器感受光線的強弱變化，將光信號轉(zhuǎn)化成電信號，再由后續(xù)工作單元進行處理。其他方式因為所選擇的元器件成本或其性能上的差異，不能在日常生活中大量使用而被放棄。1.3研究內(nèi)容智能點滴系統(tǒng)能夠自動監(jiān)控患者輸液的情況，在輸液結(jié)束時自動報警呼叫，醫(yī)護人員能及時趕到換下一瓶藥水或者拔管。這款設(shè)計能夠讓患者一個人輸液時也能保證安全，減輕家屬和護士的負(fù)擔(dān)，讓他們有更多時間做自己工作。本次研究設(shè)計是根據(jù)AT89S52的人工智能點滴監(jiān)督控制體系的綜合深化設(shè)計設(shè)計，該款系統(tǒng)的設(shè)計是很多技術(shù)結(jié)合起來才能實現(xiàn)對輸液的智能監(jiān)控，才可以落實好對輸液掛水的整套處理過程展開實時在線監(jiān)督控制，專業(yè)技術(shù)主要包含：單片機設(shè)備理論及操作控制專業(yè)技術(shù)、28BYJ-48步進電機設(shè)備操作控制專業(yè)技術(shù)、光電感應(yīng)設(shè)備測試專業(yè)技術(shù)等[2]。1.4任務(wù)要求本文設(shè)計出來的系統(tǒng)應(yīng)該要效果穩(wěn)定，并且具有自動監(jiān)控的功能，靈敏度還要很高，對液體的檢測誤差要保證在很小的范圍內(nèi)。當(dāng)病人開始輸液時，該系統(tǒng)開始工作監(jiān)控，一旦在這個過程中液體在設(shè)定時間內(nèi)沒有通過檢測裝置或者輸液完畢后，系統(tǒng)報警系統(tǒng)開始報警警示醫(yī)護人員，有情況需要及時來處理。醫(yī)護人員到來之后按下復(fù)位鍵，警報解除，可重新根據(jù)需要進行設(shè)定以便投入下一輪的使用。2設(shè)計方案2.1系統(tǒng)的總設(shè)計方案設(shè)計智能點滴監(jiān)控系統(tǒng)的流程：a.根據(jù)所需要的原理圖，設(shè)計大體框架構(gòu)成，熟悉并合理運用老師講過以及自己課外補充學(xué)習(xí)的理論，如單片機控制原理技術(shù)、C語言程序的編寫、LCD1602顯示屏的使用方法、各種元器件工作原理及使用、Protel的使用等；b.對硬件電路進行具體構(gòu)思和設(shè)計，結(jié)合單片機控制技術(shù)、LCD1602顯示屏、報警呼叫電路，運用Protel畫出電路原理圖；c.對軟件電路進行清晰構(gòu)思和設(shè)計，不可或缺的主函數(shù)，不僅如此還需要初始化設(shè)計和延時的設(shè)計，再加上液晶顯示的功能。2.2方案論證2.2.1單片機芯片選擇設(shè)計方案一：應(yīng)用單片機設(shè)備類型為AT89S52單片機設(shè)備控制芯片作為體系的主控制操作設(shè)備。AT89S52單片機設(shè)備控制芯片是一類為CMOS八位微型控制操作設(shè)備，該芯片同時包含F(xiàn)lash閃存其容量為8k。因為AT89S52這款單片機采用Atmel擁有的非易失性存儲器的制作方法，并且同生產(chǎn)上的80C51單片機的指令代碼以及管腳能夠完好相容[3]。設(shè)計方案二：采用一款型號為MSP430的來自美國德州儀器設(shè)備（TI）企業(yè)生產(chǎn)加工的單片機設(shè)備。這一款MSP430不單單是一類混合數(shù)據(jù)信號運算處理器設(shè)備，還是一類能耗十分低的十六位單片機設(shè)備，它主要的作用是針對實際要求的不同來應(yīng)用到生產(chǎn)生活中，也就是可以把需要用到各種數(shù)字電路、模擬仿真工作電路，包括在不相同綜合系統(tǒng)設(shè)計體系里真實要求的多種微運算處理器設(shè)備都一起集中在同一塊控制芯片上面，我們可以用這個結(jié)合體來提供“單片”混合信號處理的解決方法。