基于单片机的输液监护器设计毕业设计(论文)

基于单片机的输液监护器的设计 基于单片机的输液监护器的设计 插图序号使用 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 五号宋体字；正文中的插表不加左右边线。插表按章编号并置于插表的左上方，插表不命名，如第二章的第三个插表序号为“表2—3”，插表序号使用标准五号宋体字。6、 参考文献按照GB7714—87《文后参考文献著录规则》规定的格式打印，本科毕业论文格式要求一、论文的结构与要求毕业设计（论文）包括以下内容（按顺序）：本科论文包括封面、目录、标题、内容摘要、关键词、正文、注释、参考文献等部分。如果需要，可以在正文前加“引言”，在参考文献后加“后记”。论文一律要求打印，不得手写。1．目录目录应独立成页，包括论文中全部章、节和主要级次的标题和所在页码。2．论文标题论文标题应当简短、明确，有概括性。论文标题应能体现论文的核心内容、法学专业的特点。论文标题不得超过25个汉字，不得设置副标题，不得使用标点符号，可以分二行书写。论文标题用词必须规范，不得使用缩略语或外文缩写词（通用缩写除外，比如WTO等）。3．内容摘要内容摘要应扼要叙述论文的主要内容、特点，文字精练，是一篇具有独立性和完整性的短文，包括主要成果和结论性意见。摘要中不应使用公式、图表，不标注引用文献编号，并应避免将摘要撰写成目录式的内容介绍。内容摘要一般为200个汉字左右。4．关键词关键词是供检索用的主题词条，应采用能够覆盖论文主要内容的通用专业术语（参照相应的专业术语标准），一般列举3——5个，按照词条的外延层次从大到小排列，并应出现在内容摘要中。5．正文正文一般包括绪论（引论）、本论和结论等部分。正文字数本科不少于600 0字 个人自传范文3000字为中华之崛起而读书的故事100字新时代好少年事迹1500字绑架的故事5000字个人自传范文2000字 ，专科一般不少于5000字，正文必须从页首开始。*绪论（引论）全文的开始部分，不编写章节号。一般包括对写作目的、意义的 说明 关于失联党员情况说明岗位说明总经理岗位说明书会计岗位说明书行政主管岗位说明书 ，对所研究问题的认识并提出问题。*本论是全文的核心部分，应结构合理，层次清晰，重点突出，文字通顺简练。*结论是对主要成果的归纳，要突出创新点，以简练的文字对所做的主要工作进行评价。结论一般不超过500个汉字。正文一级及以下子标题格式如下：一、；（一）；1.；（1）；①。6．注释注释是对所创造的名词术语的解释或对引文出处的说明。注释采用脚注形式，用带圈数字表示序号，如注①、注②等，数量不少于10个，脚注少于10个的论文为不合格论文。7．参考文献参考文献是论文的不可缺少的组成部分,是作者在写作过程中使用过的文章、著作名录。参考文献应以近期发表或出版的与法学专业密切相关的学术著作和学术期刊文献为主，数量不少于6篇，参考文献少于6篇的论文成绩评定为不合格。产品说明、技术标准、未公开出版或发表的研究论文等不列为参考文献，有确需说明的可以在后记中予以说明。二、打印装订要求论文必须使用标准A4打印纸打印，一律左侧装订，并至少印制3份。页面上、下边距各2.5厘米，左右边距各2.2厘米，并按论文装订顺序要求如下：1．封面封面包括《广西广播电视大学关于毕业设计（论文）评审表》（封面、附录4）、《学生毕业设计（论文）评审表》（封2）、《广西广播电视大学关于毕业设计（论文）答辩申报表》（封3、附录5）。 2．目录目录列至论文正文的三级及以上标题所在页码，内容打印要求与正文相同。目录页不设页码。3．内容摘要摘要标题按照正文一级子标题要求处理，摘要内容按照正文要求处理。4．关键词索引关键词与内容摘要同处一页，位于内容摘要之后，另起一行并以“关键词：”开头（采用黑体），后跟3~5个关键词（采用宋体），词间空1字，即两个字节，其他要求同正文。5．正文正文必须从内容提要页开始，并设置为第1页。页码在页末居中打印，其他要求同正文（如正文第5页格式为“―5―”）。论文标题为标准三号黑体字，居中，单倍行间距；论文一级子标题为标准四号黑体字，居中，20磅行间距；正文一律使用标准小四号宋体字，段落开头空两个字，行间距为固定值20磅；正文中的插图应与文字紧密配合，文图相符，内容正确，绘制规范。插图按章编号并置于插图的正下方，插图不命名，如第二章的第三个插图序号为“图2—3”，插图序号使用标准五号宋体字；正文中的插表不加左右边线。插表按章编号并置于插表的左上方，插表不命名，如第二章的第三个插表序号为“表2—3”，插表序号使用标准五号宋体字。6、 参考文献按照GB7714—87《文后参考文献著录规则》规定的格式打印，内容打印要求与论文正文相同。参考文献从页首开始，格式如下：（1）著作图书文献序号 作者 《书名》，出版地：出版者，出版年份及版次（第一版省略）如：[4] 劳凯声 《教育法论》，南京：江苏教育出版社，2001（2）译著图书文献序号 作者 《书名》，出版地：出版者，出版年份及版次（第一版省略）（3）学术刊物文献序号 作者 《文章名》，《学术刊物名》，年卷（期）如：[5]周汉华 《变法模式与中国立法法》，《中国社会科学》，2000（1）（4）学术会议文献序号 作者 《文章名》，编者名，会议名称，会议地址，年份，出版地，出版者，出版年（5）学位论文类参考文献序号 作者 《学位论文题目》，学校和学位论文级别，答辩年份（6）西文文献著录格式同中文，实词的首字母大写，其余小写。参考文献作者人数较多者只列前三名，中间用逗号分隔，多于三人的后面加“等”字（西文加“etc.”）。学术会议若出版论文集者，在会议名称后加“论文集”字样；未出版论文集者省去“出版者”、“出版年”项；会议地址与出版地相同的省略“出版地”，会议年份与出版年相同的省略“出版年”。三、毕业设计（论文）装袋要求毕业设计（论文）是专业教学的重要内容，必须规范管理，统一毕业设计（论文）材料装袋要求：1、论文稿本。经指导的提纲，一稿、二稿和装订好的正稿。2、过程记录表。包括指导教师指导记录表，学生毕业设计（论文）评审表（答辩过程记录表）等；3、相关材料。法专业要求的其他材料，如法学社会调查报告等。中国环境教育立法研究内容摘要摘要：目前，我国学术界对环境教育立法问题的研究还处于起步阶段，有关环境教育的法律规范也很不完善，影响和限制了我国环境教育的大力推行和良好普及，实质上是制约了我国解决环境问题的能力和可持续发展的进程。本文从环境问题的现状入手，阐释了环境教育立法的必要性和可行性，介绍了其他国家和地区的环境教育立法实践，在总结国内外先进经验的基础上，提出了对我国环境教育立法的构想。以期通过加强教育立法的途径，实现我国环境教育的普及，为改善解决我国环境问题的能力和可持续发展的进程创造条件。关键词：环境问题环境教育环境教育立法 一、环境问题、环境教育与环境教育立法（一）环境问题马克思说：“人靠自然界生活，这就是说，自然界是为了不致死亡而必须不断与之交往。所谓人的肉体生活和精神生活同自然界相联系，也就等于说自然界同自身相联系，因为人是自然界的一部分。” 生存与发展是人类社会最基本的主题。在人类与环境不断地相互影响和作用中，环境问题始终是伴随着人类的活动产生和发展的。不幸的是，在相当长的时期内，人类过分强调了作为自然主人的一面，夸大了人的主观能动性作用，忽视甚至忘却自然界的惩罚。环境问题并非始于今日，早在200年前的第一次工业革命时期就产生了环境问题。到了本世纪50年代，环境事件不断出现和加剧。到了70～80年代则出现了全球性的环境危机。目前全球人口正以每年9 000万的速度增长，预计到21世纪中期，世界人口将达到100亿。 人口无节制地增长，给地球的生态环境和有限的自然资源带来了沉重的压力。联合国列出了威胁人类生存的全球十大环境问题：全球气候变暖；臭氧层的损耗和破坏；酸雨蔓延；水资源危机；生物多样性减少；大气污染；有毒有害化学物质污染与危险废物越境转移；森林面积锐减；土地荒漠化；海洋污染。随着我国社会经济的迅速发展，环境保护与经济发展之间的矛盾日益凸显。20世纪最后几年有三件震撼国人的大事足以说明我国环境问题的严重性，已显示出环境破坏给人类带来的灾难性的报复。一是1997年创纪录(227天)的黄河断流；二是1998年的长江大水灾；三是2000年波及北京等地的频繁的沙尘暴。专家指出了目前困扰中国环境的十大问题。1、大气污染问题2004年我国二氧化硫排放量为1 995万吨，居世界第一位。据专家测算，要满足全国天气的环境容量要求，二氧化硫排放量要在现有基础上至少削减40%。此外，2004年中国烟尘排放量为1 165万吨，工业粉尘的排放量为1 092万吨。大气污染是中国目前面临的第一大环境问题。2、水环境污染问题中国七大水系的污染程度依次是：辽河、海河、淮河、黄河、松花江、珠江、长江，其中，42%的水质超过3类标准（不能做饮用水源），全国有36%的城市河段为劣质5类水质，丧失使用功能。大型淡水湖泊（水库）和城市湖泊水质普遍较差，75%以上的湖泊富营养化加剧，主要由氮、磷污染引起。3、垃圾处理问题中国全国工业固体废物年产生量达8.2亿吨，综合利用率约为46%。全国城市生活垃圾年产生量为1.4亿吨，达到无害化处理要求的不到10%。塑料包装物和农膜导致的白色污染已蔓延全国各地。（二）环境教育与环境问题的关系1、环境教育的发展历程环境教育的起源，一直可以追溯到19世纪末20世纪初的自然研究（Natural Study）。当时在学校开展自然研究的基本目的是教育学生通过亲身观察和参与，了解和评价自然环境。到20世纪上叶，人们认识到保护生态和自然环境的重要性，保护运动（Conservation movement）在社会中形成，学校教育在自然研究的基础上引入了自然保护的教育内容，这就是环境教育的萌芽。（1）国外环境教育的发展历程1972年在瑞典首都斯德哥尔摩召开的“世界人类环境会议”是环境教育发展的一个里程碑。为了响应斯德哥尔摩会议的第96条建议，联合国教科文组织和联合国环境规划署于1975年颁布了国际环境教育计划（IEEP），其目的是在环境教育领域内，促进经验和信息的交流、研究和实验、人员培训、课程和相应教材的开发及国际合作。1975年，在前南斯拉夫的贝尔格莱德召开的国际环境教育会议，通过了《贝尔格莱德宪章：环境教育的全球纲领》。该宪章根据环境教育的性质和目标，指出环境教育是“进一步认识和关心经济、社会、政治和生态在城乡地区的相互依赖性；为每一个人提供获得保护环境的知识和价值观、态度、责任感和技能；创造个人、群体和整个社会行为的新模式。”此后，《贝尔格莱德宪章》成为世界各国制定环境教育纲要与章程的重要依据之一。而环境教育的普及对环境相关法律的立法、执法都可起到相当大的辅助作用。大力开展环境教育，使环境意识特别是环境保护法律意识深入人心，使人们认识到环境问题不仅是社会问题，更是可以涉及到每个人切身利益和法律责任、社会责任的问题，认识到环境问题和法律责任的关系，更好地使环境保护法律成为预防环境问题发生的利剑，这样可以达到依法治理环境和人们自觉保护环境的目的。二、中国环境教育立法的必要性和可行性（一）中国环境教育立法的必要性当一种社会关系需要用立法来调整，说明这种社会关系的重要性。中国环境教育专门立法是否必要，则完全取决于以下前提：（1）环境教育的重要性；（2）环境教育立法对社会经济发展的重要作用。五、结论21世纪是环境世纪，公众的环境意识通过环境教育来建立。根据我国人口多，地区经济水平差异大，公民受教育程度不一的现状，要使公众的环境保护意识提高到一个比较高的水平，实现社会——经济——环境的协调发展，尽早达到国家的可持续发展目标，构建和谐社会，通过立法机关制定完善的、具有可操作性的《环境教育法》不失为一个有效的方法。希望对促进我国环境教育法律体系的建立提供一些有益的参考。 识和关心经济、社会、政治和生态在城乡地区的相互依赖性；为每一个人提供获得保护环境的知识和价值观、态度、责任感和技能；创造个人、群体和整个社会行为的新模式。”此后，《贝尔格莱德宪章》成为世界各国制定环境教育纲要与章程的重要依据之一。而环境教育的普及对环境相关法律的立法、执法都可起到相当大的辅助作用。大力开展环境教育，使环境意识特别是环境保护法律意识深入人心，使人们认识到环境问题不仅是社会问题，更是可以涉及到每个人切身利益和法律责任、社会责任的问题，认识到环境问题和法律责任的关系，更好地使环境保护法律成为预防环境问题发生的利剑，这样可以达到依法治理环境和人们自觉保护环境的目的。二、中国环境教育立法的必要性和可行性（一）中国环境教育立法的必要性插图序号使用标准五号宋体字；正文中的插表不加左右边线。插表按章编号并置于插表的左上方，插表不命名，如第二章的第三个插表序号为“表2—3”，插表序号使用标准五号宋体字。6、 参考文献按照GB7714—87《文后参考文献著录规则》规定的格式打印，插图序号使用标准五号宋体字；正文中的插表不加左右边线。插表按章编号并置于插表的左上方，插表不命名，如第二章的第三个插表序号为“表2—3”，插表序号使用标准五号宋体字。6、 参考文献按照GB7714—87《文后参考文献著录规则》规定的格式打印，插图序号使用标准五号宋体字；正文中的插表不加左右边线。插表按章编号并置于插表的左上方，插表不命名，如第二章的第三个插表序号为“表2—3”，插表序号使用标准五号宋体字。6、 参考文献按照GB7714—87《文后参考文献著录规则》规定的格式打印，插图序号使用标准五号宋体字；正文中的插表不加左右边线。插表按章编号并置于插表的左上方，插表不命名，如第二章的第三个插表序号为“表2—3”，插表序号使用标准五号宋体字。6、 参考文献按照GB7714—87《文后参考文献著录规则》规定的格式打印，插图序号使用标准五号宋体字；正文中的插表不加左右边线。插表按章编号并置于插表的左上方，插表不命名，如第二章的第三个插表序号为“表2—3”，插表序号使用标准五号宋体字。6、 参考文献按照GB7714—87《文后参考文献著录规则》规定的格式打印，插图序号使用标准五号宋体字；正文中的插表不加左右边线。插表按章编号并置于插表的左上方，插表不命名，如第二章的第三个插表序号为“表2—3”，插表序号使用标准五号宋体字。6、 参考文献按照GB7714—87《文后参考文献著录规则》规定的格式打印，插图序号使用标准五号宋体字；正文中的插当一种社会关系 毕业设计 基于单片机的输液监护器的设计 摘 要 针对目前我国大部分医院在对病人进行静脉输液治疗是医护人员监护任务繁重的问题，设计了一套面向所有大中小医院和诊所的医院输液监控系统。本系统以PC为上位机作为整个系统的控制监控中心，用单片机AT89C51为核心作为下位机通过光电传感器对吊瓶的液位进行检测及报警，并对滴速进行精确地检测与控制。上位机与下位机用RS485总线进行串行通信，能够使医护人员实时了解输液状态。论述了该系统的检测原理、总体结构、主要功能部件设计和软硬件系统的组成。该系统低功耗、成本低、性能稳定、便于携带、实用性强。 