然而因為它的成本太高，不合適大面積推廣使用所以排除該方案[4]。綜上所述，選擇方案一。2.2.2聲音報警電路選擇方案一：我們可以選擇語音集成芯片型號是ISD4004來作為我們設(shè)計中的聲音報警系統(tǒng)。但是因為語音集成ISD4004驅(qū)動電路必須使用擴充喇叭來驅(qū)動，不僅因為驅(qū)動麻煩的原因，還有一個因素是該集成芯片自身控制起來比較麻煩，電路因此也顯得比較復(fù)雜還不太穩(wěn)定，不適合初學(xué)者使用。綜合上述這幾點因素，我們選擇放棄這個方案。方案二：如果使用蜂鳴器來作為報警電路，它不僅電路比較簡單，而且還具有性能可靠、穩(wěn)定等優(yōu)點，在生活中也能大量推廣使用，因為成本低，所以選擇方案二。2.2.3點滴檢測的選擇方案一：選用光敏三極管構(gòu)件感應(yīng)設(shè)備與可見光線發(fā)光二極管設(shè)備搭配使用于測試點滴速率。光敏二極管設(shè)備工作時，有一個致命的缺點不足，就是會對外部的光線強弱改變很敏銳，外界光線的一點點轉(zhuǎn)變，就會導(dǎo)致它的工作出現(xiàn)誤差，因此在液體檢測的時候要保持外界光線的穩(wěn)定，否則就會出現(xiàn)對液滴的判斷檢測發(fā)生錯誤，而這是一個比較困難麻煩的任務(wù)要求。如果采用超高強度的發(fā)光二極管代替普通的發(fā)光二極管，倒是可以減少干擾因素，但因此帶來的功率損失也很大。方案二：選用信號脈沖調(diào)節(jié)控制的紅外對射感應(yīng)設(shè)備作為本次的點滴測試。這一款紅外自動發(fā)射管的調(diào)節(jié)控制數(shù)據(jù)信號同時也是占據(jù)空比非常小的，在這其中，的瞬間工作電流數(shù)值很非常迅速增高并且實現(xiàn)最高，而且平均工作電流可以判斷它的最高工作額定電流，因為這些因素才能夠大幅度的提高信號的噪聲比，還伴隨著被提升的是體系的抗外界干擾水平[5]?；谏鲜龅姆治?，綜合各方面因素選擇方案二來設(shè)計本次設(shè)計。2.2.4測速模塊的選擇方案一：采用霍爾傳感器來測速。特別的磁傳感器是霍爾傳感器區(qū)別于其他傳感器的特殊之處，因此我們可以用它來檢查在實驗中磁場的出現(xiàn)情況以及磁場的變化情況，還可運用在各種與磁場相關(guān)設(shè)計場合中[6]。但是因為它的固定方式繁瑣復(fù)雜，不適合本次設(shè)計。方案二：選擇光電測速模塊進行測速。光電傳感器對比其他幾個傳感器來說有一個顯著的優(yōu)點，就是它安裝起來十分的簡單，不需要太復(fù)雜的過程，只需要在轉(zhuǎn)動的那個物體上粘貼上反光紙，再簡單固定一下或者用手拿著傳感器也可以使用。故選擇方案二。2.2.5電機驅(qū)動模塊的選擇方案一：額定功率放大設(shè)備的直流電機設(shè)備的自動輸出操作控制能夠用額定功率三極管構(gòu)件來操作控制。這一款三極管構(gòu)件的工作電路組成結(jié)構(gòu)以及理論對照其他三極管構(gòu)件更為的簡約不龐雜，是由于它是數(shù)學(xué)線性型聯(lián)動的。生產(chǎn)成本也相對其他三極管也更低，并且還擁有加速能力強的優(yōu)點；這些優(yōu)點也帶來其他影響，在使用過程中功率損耗也大，尤其是在偏低的速率下展開大轉(zhuǎn)距運行工作這類實際狀況的時候，電流在經(jīng)過電阻R時過大，就會容易發(fā)熱發(fā)燙，因此不利于系統(tǒng)長時間運行。方案二：采用ULN2003。ULN2003可以滿足適合于各種綜合系統(tǒng)設(shè)計需求的快速度、大額定功率聯(lián)動的體系，其優(yōu)點在于有增益大的電流、工作電壓大、實際溫度的作用范圍較寬、帶荷載水平也非常強等特征，是一類不僅僅是大工作電壓同時也是高工作電流的達(dá)林頓晶體管構(gòu)件分布陣列體系商品[7]。故選擇方案二。3系統(tǒng)硬件設(shè)計3.1AltiumDesigner介紹AltiumDesigner操作應(yīng)用軟件為電子數(shù)字類商品研發(fā)體系，具備FPGA研發(fā)、SOPC研發(fā)等作用功能，能夠完成每一項工作電路綜合設(shè)計的操作應(yīng)用，還支持兼容多種綜合系統(tǒng)設(shè)計的系統(tǒng)綜合，例如PCB、FPGA及嵌入型研發(fā)等。除此之外，AltiumDesigner還能夠支持兼容舊有傳統(tǒng)類型的工作電路綜合設(shè)計作用功能，像印刷工作電路控制板綜合系統(tǒng)設(shè)計與原理示意圖綜合系統(tǒng)設(shè)計等都是能夠的[8]。打開AltiumDesigner的工作界面是經(jīng)典Windows系統(tǒng)界面，界面如圖3-1所示。圖3-1AltiumDesigner軟件使用界面3.2AT89S52單片機核心系統(tǒng)電路設(shè)計AT89S52單片機芯片是一種為CMOS8位微型控制器，該芯片同時包含F(xiàn)lash閃存其容量為8k。由于AT89S52這一款單片機設(shè)備應(yīng)用Atmel具有的非易失性儲存設(shè)備的制作加工生產(chǎn)模式，并且同生產(chǎn)上的80C51單片機的指令代碼以及管腳能夠完好相容[9]。AT89S52具備在線聯(lián)網(wǎng)可程序編譯控制閃存與可以全面處理八位二進制數(shù)據(jù)信息的敏銳CPU，為很多嵌入型操作控制使用體系供應(yīng)了多樣性十分高、效率也非常好的處理問題的辦法。單片機的最小原理圖如下面的圖片3-2所示。圖3-2單片機最小系統(tǒng)AT89S52單片機芯片如下圖3-3所示。圖3-3AT89S52單片機實物圖一、AT89S52單片機主要特性如下：a.與MCS-51單片機產(chǎn)品兼容；b.8k字節(jié)可編程Flash存儲器；c.1000次擦寫周期；d.三級加密程序存儲器；e.32個可編程I/O口線；f.全靜態(tài)操作：0Hz~33MHz。二、AT89S52引腳介紹VCC：供電電壓；GND：接地；P0口：8位漏極開路的雙向I/O口；P1口：能驅(qū)動4個TTL邏輯電平；P2控制端口：具有能聯(lián)動四個TTL邏輯思維工作電平的P2自動輸出緩沖控制器，包括八位雙向I/O接口；P3控制端口：可以使四個邏輯思維工作電平TTL動起來的自動輸出緩沖控制器P3，一樣有內(nèi)部控制上拉額定電阻的八位雙向I/O接口；ALE/PROG：可以訪問鏈接外界只讀儲存設(shè)備或只讀儲存設(shè)備的時候，ALE一種能夠區(qū)分地址和數(shù)據(jù)的芯片，自動輸出信號脈沖用于鎖存儲存地址的低八位儲存字節(jié)；PSEN：外界只讀儲存設(shè)備的能獲取數(shù)據(jù)信息的選通數(shù)據(jù)信號；EA/VPP：外界許可訪問鏈接儲存地址為0000H-FFFFH的只讀應(yīng)用程序儲存設(shè)備操作控制數(shù)據(jù)信號[10]。單片機引腳圖如下3-4所示：圖3-5單片機引腳圖3.35V電源電路設(shè)計本文設(shè)計的系統(tǒng)中為整個系統(tǒng)的供電電源可以選擇電壓為5V的直流電源，電源電路簡單而穩(wěn)定。DC為無線電源的DC插座，可直接與USB電源電線相連，一段插在5V的直流電源上，而另外一端可以接在DC插座上。選擇顏色鮮艷的紅色LED燈，它的主要作用是用來判斷系統(tǒng)是不是有點的指示燈，1K的電阻在電路中用來保護LED燈，起到對LED燈限流的作用，以防止控制系統(tǒng)電路中的電流流過的時候電流過大從而燒壞我們的LED燈。SW是一個自鎖啟動開關(guān)，當(dāng)啟動器按下后，紅色的LED燈亮起，這個時候整個操控管理體系工作電源為5V直流自動輸出。