关键词：输液监控、AT89C51、串行通信 SCM transfusion monitoR Abstract Aiming at the heavy problem of nurses in most of our hospitals when carry on transfusion to the patients currently and then designed a set of system which is called fluid infusion supervision system .It is faced to all the hospitals and clinic. This system take the PC as it’s master machine. The PC is the controler of the whole system. Take the single chip AT89C51 as a core of the next machine which will test and display the level of the liquid bottle. It can examine and control the speed of lose a liquid accurately. PC communicate with single chip by the total line of RS485.It can make the nurses know the status of loses liquid while patients take the personnel solid. Discussed the constituting of examination principle, total structure and main function parts design and the constitution of software and hardware system. The system is low achievement consumes, low cost and stable function and easy to take, the function is strong. Keywords Supervision of transfusion;AT89C51; signal communication 目 录 1 输液监护器的总体设计…………………………………………………………… 1 1.1 系统的构成……………………………………………………………………… 1 1.2 系统框图及工作原理 ……………………………………………………… 1 2 输液监护器的设计 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 及论证 ……………………………………………… 3 2.1 电动机系统方案的选择…………………………………………………… 3 2.2 数据采集方案的选择 …………………………………………………… 3 2.3 键盘方案的选择 …………………………………………………………… 4 2.4 点滴速度计算方案选择 ………………………………………………… 4 2.5 传输方式的选择 …………………………………………………………… 4 3 输液监护器的硬件设计 …………………………………………………… 5 3.1 单片机的选用 ……………………………………………………………… 6 3.1.1 现有主流单片机的概述 …………………………………………… 6 3.1.2 单片机的选用 ………………………………………………………… 6 3.1.3 单片机I/O口管脚分配 …………………………………………… 10 3.2 执行机构 ……………………………………………………………………… 10 3.2.1 步进电动机概述 ……………………………………………………… 10 3.2.2 步进电机控制原理 …………………………………………………… 11 3.3 数据采集模块及工作原理 …………………………………………… 12 3.3.1 红外发光二极管和光敏三极管 ………………………………… 14 3.3.2 红外发光二极管主要参数 ………………………………………… 14 3.3.3 光敏三极管的主要参数 …………………………………………… 14 3.4 电源模块 ……………………………………………………………………… 15 3.5 声报警模块…………………………………………………………………… 15 3.6 复位电路 ……………………………………………………………………… 16 3.7 显示模块 ……………………………………………………………………… 16 3.7.1 LED显示器的结构 ………………………………………………… 16 3.7.2 LED显示器的显示方法 ………………………………………… 18 3.7.3 7段译码器CD4511 ………………………………………………… 18 3.7.4 显示模块电路设计 ………………………………………………… 20 3.8 键控模块 ……………………………………………………………………… 21 3.9 通信模块 ……………………………………………………………………… 22 3.9.1 nRF905芯片结构、引脚介绍及工作模式……………………… 22 3.9.2通信 协议 离婚协议模板下载合伙人协议 下载渠道分销协议免费下载敬业协议下载授课协议下载 ……………………………………………………………………… 27 4 输液监护器的软件设计 ………………………………………………………… 28 4.1检测程序 ………………………………………………………………………… 28 4.2 电机控制子程序 ……………………………………………………………… 31 4.3 显示子程序 ……………………………………………………………………… 33 4.4 键盘程序 ………………………………………………………………………… 34 5 试验及结果分析 …………………………………………………………………… 38 5.1 试验过程 ………………………………………………………………………… 38 5.2 测试结果分析 … ……………………………………………………………… 39 6 输液监护器的抗干扰措施 …………………………………………………… 40 6.1 单片机抗干扰的概述 ………………………………………………………40 6.2 输液监护器的抗干扰措施 …………………………………………… 40 7 结论 ………………………………………………………………………………………41 8致谢 ……………………………………………………………………………………… 42 9参考文献 ……………………………………………………………………………… 43 附录 ………………………………………………………………………………………… 44 1 输液监护器的总体设计 1.1 系统的构成 该监控系统由主从站两大部分组成，其框图如图1.1： 图1.1主从站结构框图 1）主站（监控中心）由PC机作为上位机，采用巡回查询的方式与从站进行通信，收集从站的实时信息，并进行显示及报警。 2）从站以AT89C51单片机为中心，完成对某一具体输液远程控制过程的监控。 1.2 系统框图及工作原理 系统总体结构框图如图1.2所示 图1.2系统的结构框图 输液监控系统以AT89C51单片机为中心，单片机需要电源电路，复位电路，振荡电路来保证其正常工作。默认速度设定值为60滴/min，可以通过键盘来修改设定值。采集装置通过光电开关传感器对速度进行检测，并以电信号的形式传给单片机，经运算，分析，处理后单片机将数据传送给LED显示模块，实现输液速度的显示。通过对设定值和实际值的比较来控制电动机的正，反转，从而带动输液器上的控制齿轮上升下降，达到控制输液速度的目的。另外，当采集装置通过光电开关传感器检测到速度值过高或过低时，直接启动声报警装置。若声报警持续一分钟后无人复位，则由单片机发出信号控制电动机，使输液器上的小齿轮处于无液滴滴出状态，这样可以大大提高输液的安全性。 2 输液监护器的设计方案及论证 2.1 电动机系统方案的选择 方案一 采用单片机和A/D转换构成系统，控制普通电机的步数和旋转方向，可以考虑达林管组成的H型PWM电路。