啟動器再次按下后，紅色LED燈不亮了，無5V電源自動輸出系統(tǒng)。體系里5V工作電源電路示意圖，如下示意圖3-5所示。圖3-55V電源電路原理圖3.428BYJ-48步進電機驅(qū)動電路步進電機是一種將電脈沖信號轉(zhuǎn)化成物體轉(zhuǎn)動時位置變化的物理量——角位移，或物體位置改變量的一個物理量——線位移的執(zhí)行機構(gòu)。用容易理解的話來解釋就是：當(dāng)我們的步進聯(lián)動控制器設(shè)備認(rèn)可接受到了一個數(shù)據(jù)操作控制數(shù)據(jù)信號，這一信號脈沖數(shù)據(jù)信號就會根據(jù)相關(guān)規(guī)定要求來聯(lián)動步進電機設(shè)備根據(jù)我們在之前就設(shè)立好的分布方向旋轉(zhuǎn)一個不轉(zhuǎn)變的層面（也就是步進角）。要想實現(xiàn)預(yù)想中正確而不出錯定位的目的，就能夠經(jīng)過操作控制信號脈沖數(shù)目來把握住角作用偏移量；想要完成實現(xiàn)發(fā)展目標(biāo)里修改調(diào)配速率的發(fā)展目的，就需要經(jīng)過操作控制信號脈沖頻次進而來更加良好地把握住步進電機設(shè)備機械轉(zhuǎn)動的速率以及它的加速率[11]。雖然在我們目前的日常生活中運用到步進電機的地方已經(jīng)十分的多了，但是因為步進電機需要特定在電路組成下工作，即雙星雙全步進驅(qū)動和功率驅(qū)動電路等搭配起來的控制系統(tǒng)電路，所以不能在常規(guī)情況下使用。在本文中，筆者綜合系統(tǒng)設(shè)計體系里選用的是4相5線的5V步進電機設(shè)備，類型是28BYJ-48。其具體系數(shù)具體如下所示表3-1所示。表3-128BYJ-48參數(shù)直徑28mm電壓5V步進角度5.625×1/64減速比1/64選擇ULN2003來驅(qū)動步進電機是因為單片機的驅(qū)動能力比較弱。而ULN2003是一款能夠承受高電壓、大工作電流的復(fù)合固定半導(dǎo)體設(shè)備器件分布陣列，ULN2003由七個硅NPN復(fù)合晶體管構(gòu)件構(gòu)成的，它的每一對達(dá)林頓都串聯(lián)一個2.7k的基極額定電阻，它能夠在和TTL與CMOS工作電路在5V的任務(wù)工作電壓直接相互連接，還可以直接全面處理原來要求用參考標(biāo)準(zhǔn)邏輯思維緩沖控制器才可以全面處理的數(shù)據(jù)信息。步進電機設(shè)備聯(lián)動原理示意圖如下圖3-6所示。圖3-6步進電機驅(qū)動原理圖步進電機實物圖如3-7所示圖3-7步進電機實物圖3.5CXGO光電槽型光耦傳感器模塊電路設(shè)計 在這次綜合系統(tǒng)設(shè)計里運用的光電槽型感應(yīng)設(shè)備是根據(jù)紅外對管功能模塊的紅外感應(yīng)設(shè)備。這一款感應(yīng)設(shè)備對環(huán)境的光照作用強度有非常好的適應(yīng)性能，而且還具備一對紅外自動發(fā)射管與自動接收管，自動發(fā)射一定頻次的紅外線，只要檢測方向碰到阻擋的物品的時候，自動接收管就會認(rèn)可接受反射紅外照射光線，通過比較器設(shè)備工作電路的全面處理之后，指示燈就由熄滅狀態(tài)變成亮起，在這里數(shù)據(jù)信號自動輸出端口會自動輸出數(shù)據(jù)信號（低壓電平）。該傳感器主要用于電機轉(zhuǎn)速檢測、脈沖計數(shù)、位置限位等領(lǐng)域。