用单片机控制达林管使之工作在占空比可调的开关状态，精确调整电机转速，减小因惯性，速度，步距角过大而引起的调整误差，达到改变点滴高度的要求，缺点是控制信号为模拟信号，需要将单片机输出的序列脉冲转换，延长了控制的时间，并且步距角为 ，满足不了控制误差范围为设定值 滴的要求。 方案二 用单片机控制步进电机，控制信号为数字信号，不在需要数/模转换；具有快速启/停能力，可在一刹那间实现启动或停止，且步距角降低到 ，延时短，定位准确，精度高，可操作性强。 综合考虑题目要求，一方面调节的步长尽可能的小，定位要好；另一方面如果停止信号到来，滑轮能够快速停止。 通过对比，利用步进电机可以自如控制输液器上的手动滑轮，完全满足题目的要求，因此采用方案二。 2.2 数据采集方案的选择 数据采集一般可以采用以下几种方案： 方案一．使用发光二极管和光敏三极管组合。 方案二．使用红外发光二极管和接受管组合。 方案三．利用激光。 通过对比，在这次设计中由于是近距离探测，故采用方案二来完成数据采集。由于红外光波长比可见光长，因此受可见光的影响较小。同时红外系统还具有以下优点：尺寸小、质量轻，能有效的抗可见光波段的伪装，对辅助装置要求最少，对人眼无伤害。 当然红外光也有一定的缺点，如大气、潮湿的天气、雾和云对它有衰减作用，所以只适用于室内通信。在现代生活中，人们为了更方便的使用红外光这种有效的媒质，利用红外光做出了很多器件，发射式光电检测器就是其中的一种器件，它具体积小、灵敏度高、线性好等特点，外围电路简单，安装起来方便，电源要求不高。用它作为近距离传感器是最理想的，电路设计简单、性能稳定可靠。 2.3 键盘方案的选择 方案一 采用矩阵式键盘，此类键盘采用矩阵式行列扫描方式，优点是当按键较多时可降低占用单片机的I/O口数目，缺点为电路复杂且会加大编程难度。 方案二 采用独立式按键电路，每个按键单独占有一根I/O接口线,每个I/O口的工作状态互不影响，此类键盘采用端口直接扫描方式。缺点为当按键较多时占用单片机的I/O口数目较多，优点为电路设计简单，且编程极其容易。 综合考虑两种方案及题目要求，方案二需要3个I/O口，由于系统资源足够用，故采用方案二。 2.4 点滴速度计算方案选择 在一定时间内点滴的滴数（即点滴的速度）是单片机通过红外传感器测得的脉冲信号计数获得的，但怎样计算点滴速度以满足在3分钟内实现电机对点滴速度的控制是必须考虑的问题 方案一 根据一定时间T（如30秒）内滴下的点滴的滴数n计算点滴的速，计算公式为： （滴/分）。根据此方案，若选取的计数时间T较短，以10秒为例，如检测系统误差为1滴，则算得的速度误差为6滴，此时假设点滴的实际速度为30滴/分，而计算速度为36滴/分，误差为30%，大于题目要求的误差范围10% 1滴。若选取的时间计数T较长，则系统达到稳定的时间太长。 方案二 根据一定滴数N滴下所经过的时间t计算点滴的速度，计算公式为 （滴/分）。此方案的误差与系统计算的时间精度有关，通过调整计算的时间精度可以改进计算误差，达到题目所要求的误差范围。 通过比较论证，作者选用方案二。 2.5 传输方式的选择 方案一：采用USB接口，USB接口属于有线传输方式，数据传输的可靠性高，但不便于扩展。 方案二：采用无线通信方式。无线通信便于扩展，使用更便利，适用于大容量的情况。 通过比较，考虑到医用输液器的情况，选用了nRF905多段单片高速无线收发芯片。 3 输液监护器的硬件设计 系统总电路图如图3.1 图3.1系统的电路图 输液监护器以AT89C51单片机为核心，由显示电路、传感器检测电路、限速报警电路，键盘电路等部分组成。传感器检测电路发出微弱的电信号，经过信号调理电路的放大整形处理，转变成单片机能够接收的电信号，通过单片机的定时计数控制，经过数据的计算处理送液晶显示模块显示，实时显示当前速度。通过按键选择功能设定液体点滴速度的极限 速度，当液体点滴速度超过所设定的极限速度时限速报警电路发出报警信号，提示医护人员目前的输液状况异常。 3.1 单片机的选用 3.1.1 现有主流单片机的概述 MCS—51系列单片机是INTEL公司在20世纪80年代初研制的，很快就在全世界得到广泛的推广应用。MCS—51无论是在教学，工业控制，仪器仪表，信息通信，还是在交通，航运，家用电器领域，都取得大量的应用成果。INTEL公司虽然已经把精力集中在计算机的CPU生产上，但是，以MCS—51技术核心为主导的微控制器技术以被ATMEL，PHILIPS等公司继承，并在原有的基础上又进行了新的开发，从而产生了和MCS—51兼容而功能更加强劲的控制器系列。ATMEL公司所生产的89系列单片机就是基于INTEL公司的MCS—51系列而研制的并与MCS—51兼容的微控制器系列。 ATMEL公司是美国在20世纪80年代中期成立并发展起来的半导体公司，该公司的技术优势在于FLASH存储器技术和高质量高可靠性的生产技术。随着业务的发展。20世纪90年代，ATMEL成为全球最大的EEPROM供应商，1994年为了介入单片机市场，ATMEL公司以EEPROM技术与INTEL的80C31单片机核心技术进行交换，从而取得80C31核的使用权。ATMEL把自身先进的FLASH存储技术和80C31核相结合，从而生产出了FLASH单片机AT89C51系列。这是一种内部含有FLASH存储器的特殊单片机。由于它内部含有大量的FLASH存储器，所以，在产品开发及生产便携式产品，手提式仪器等方面有着十分广泛的应用，也是目前取代传统的MCS—51系列单片机的主流单片机之一。 3.1.2 单片机的选用 单片机作为系统的主控制单元，它控制所有的输入输出。监控系统是一个单片机最小应用系统，系统中有一些功能无法集成到芯片内部，如晶振，复位电路等，需在片外加相应的辅助电路。对于片内无ROM的单片机，还应该配置片外程序存储器。这里选用的是ATMEL公司的AT89C2051和AT89C51，都带内置ROM，只需加电源，震荡电路，复位电路等。单片机最小应用系统如图3.2所示 图3.2单片机最小应用系统 AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的单片机，其指令集和传统的51单片机指令集是一样的。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。 1 AT89C51主要性能： （1） 与MCS-51 兼容 （2） 4K字节可编程FLASH存储器(寿命：1000写/擦循环) （3） 全静态工作：0Hz-24KHz （4） 三级程序存储器保密锁定 （5） 128*8位内部RAM （6） 32条可编程I/O线 （7） 两个16位定时器/计数器 （8）  6个中断源 （9） 可编程串行通道 （10）低功耗的闲置和掉电模式 （11）片内振荡器和时钟电路 2 AT89C51管脚图： AT89C51管脚图如图3.3 3 AT89C51引脚功能 P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。 P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。 P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。   P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。 P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下所示： P3.0 RXD（串行输入口） P3.1 TXD（串行输出口） P3.2 /INT0（外部中断0） P3.3 /INT1（外部中断1） P3.4 T0（记时器0外部输入） P3.5 T1（记时器1外部输入） P3.6 /WR（外部数据存储器写选通） P3.7 /RD（外部数据存储器读选通） 4 芯片擦除：   整个PEROM阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合，并保持ALE管脚处于低电平10ms 来完成。在芯片擦操作中，代码阵列全被写“1”且在任何非空存储字节被重复编程以前，该操作必须被执行。 此外，AT89C51设有稳态逻辑，可以在低到零频率的条件下静态逻辑，支持两种软件可选的掉电模式。在闲置模式下，CPU停止工作。但RAM，定时器，计数器，串口和中断系统仍在工作。在掉电模式下，保存RAM的内容并且冻结振荡器，禁止所用其他芯片功能，直到下一个硬件复位为止 3.1.3 单片机I/O口管脚分配 由单片机外部接线可知，I/O口管脚分配情况如下： P1.0与报警装置相连，当输液出现异常或报警键被按下时，P1.0口会有一个高电平，驱动报警装置。 P1.1是加健按钮的输入，当检测到加键被按下，P1.1输入一个低电平，设定值加一。 P1.2是减健按钮的输入，当检测到减键被按下，P1.2输入一个低电平，设定值加一。 P1.3是加健按钮的输入，当检测报警键被按下，P1.3输入一个低电平，给P1.0一个高电平，触发报警装置。 P1.4—P1.6为步进电动机的脉冲输入端，通过轮流置一来控制电动机的旋转和转向。 P1.7为数据采集端口，当有脉冲经过时，就会给P1.7一个高电平信号，从而进行脉冲计数，计算流速。 P3口是与上位机的通信端口 P0.0—P0.5是显示器的位控制端口 P2.0—P2.3是显示数据的输出口 3.2 执行机构 本设计的执行机构采用的是步进电机。单片机控制步进电动机，主要任务是： 按相序输入脉冲以实现电机转动方向控制。每输入一个脉冲电机沿选择方向前进一步，每前进一步电机转动一个固定角度。从这个意义上讲，电机也是一个数字/角度转换器。 3.2.1 步进电动机概述 步进电动机是一种将脉冲信号变换成相应的角位移(或线位移)的电磁装置，是一种特殊的电动机。一般电动机都是连续转动的，而步进电动机则有定位和运转两种基本状态，当有脉冲输入肘步进电动机一步一步地转动，每给它一个脉冲信号，它就转过一定的角度。步进电动机的角位移量和输入脉冲的个数严格成正比，在时间上与输入脉冲同步，因此只要控制输入脉冲的数量、频率及电动机绕组通电的相序，便可获得所需的转角、转速及转动方向。在没有脉冲输入时，在绕组电源的激励下气隙磁场能使转子保持原有位置处于定位状态。   在电动机定子上有A、B、C三对磁极，磁极上绕有线圈，分别称之为A相、B相和C相，而转子则是一个带齿的铁心，这种步进电动机称之为三相步进电动机。如果在线圈中通以直流电，就会产生磁场，当A、B、C三个磁极的线圈依次轮流通电，则A、B、C三对磁极就依次轮流产生磁场吸引转子转动。定子各相轮流通电一次转子转过一个齿。这样按A→B→C→A→B→C→A→…次序轮流通电，步进电动机就一步一步地按逆时针方向旋转。如果把步进电动机通电线圈转换的次序倒过来换成A→C→B→A→C→B→…的顺序，则步进电动机将按顺时针方向旋转，所以要改变步进电动机的旋转方向可以在任何一相通电时进行。   步进电动机已成为除直流电动机和交流电动机以外的第三类电动机。传统电动机作为机电能量转换装置，在人类的生产和生活进入电气化过程中起着关键的作用。可是在人类社会进入自动化时代的今天，传统电动机的功能已不能满足工厂自动化和办公自动化等各种运动控制系统的要求。为适应这些要求，发展了一系列新的具备控制功能的电动机系统，其中较有自己特点，且应用十分广泛的一类便是步进电动机。 3.2.2 步进电机控制原理 步进电机是数字控制电机，它将脉冲信号转变成角位移，即给一个脉冲信号，步进电机就转动一个角度，因此非常适合于单片机控制。步进电机可分为反应式步进电机（简称VR）、永磁式步进电机（简称PM）和混合式步进电机（简称HB）。 步进电机区别于其他控制电机的最大特点是，它是通过输入脉冲信号来进行控制的，即电机的总转动角度由输入脉冲数决定，而电机的转速由脉冲信号频率决定。 步进电机的驱动电路根据控制信号工作，控制信号由单片机产生。其基本原理作用如下： (1)控制换相顺序 通电换相这一过程称为脉冲分配。例如：三相步进电机的三拍工作方式，其各相通电顺序为A-B-C－A,通电控制脉冲必须严格按照这一顺序分别控制A,B,C,A相的通断。 (2)控制步进电机的转向 如果给定工作方式正序换相通电，步进电机正转，如果按反序通电换相，则电机就反转。 (3)控制步进电机的速度 如果给步进电机发一个控制脉冲，它就转一步，再发一个脉冲，它会再转一步。两个脉冲的间隔越短，步进电机就转得越快。调整单片机发出的脉冲频率，就可以对步进电机进行调速。 表3.1步进电机控制原理r 方式 步序 控制位 通电绕组 控制字 三 相 单 三 拍 式 1步 2 步 3 步 P1.6 P1.5 P1.4 C相 B相 A相 0 0 1 0 1 0 1 0 0 A相 B相 C相 01H 02H 03H 根据上表，单三拍相序为 A—>B—>C—>A时电机正转，反之A<—B<—C<—A则电机反转。本题设计的关键是控制电机的旋转方向和步数，把调节的最小绝对误差控制在预置数M×10%±1滴 图3.4 步进电动机控制电路图 3.3 数据采集模块及工作原理 采集部分采用红外传感技术实现对滴斗中点滴的检测，电路如图3.5所示。比较器LM311的门限电压为可调电压，可提供0.8 V——5V的电压，以适应不同环境。当无点滴经过红外传感器感应区时，接收管导通，Vi输出低电平，低于比较器的门限电压V-，V1输出低电平。当点滴经过感应区时，红外发射管发出的光线在一个短暂的时间内被阻挡，接收管出现一个短暂的截止，Vi输出电平产生一个上升沿，高于比较器的门限电压V-，比较器输出一个高电平脉冲给单片机，触发单片机计数，达到了单位时间内计数的目的。 图3.5数据采集装置 发光二极管发射的光束经过茂菲氏管的液滴滴落线投射到光敏三极管的感光面，结构图如3.6所示，在没有液滴滴落时，光敏三极管接收到的光照度最大，产生的光生电流也最大;当有液滴滴落时，由于液滴的光学特性，使光束发散，投射到光敏三极管上的光照度将下降，从而使光敏管光生的电流下降，由于不同类型的药液(透明、半透明和不透明)液滴的光学特性不同，形成如图3.7所示的不同幅度的负脉冲，只要检测光电三极管的输出电流脉冲，就可以探测出有无液滴的通过。 图3.6 采集装置结构图 图3.7 数据采集装置输出波形 3.3.1 红外发光二极管和光敏三极管 光电传感器由发光源和受光器两部分组成。发光源常用砷化镓红外发光二极管，发光源引出的管脚为输入端。常用的受光器有光敏三极管、光敏晶闸管和光敏集成电路等。受光器引出 的管脚为输出端。光耦合器利用电---光----电两次转换的原理，通过光进行输入与输出之间的耦合。 3.3.2 红外发光二极管主要参数 砷化镓红外发光二极管主要用于光电输入机及光电读出装置的光源，光电控制以及光电耦合的红外光源，采用环氧树脂全包封，下表列出了砷化镓红外发光二极管的主要性能参数，根据性能参数进行液体点滴速度检测电路的设计。 表3.2 红外发光二极管主要参数 HG313S参数 数值 HG313S参数 数值 最大功率（mw） 75 发射功率(mw) >2 最大正向电流(mA) 50 发光峰值波长(nm) 940 正向压降(v) ≤1.5 半峰宽度(A) ≤400 反向电流(ｕA) ≤50 结电容(pf) ≤100 反向耐压(v) ≥5 截止频率(mHZ) ≥1 3.3.3 光敏三极管的主要参数 硅光敏三极管用于近红外光探测器，以及光耦合，特性识别，过程控制等方面。用陶瓷底座环氧封装，下表列出了硅光敏三极管的主要性能参数，根据性能参数进行液体点滴速度检测电路的设计。 