光電槽型光耦傳感器模塊參數(shù)以及接口說明如下圖3-8所示：圖3-8參數(shù)及接口圖光電槽型光耦模塊內(nèi)部電路圖中，在電路中起到分壓作用作為分壓器的是我們的電阻R1，比較器設(shè)備LM393自動接收到的模擬仿真量——模擬仿真工作額定電壓數(shù)據(jù)信號，這個數(shù)據(jù)信號是感應(yīng)設(shè)備檢測到的阻礙物之后信息反饋的數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)化處理而形成的。DO數(shù)據(jù)信號（高低壓電平數(shù)據(jù)信號）要求經(jīng)過和分壓額定電阻分壓之后的模擬仿真工作電壓展開對比分析，分壓額定電阻還是指和LM393控制芯片2號管腳所接的那一個才行。濾波電容C1的作用是為了讓輸出的電源更加的穩(wěn)定，因此需要對電源進行濾波的處理；濾波電容C2為了確保模擬信號能夠在輸出的過程中保持穩(wěn)定，會對模擬信號進行濾波處理。電路圖中的LED燈是低電平有效的，為了保護在電路運行中LED燈不會因為過大的電流而燒壞，R2、R3這兩個限流電阻就能發(fā)揮它們的作用影響了。一樣起限流影響作用的還存在我們的額定電阻R7，是保護紅外發(fā)射頭不會在這個過程中被燒壞。上拉電阻不僅能夠發(fā)揮限流的作用，還能夠經(jīng)過上拉將一個不可以明確的數(shù)據(jù)信號用一個額定電阻鉗把其拉高在高壓電平，圖里R4就是上拉額定電阻。光電槽型光耦模塊內(nèi)部電路如圖3-9所示。圖3-9光電槽型光耦模塊內(nèi)部電路圖光電槽型光耦模塊接口原理圖如下3-10所示。圖3-10光電槽型光耦模塊接口原理圖圖光電槽型光耦功能模塊實物示意圖具體如下所示3-11所示。圖3-11光電槽型光耦模塊接口原理圖圖3.6LCD1602液晶顯示模塊電路設(shè)計 LCD1602是2×16存儲字符型液晶電子顯示功能模塊，能夠自動顯示兩行，每一行十六個存儲字符，應(yīng)用5×7分布點陣表明，工作電壓是4.5~5.5V，工作額定電流是2.0mA，其控制操作設(shè)備應(yīng)用HD44780電子液晶控制芯片（交易市面上存儲字符液晶電子顯示控制器設(shè)備的控制操作設(shè)備大部分都是根據(jù)HD44780電子液晶控制芯片，它們的操作控制理論是完全一致的）。LCD1602可應(yīng)用參考標(biāo)準(zhǔn)的14管腳端口或者16管腳端口，多出的兩條管腳是背光源電源正極BLA（15控制接腳）與背光源電源負(fù)極BLK（16控制接腳）[12]。LCD1602各個引腳如下表3-2所示。表3-2引腳接口注釋編號符號引腳說明編號引腳說明1VSS電源地9數(shù)據(jù)2VDD電源正極10數(shù)據(jù)3VL液晶顯示偏壓11數(shù)據(jù)4RS數(shù)據(jù)/命令選擇12數(shù)據(jù)5R/W讀/寫選擇13數(shù)據(jù)6E使能信號14數(shù)據(jù)7D0數(shù)據(jù)15背光源正極8D1數(shù)據(jù)16背光源正極第3控制接腳：VEE，液晶電子顯示對照度修改調(diào)配輸入終端；第4控制接腳：RS，數(shù)據(jù)信息/命令指示選用控制終端，高壓電平則選用數(shù)據(jù)信息寄存器設(shè)備，低壓電平就是指示寄存器設(shè)備；第5控制接腳：R/W，讀寫選用控制終端，高壓電平展開讀操作應(yīng)用，低壓電平則展開寫操作應(yīng)用；第6控制接腳：E，使能控制終端，當(dāng)E為高壓電平的時候，獲取電子液晶功能模塊的數(shù)據(jù)信息，當(dāng)E控制終端由高壓電平跳轉(zhuǎn)化為低壓電平的時候，電子液晶功能模塊可履行寫操作應(yīng)用。LCD1602電子液晶功能模塊內(nèi)部之間的控制操作設(shè)備一共同11條操作控制指示，具體如下所示表3-3所示。