表 3.3光敏三极管的主要参数 参数 符号 额定值 工作温度(℃) Topr -65 ~ +125 存储温度(℃) Tstg -65 ~ +150 集射极击穿电压(v) Vceo 45 集电极基极击穿电压(v) Vcbo 45 发射极基极击穿电压(v) Vebo 5 功率损耗(mW) Pd 300 集电极电流(mA) Ic 1.0 饱和电压(v) Vce 0.4 峰值波长(nm) λ 940 开启时间(µs) Ton 8 切断时间(µs) Toff 7 3.4 电源模块 监控系统采用电池供电，可满足室内走动的需要。为保证输液正常工作，电源电路中还配有电池电量检测装置，在电池电量比较低，可能会影响到输液正常工作的情况下及时报警，提醒更换电池。由于单片机和显示器都需要5V左右电源，而nRF905需要3.6V电源，所以这里在做电路板时采用留插槽的方式，提供5V电源，然后通过DC—DC芯片MRCLD33B得到3.6V电源。 与监控电脑相连接的电路由电脑供电。单片机和RS-232C接口需要5V电源，而nRF905需要3.6V电源，所以也要通过芯片MRCLD33B得到3.6V电源。 3.5 声报警模块 报警电路如图3.8所示，直接接在单片机的P1.0脚，在输液前，根据病人情况设定输液速度，当点滴的速度低于20滴/分或高于150滴/分时，单片机发出信号使P1.0出现高电平，触发蜂鸣器报警装置，蜂鸣器发出响声。如有人按报警按钮，I/O口也会输出高电平，触发蜂鸣器报警，提醒医护人员和受液人采取相应措施，避免危险事故发生。如10秒后仍然无人处理，则关闭输液器。保证病人安全。 图3.8 报警电路 3.6 复位电路 此系统采取的是手动复位，按下复位按钮，在RST端就会产生高电位，持续2个机械周期，系统就会复位。电路图如图3.9： 图3.9复位电路 3.7 显示模块 在单片机应用系统中，通常都要有人机对话功能。它包括人对应用系统的状态干预和数据输入以及应用系统向人报告运行和运行结果。显示模块就是单片机向人汇报运行情况的工具。 在单片机系统中,常用的显示器有: （1）发光二极管显示器,简称LED(Light Emitting Diode); （2）液晶显示器,简称LCD(Liquid Crystal Display); （3）荧光管显示器，简称CRT。近年来也开始使用简易的CRT接口,显示一些汉字及图形。 LED就能满足显示的要求，所以本设计采取LED显示 3.7.1 LED显示器的结构 LED显示器是单片机应用系统中常用的价廉输出设备。它是由若干个发光二极管组成的,当发光二极管导通时,相应的一个点或一个笔画发亮。控制不同组合的二极管导通,就能显示出各种字符。 LED数码管的外形如图3.10所示： 图3.10 LED外形 发光二极管的阳极连在一起的称为共阳极显示器,阴极连在一起的称为共阴极显示器。结构图如图3.11(a),(b)所示 (a) 共阳极接法 (b)共阴极接法 图3.11 LED显示器接法 对于共阴极LED,欲点亮的段在字节中所处的位为“1”,对于共阳极LED,欲点亮的段在字节中所处的位为“0”，本设计采取的是共阴极接法。 表3.4 LED共阴/共阳段选编码表 显示字符 共阴极字型码 共阳极字型码 显示字符 共阴极字型码 共阳极字型码 0 3FH C0 C 39H C6H 1 06H F9H D 5EH A1H 2 5BH A4H E 79H 86H 3 4FH B0H F 71H 8EH 4 66H 99H P 73H 8CH 5 6DH 92H U 3EH C1H 6 7DH 82H I 31H CEH 7 07H F8H Y 6EH 91H 8 7FH 80H H 76H 89H 9 6FH 90H L 38H C7H A 77H 88H 空格 00H FFH B 7CH 83H 3.7.2 LED显示器的显示方法 LED显示器有静态显示和动态显示两种显示方式，本设计采取的是动态显示， （1）LED静态显示方式 所谓静态显示，就是当显示器显示某一个字符时，相应的发光二极管恒定地导通或截止，例如七段显示器的a,b,c,d,e,f导通，g截止，显示0。这种显示方式每一位都需要有一个８位输出口控制。 （2）LED动态显示方式 扫描显示方式,即在某一时刻,只让某一位的位选线处于选通状态,而其它各位的位选线处于关闭状态,同时,段选线上输出相应位要显示字符的字型码,这样同一时刻,4位LED中只有选通的那一位显示出字符,而其它三位则是熄灭的。 由于人眼有视觉暂留现象,只要每位显示间隔足够短,则可造成多位同时亮的假象,达到显示的目的。本设计采取的是动态显示。 3.7.3 7段译码器CD4511 CD4511是七段码十六进制锁存译码驱动芯片，它能将四位二进制数编码转换位七段LED显示器的字段码，同时具有锁存和驱动能力。CD4511管脚配置如图3.12所示： 图3.12 CD4511管脚图 A，B，C，D— BCD码输入端 LE—锁存允许端，当LE=0时，4位BCD码进入锁存器，当LE=1时，输入的数据被锁存，其逻辑图如图3.13所示： /LT 和/BI的功能如表3.5所示，a~g的七段码输出端。 图3.13 CD4511逻辑图 表3.5 CD4511真值表 输入 输出 LE /BI /LT D C B A a b c d e f g 显示 * * 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 * 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 * * * * * * * * 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 * * * * 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 . B 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 . 3.7.4 显示模块电路设计 电路图如图3.14所示，显示模块有六位数码管组成，七段译码器CD4511作为数码管的驱动器。P0.0~P0.5作为六位数码管的位选信号，接在CD4511锁存允许端LE，当P0.0~P0.5某位为低信号时，当LE=0时，控制相应的CD4511工作，4位BCD码进入锁存器，从而显示相应数字。 图3.14显示模块电路图 3.8 键控模块 根据功能上的需要，本输液监护器的键控模块主要用来进行参数设置。使用前可设定液滴，在输液时可随时暂停输液，并可以在任意时刻重新启动继续输液。为提高安全性，还有异常情况造成的流速过快或停止时的报警装置。这样完成所有操作总共需要四个键。复位要占用一个键，病人紧急呼救要占用一个键。速度设定可以采取加减得方式，先在内部设定一个初始值，然后通过加和减的方式改变数值。这样就用到一个加键和一个减键。单片机的I/O口丰富，因此四个键直接接在单片机的I/O口上，采取循环扫描的工作方式，当某一按键被按下时，键盘接地电路导通相应I/O口由高电平下降为低电平，此时单片机系统监测到P1口相应位的电平变化执行相应的子程序，本程序中子程序为对P2口送出所键入数字的四位二进制代码，作为CC4511译码器的输入信号驱动数码管。例：按下按加键则P1.1由高电平下降为低电平，单片机系统扫描P1口监测到p1.1的变化执行子程序。 图3.15键盘电路 3.9 通信模块 单片机和监控电脑的连接采用的是无线通信方式，监控电脑能检测并设定输液器的输液速度，并实现远距离的控制。通信芯片采用了无线通信芯片nRF905。 nRF905可以直接与单片机连接，所以从机控制模块AT89C51可直接与nRF905连接。而监控电脑不能与nRF905直接相连，这就需要nRF905先与AT89C2051相连，在通过RS232接口与监控电脑实现连接。 通信接口芯片采取的是MAX232，它主要实现AT89C2051的接口与RS232之间的电平转换，芯片内部有一个电源变换电路，可把输入的+5V电源电压变换成RS232C输出电平所需的—12V~ +12V的电压，所以此芯片接口的串行通信系统只需+5V电源就可以了。 3.9.1 nRF905芯片结构、引脚介绍及工作模式 1) 芯片结构 nRF905片内集成了电源管理、晶体振荡器、低噪声放大器、频率合成器功率放大器等模块，曼彻斯特编码/解码由片内硬件完成，无需用户对数据进行曼彻斯特编码，因此使用非常方便。nRF905的详细结构如下图3.16所示： 2) 引脚介绍 表3.6 nRF905引脚 引脚 名称 引脚功能 描述 1 TRX_CE 数字输入 使nRF905工作与接受或发送状态 2 PWR_UP 数字输入 工作状态选择 3 uPCLK 时钟输入 输出时钟 4 VDD 电源 电源正端 5 VSS 电源 电源地 6 CD 数字输入 载波检测 7 AM 数字输入 地址匹配 8 DR 数字输入 数据准备好 10 MISO SPI输入 SPI输出 11 MOSI SPI输入 SPI输入 12 SCK SPI时钟 SPI时钟 13 CSN SPI片选 SPI片选，低有效 14 XC1 模拟输入 晶振输入引脚1 15 XC2 模拟输出 晶振输入引脚2 19 VDD_PA 输出电源 给功率放大器提供1.8V的电压 20 ANT1 射频 天线接口1 21 ANT2 射频 天线接口2 23 IREF 模拟输入 参考输入 31 VDD_1V2 电源 低电压正数字输入 32 TX_EN 数字输入 =1，发送模式；=0，接受模式 3) 工作模式 nRF905有两种工作模式和两种节能模式。两种工作模式分别是ShockBurstTM接收模式和ShockBurstTM发送模式，两种节能模式分别是关机模式和空闲模式。nRF905的工作模式由TRX_CE、TX_EN和PWR_UP三个引脚决定，详见表3.7。 表3.7 nRF905工作模式 PWR_UP TRX_CE TX_EN 工作模式 0 × × 关机模式 1 0 × 空闲模式 1 1 0 射频接受模式 1 1 1 射频发送模式 (1) ShockBurstTM模式 与射频数据包有关的高速信号处理都在nRF905片内进行，数据速率由微控制器配置的SPI接口决定，数据在微控制器中低速处理，但在nRF905中高速发送，因此中间有很长时间的空闲，这很有利于节能。由于nRF905工作于ShockBurstTM模式，因此使用低速的微控制器也能得到很高的射频数据发射速率。在ShockBurstTM接收模式下，当一个包含正确地址和数据的数据包被接收到后，地址匹配(AM)和数据准备好(DR)两引脚通知微控制器。在ShockBurstTM发送模式，nRF905自动产生字头和CRC校验码，当发送过程完成后，数据准备好引脚通知微处理器数据发射完毕。由以上分析可知，nRF905的ShockBurstTM收发模式有利于节约存储器和微控制器资源，同时也减小了编写程序的时间。下面具体详细分析nRF905的发送流程和接收流程。 a 发送流程 典型的nRF905发送流程分以下几步： A. 当微控制器有数据要发送时，通过SPI接口，按时序把接收机的地址和要发送的数据送传给nRF905，SPI接口的速率在通信协议和器件配置时确定； B. 微控制器置高TRX_CE和TX_EN，激发nRF905的ShockBurstTM发送模式; C. nRF905的ShockBurstTM发送： (1) 射频寄存器自动开启； (2)数据打包(加字头和CRC校验码)； (3)发送数据包； (4)当数据发送完成，数据准备好引脚被置高； D. AUTO_RETRAN被置高，nRF905不断重发，直到TRX_CE被置低； E. 当TRX_CE被置低，nRF905发送过程完成，自动进入空闲模式。 ShockBurstTM工作模式保证，一旦发送数据的过程开始，无论TRX_EN和TX_EN引脚是高或低，发送过程都会被处理完。只有在前一个数据包被发送完毕，nRF905才能接受下一个发送数据包。 b 接收流程 A. 当TRX_CE为高、TX_EN为低时，nRF905进入ShockBurstTM接收模式； B. 650us后，nRF905不断监测，等待接收数据； C. 当nRF905检测到同一频段的载波时，载波检测引脚被置高； D. 当接收到一个相匹配的地址，地址匹配引脚被置高； E. 当一个正确的数据包接收完毕，nRF905自动移去字头、地址和CRC校验位，然后把数据准备好引脚置高 F. 微控制器把TRX_CE置低，nRF905进入空闲模式； G. 微控制器通过SPI口，以一定的速率把数据移到微控制器内； H. 当所有的数据接收完毕，nRF905把数据准备好引脚和地址匹配引脚置低； I. nRF905此时可以进入ShockBurstTM接收模式、ShockBurstTM发送模式或关机模式。 当正在接收一个数据包时，TRX_CE或TX_EN引脚的状态发生改变，nRF905立即把其工作模式改变，数据包则丢失。当微处理器接到地址匹配引脚的信号之后，其就知道nRF905正在接收数据包，其可以决定是让nRF905继续接收该数据包还是进入另一个工作模式。 (2) 器件配置 所有配置字都是通过SPI接口送给nRF905。SIP接口的工作方式可通过SPI指令进行设置。当nRF905处于空闲模式或关机模式时，SPI接口可以保持在工作状态。 a SPI接口配置 SPI接口由状态寄存器、射频配置寄存器、发送地址寄存器、发送数据寄存器和接收数据寄存器5个寄存器组成。状态寄存器包含数据准备好引脚状态信息和地址匹配引脚状态信息；射频配置寄存器包含收发器配置信息，如频率和输出功能等；发送地址寄存器包含接收机的地址和数据的字节数；发送数据寄存器包含待发送的数据包的信息，如字节数等；接收数据寄存器包含要接收的数据的字节数等信息。 b 射频配置 射频配置寄存器和内容如表3.8所示： 表3.8射频配置寄存器 名称 位宽 描述 CH_NO 9 和HFREQ_PLL一起进行频率设置（默认值为001101100=108） HFREQ_PLL 1 使PLL工作于433或868/915MHZ（默认值为0） ‘0’- 工作于433MHZ频段;‘1’- 工作于868/915MHZ频段 PA_PWR 2 输出功率（默认值为00） RX_RED_PWR 1 接受方式节能端，该位高时，接受工作电流为1.6mA，同时灵敏度也降低 AUTO_RETRAN 1 自动重发位，只有当TRX_CE和TXEN为高时才生效 RX_AFW 3 接受地址宽度（默认值为100），‘001’- 1byteRX地址; ‘100’- 4byteRX地址 TR_AFW 3 发送地址宽度（默认值为100），‘001’- 1byteTX地址; ‘100’- 4byteTX地址 RX_PW 6 发送数据宽度（默认值为100000） ‘000001’- 1byte发送数据宽度； ‘000010’- 2byte发送数据宽度 ‘100000’- 32byte发送数据宽度 TX_PW 6 接受数据宽度（默认值为100000） ‘000001’- 1byte接受数据宽度； ‘000010’- 2byte接受数据宽度 ‘100000’- 32byte接受数据宽度 RX_ADDRESS 32 发送地址标识（默认值为E7E7E7E7） UP_CLK_FREQ 2 输出时钟频率（默认为11） ‘00’- 4MHZ; ‘01’- 2MHZ; ‘10’- 1MHZ; ‘11’- 500KHZ UP_CLK_EN 1 输出时钟使能 XOF 3 晶振频率端，必须与外部晶振频率相对应（默认值为100） ‘000’- 4MHZ ; ‘001’- 8MHZ； ‘010’- 12MHZ； ‘011’- 16MHZ；‘100’-20MHZ CRC_EN 1 CRC校验使能端，高为使能，默认值为高 CRC_MODE 1 CRC方式选择端，高位16位，低为8位，默认值为高 射频寄存器的各位的长度是固定的。