表3-3控制指令序號指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01清顯示00000000012光標(biāo)返回000000001*3置輸入模式00000001I/DS4顯示開/關(guān)控制0000001DCB5光標(biāo)或字符移位000001S/CR/L**6置功能00001DLNF**7置字符產(chǎn)生存儲器地址000存儲字符產(chǎn)生儲存設(shè)備儲存地址8置數(shù)據(jù)存儲器地址001自動顯示數(shù)據(jù)信息存儲器地址9讀忙標(biāo)志或地址01BF計數(shù)器地址10寫讀到CGRA或DDRAM10要寫的數(shù)據(jù)信息主要內(nèi)容11從CGRAM或DDRAM讀數(shù)11讀取的數(shù)據(jù)信息主要內(nèi)容在本文中，我綜合系統(tǒng)設(shè)計的體系里用于自動輸出數(shù)據(jù)信息的顯示器設(shè)備應(yīng)用的是LCD1602液晶電子顯示屏，液晶電子顯示屏的對照度即我們通常所說的清楚度，能夠經(jīng)過電位控制器設(shè)備來調(diào)節(jié)控制。其工作電路原理示意圖具體如下圖3-12所示。圖3-12LCD1602液晶電子顯示工作電路原理示意圖LCD1602實物圖如下圖3-13所示。圖3-13LCD1602實物圖3.7按鍵電路設(shè)計 一類相似于電子控制開關(guān)的輕輕觸碰按鈕是按鈕商品下屬員工的一類分類商品，該產(chǎn)品的斷開和連接十分簡單，僅僅需要我們輕輕按一下按鈕或者松開按鈕就可以，其工作基本理論是使用按鈕內(nèi)部之間的金屬彈片受作用力實際狀況來判定有沒有按照動控制開關(guān)，從而來控制斷開和相連。作為系統(tǒng)輸入的按鍵是將系統(tǒng)和用戶之間的交互關(guān)系聯(lián)系起來的中心環(huán)節(jié)。輕輕觸碰按鈕的單片機設(shè)備操作控制管腳默認(rèn)運行工作條件是高壓電平高效，當(dāng)摁下按鈕之后，單片機設(shè)備的與之對應(yīng)管腳則發(fā)展為低壓電平，進而完成對體系的人工手動自動輸入。按鍵電路原理圖如圖3-14所示。圖3-14按鍵電路原理圖3.8蜂鳴器報警電路設(shè)計（低電平有效）在這個體系選用工作電壓為5V的有源蜂鳴控制器作為整套體系的自動報警功能模塊。工作電路里的三極管構(gòu)件9012是低壓電平自動導(dǎo)通，所以我們能夠操作控制單片機設(shè)備管腳方波的自動輸出方式，讓單片機設(shè)備的操作控制管腳位于低壓電平分布狀態(tài)的時候，蜂鳴控制器就開始呼叫自動報警，相反則不發(fā)生報警呼叫；在蜂鳴控制器自動報警工作電路里可以發(fā)揮保護整個工作電路的影響是限流額定電阻R3。蜂鳴控制器自動報警工作電路原理示意圖，如下示意圖3-15所示。圖3-15蜂鳴器報警電路原理圖基于現(xiàn)在的社會狀況，綜合系統(tǒng)設(shè)計并且完成這類人工智能輸液監(jiān)督控制體系，對治療過程應(yīng)用自動智能化監(jiān)督控制與綜合管理是發(fā)展進步的必然態(tài)勢[15]。4系統(tǒng)軟件設(shè)計 4.1主函數(shù)程序設(shè)計 本系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)圖具體框圖如圖4-1所示。圖4-1系統(tǒng)原理框圖在本次綜合系統(tǒng)設(shè)計的體系里主要運用KeiluVision4操作應(yīng)用軟件來撰寫應(yīng)用程序源程序代碼與測試應(yīng)用程序，系統(tǒng)編譯語言就是用C編輯語言，由于C編輯語言的易讀性與移植應(yīng)用性更大。主程序流程如圖4-2所示。圖4-2主程序流程圖4.2KeiluVision4軟件開發(fā)流程第1步，要求成立一個全新的“Project”項目工程，單擊KeiluVision4頁面上的項目菜單選項里的“Project”，選用“NewuVisionProject”，為成立的全新項目工程命名后在儲存；第2步，選用個人要求的單片機設(shè)備控制芯片的類型，本文使用的單片機型號是AT89S52，選好了就完成了新工程的建立；第3步，當(dāng)工程建立好了，再點擊“SourceGroup”,就可往里面添加.c文件，最后點擊Add就能進行編譯建立的新文件，我們也可以把常用的.c文件復(fù)制到建立的“Project”目錄下。具體開發(fā)流程圖如下圖4-3所示。圖4-3軟件開發(fā)流程圖流程圖4.3延時子程序設(shè)計延遲子程序有助于調(diào)取其他的程序，并預(yù)防程序中會出現(xiàn)的繁雜和瑣碎，讓程序在運行中更加簡潔不易出錯。程序如下所示：#include"delay.h"voidDelayUs2x(unsignedchart){while(--t);}voidDelayMs(unsignedchart){while(t--){//大致延時1mSDelayUs2x(245); DelayUs2x(245);}}4.4PL2303串口程序燒寫模塊介紹 在本文中，筆者綜合系統(tǒng)設(shè)計的體系是經(jīng)過PL2303串行接口燒寫功能模塊來完成對單片機設(shè)備應(yīng)用程序的燒寫。PL2303串行接口燒寫功能模塊運用USB端口，對筆記本計算機客戶要求單片機設(shè)備燒寫應(yīng)用程序時運用起來很是便利，這塊下載保存控制器設(shè)備市場價格低廉、作用功能還高。是研發(fā)單片機設(shè)備的第一選擇優(yōu)秀工具設(shè)備。一、PL2303串口燒寫模塊的特點：（1）支持USB1.1或USB2.0通信；（2）全面支持兼容多種操作應(yīng)用系統(tǒng)；（3）采用USB供電；（4）為了保證能夠正常編程，發(fā)展目標(biāo)板的工作電流應(yīng)當(dāng)?shù)陀诘韧?00mA，除此之外還要使用木匾系統(tǒng)本身的電源，或能夠運用程序編譯控制器設(shè)備從USB控制端口取電供應(yīng)發(fā)展目標(biāo)板；（5）程序編譯實現(xiàn)了不影響發(fā)展目標(biāo)板的應(yīng)用程序運行工作；（6）程序編譯控制器設(shè)備供應(yīng)3.3V和5V的工作電壓自動輸出端口。模塊如下圖如圖4-4所示。圖4-4PL2303串口燒寫模塊二、PL2303串口燒寫模塊引腳說明（1）+5V自動輸出，假定工作電路控制板有外接5V供應(yīng)電源，則此管腳可不接；（2）GND接GND；（3）RXD接單片機的RXD引腳；（4）TXD接單片機的TXD引腳；（5）3.3V輸出。三、PL2303串行接口燒寫功能模塊和單片機設(shè)備的具體線路連接示意圖，如下示意圖4-5所示。圖4-5PL2303串行接口燒寫功能模塊和單片機設(shè)備線路連接示意圖5系統(tǒng)特性的測試5.1系統(tǒng)實物圖本文中設(shè)計系統(tǒng)的實物如圖5-1所示。圖5-1病床呼叫系統(tǒng)實物圖5.2軟件調(diào)試通過對應(yīng)用軟件的匯編、連接、運行從而來找出程序中的錯誤是軟件調(diào)試的基本任務(wù)，然后再及時更正。一般來說軟件調(diào)試都有兩種方法：第一種，先獨立調(diào)試，后聯(lián)機測試；第二種，先單步測試，再運行工作測試[13]。軟件調(diào)試具體步驟如下：一、開啟Keil4操作應(yīng)用軟件創(chuàng)立一個項目工程：點擊菜單項目欄里“項目工程”，自動輸入我們要求成立的項目工程名“根據(jù)AT89S52的人工智能點滴監(jiān)督控制體系的綜合深化設(shè)計”，并且儲存；接在選用設(shè)備器件的時候，是在“Ateml”數(shù)據(jù)目錄下的“AT89S52”。二、最新建設(shè)客戶源資料文件：在我們最新建設(shè)的空白信息文本里寫應(yīng)用程序的源程序代碼，程序代碼寫完要及時有效儲存資料文件并且把資料文件名更加“根據(jù)AT89S52的人工智能點滴監(jiān)督控制體系的綜合深化設(shè)計.c”，也就是新資料文件成立實現(xiàn)了。三、程序源代碼的編譯和調(diào)試：單機頁面上的編譯按鈕，軟件會對文件進行運行編譯，我們可以在輸出窗口看到軟件對文件反饋回來的信息，假設(shè)窗口信息中有顯示error，則是代碼編寫有誤，我們需要按照提示更改我們的源代碼，直到所有代碼運行完畢不出現(xiàn)錯誤提示，才表示編譯完成。如下圖5-2所示。圖5-2信息無錯誤5.3硬件調(diào)試硬件測試的目的是為了在設(shè)計系統(tǒng)的時候能更好的發(fā)現(xiàn)在設(shè)計過程中可能存在的問題，只有及時發(fā)現(xiàn)的問題，才能更好地解決問題，才可能使我們的設(shè)計更加的完美。而且硬件測試有一定的針對性，這樣才能在測試的時候直接針對的給出有問題的部分[14]。一、靜態(tài)調(diào)試。（1）肉眼觀察。主要的檢查點就是看焊接的點是否飽滿沒有空隙，以及各個器件之間是否焊接好，避免出現(xiàn)短路的現(xiàn)象。（2）運用萬用表調(diào)試。第一步查看電源是否短路，第二步檢查測量管腳有沒有連接對，是否出現(xiàn)因粗心而出現(xiàn)的接線錯誤。（3）上電檢查。在完成前面步驟完成沒有出現(xiàn)問題錯誤，接下來就可以上電了，上電之后仔細(xì)觀察每個元器件都有沒有正常工作，在一一檢查測試功能。二、動態(tài)調(diào)試。動態(tài)調(diào)試是所有工作的最后一步，前提是靜態(tài)測試沒有任何問題。主要看每個元器件能否正常工作，是否按設(shè)計的要求實現(xiàn)各個功能，防止器件內(nèi)部損壞，影響系統(tǒng)的整體性能。5.4系統(tǒng)測試如圖5-3所示，將插頭接入電路板下方的供電插孔，輕按下開機鍵，LCD上顯示系統(tǒng)啟動界面，屏幕上會顯示各個數(shù)據(jù)。圖5-3系統(tǒng)啟動界面屏幕最上面一排Z250表示這個設(shè)計中液體容量最大是250ml，S249表示剩余容量。當(dāng)按下最下排第一個按鈕，S在第二排第一個數(shù)字時，我們可以根據(jù)實際需要調(diào)整液體容量，設(shè)置本次實驗容量50ml，第二三按鈕一個是加一個為減，再按下按鈕表示確認(rèn)。如圖5-4所示。圖5-4容量設(shè)置圖相同的方法，S在下排第二個數(shù)字我們設(shè)置本次輸液的速度為20，并確認(rèn)。如圖5-5所示。圖5-5速度設(shè)置圖開始模擬點滴滴落，當(dāng)用細(xì)鐵絲模擬點滴下落，鐵絲經(jīng)過紅外對管時，被檢測到有液體下落，剩余容量實現(xiàn)顯示出現(xiàn)減少到9ml，當(dāng)前下落速度是60。如圖5-6所示。圖5-6演示圖當(dāng)容量顯示為0時表示掛水結(jié)束，系統(tǒng)開始報警鳴叫。如圖5-7所示。實驗測試表明，呼叫準(zhǔn)確，接收及時，警報聲大，能實現(xiàn)相應(yīng)的功能。圖5-7報警呼叫圖當(dāng)醫(yī)護人員聽到呼叫并趕到病人身邊后，按下上面單獨的復(fù)位按鈕，報警結(jié)束，恢復(fù)到開始之前的畫面，即又可以開始下一輪的檢測。如圖5-8所示。圖5-8系統(tǒng)復(fù)位圖5.5系統(tǒng)的不足和改進這次設(shè)計的系統(tǒng)也存在著一些不足的地方，有些時候檢測可能不會那么準(zhǔn)確，比如剛上電的時候因為一些細(xì)微的原因，本該剩余容量和總?cè)萘肯嗤?，但是因為檢測到其他無關(guān)脈沖剩余容量跟總?cè)萘坎盍?，不過誤差不大就可以忽略掉這個問題。還有按鍵有時候不是