然而，在ShockBurstTM收发过程中，TX_PAYLOAD、RX_PAYLOAD、TX_ADDRESS和RX_ADDRESS 4个寄存器使用字节数由配置字决定。nRF905进入关机模式或空闲模式时，寄存器中的内容保持不变。 采取多机串行通信，系统中只有一个主机，有多个从机，主机发送的信息可传到各个从机或指定的从机。而各个从机发送的信息只能被主机接受。 3.9.2通信协议 主站与从站之间要通信，必需遵从一定的协议，这里模仿总线型以太网网络拓扑构建由一个主站及16个从站构成的虚拟局域网。 1) 地址FFH是对所有从机都起作用的一条控制命令：命令各从机恢复SM2=1的状态。 2)主机发送的控制命令代码为： 00H：要求从机接受数据块 01H：要求从机发送数据块；其他：非法指令。 3) 数据块长度：16个字节。 4) 从机状态字格式为： D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 ERR 0 0 0 0 0 trdy rrdy 其中：若err=1，表示从机接受到非法命令；若trdy =1，表示从机发送准备就绪； rrdy=1。 多机通信实现过程如下； 1) 准备阶段 首先定义从机地址；置SM2=1；REN=1允许串行口中断。 2) 通信阶段 主机发送的地址信息的特征是串行数据的第9位为1，而发送的数据信息的特征是串行数据的第9位为0。对于从机就要利用SM2来确认主机是否在呼叫自己。从机处于接收时，置SM2=1，然后根据接收到的串行数据的第9位的值来确定是否接收主机信号。 4 输液监护器的软件设计 本设计只对从机部分进行程序设计，主程序框图如图4.1所示： 图4.1主程序框图 4.1 检测程序 本系统采用光电开关采集信号，当有液滴通过P1.7产生一个脉冲，这样就可以通过纪录两滴液体间的时间，经运算就可以得到液滴的速度，流程图如下： 图4.2 检测程序框图 ORG 0000H JMP BEGIN ORG 000BH AJMP CTC0 ORG 0100H BEGIN: MOV 33H,#0CH ;设定初始流速60滴/分 MOV 34H,#03H MOV 35H,#00H START ： MOV TMOD，#01H MOV TH0， #D8H ；定时10毫秒 MOV TL0， #F0H MOV 25H， #00H SETB EA SETB ET0 HERE1： JB P1.7 REL1 SJMP HERE1 REL1： SETB TR0 HERE2: JB P1.7 REL2 SJMP HERE2 REL2: CLR TR0 速度计算：MOV A, #60 MOV B,#100 MUL AB MOV R2 B MOV R3 A DIVD: CJNE R3 25H DIVD1 DIVD1: JC DIVD2 INC 26H SUBB R3,25H DIVD2: SUBB R3,25H DJNZ R2 DIVD 二进制转化BCD码 MOV A，26H MOV B，#100 DIV AB MOV 35H，A MOV A，B MOV B，#10 DIV AB MOV 34H，A MOV 33H，B CALL DIS CTCO： MOV TH0，#D8H MOV TL0，#F0H INC 25H RETI 4.2 电机控制子程序 实际检测值和设定值已经被转换成BCD码存在30H到35H单元，其中30H到32H是实际值的从低到高位，33H到35H是设定值的从低到高位。电动机的控制就是将实际值和设定值相比较，如果在误差允许范围，电动机无动作，如果实际值小于设定值且差值大于误差允许范围，则电动机正传，反之电动机反转。 图4.3电机控制程序框图 COMP: MOV A,32H ；实际值和检测值比较 CJNE A,35H,COMP1 MOV A,31H CJNE A,34H,COMP1 MOV A,30H CJNE A,33H,COMP1 AJMP STOP COMP1: JC UP JNC DOWN UP： SETB P1.4 ；电机正转 CLR P1.5 CLR P1.6 SETB P1.5 CLR P1.6 CLR P1.4 SETB P1.6 CLR P1.4 CLR P1.5 AJMP COMP DOWN: SETB P1.4 ；电机反转 CLR P1.5 CLR P1.6 SETB P1.6 CLR P1.5 CLR P1.4 SETB P1.5 CLR P1.4 CLR P1.6 AJMP COMP STOP: CLR P1.4 电机停止 CLR P1.5 CLR P1.6 AJMP GOOUT 4.3 显示子程序 LED显示器要显示的内容是检测速度和设定速度， 六位数码管（右起）位选代码分别为：FEH(11111110), FD(1111101) ,FBH(11111011)，F7H(11110111),EFH(11101111),DFH(11011111)。 图4.4 显示程序框图 DIS: MOV R0， #40H ; 装位码 MOV @R0， #FEH INC R0 MOV @R0， #FDH INC R0 MOV @R0， #FBH INC R0 MOV @R0， #F7H INC R0 MOV @R0， #EFH INC R0 MOV @R0， #DFH DIS1: MOV R0， #30H MOV R1， #40H MOV R7， #06H XS1: MOV P2， #0FFH MOV P0， #0FFH MOV A， @R0 MOV P2， A MOV A， @R1 MOV P0， A INC R0 INC R1 DJNZ R7, XS1 RET 4.4 键盘程序 系统除复位键外扩展了三个键，其功能分别为“加减”，“减键”和报警键，先采用查询检测有无按键，再转入不同功能程序段，加减键功能程序是通过对设定单元的数值进行加1和减1操作来实现，当有人按报警键时，警报响起，10秒内如果还没有人处理，就停止警报，通过修改设定值为0的方式来停止滴液，以保证病人安全。 图4.5 键盘程序框图 GOOUT： MOV A，P1 JNB ACC.1，PP1 JNB ACC.2，PP2 JNB ACC.3，PP3 LJMP START PP1： INC 33H MOV A，33H CJNE A，#0AH，PP12 LJMP GOOUT PP12： MOV 33H，#00H INC 34H MOV A， 34H CJNE A，#0AH，PP13 LJMP GOOUT PP13： MOV 34H，#00H INC 35H LJMP GOOUT PP2： DEC 33H MOV A，33H CJNE A，#00H，PP22 LJMP GOOUT PP22： MOV 33H，#09H DEC 34H MOV A， 34H CJNE A，#00H，PP13 LJMP GOOUT PP23： MOV 34H，#09H DEC 35H LJMP GOOUT PP3： SETB P1.0 LCALL DLY10S CLR P1.0 MOV 33H，#OOH MOV 34H，#OOH MOV 35H，#OOH LJMP GOOUT DLY10S: MOV R0,#200 DLOP1: CALL DLY25m CALL DLY25m DJNZ R0,DLOP1 RET DLY25m: MOV R1,#250 DLOP: CALL DLY10µ CALL DLY10µ DJNZ R1,DLOP RET DLY10µ: NOP NOP NOP NOP NOP NOP NOP NOP NOP RET 5 试验及结果分析 5.1 试验过程 1) 测试条件： 测试点环境温度：25°C 2) 测试仪器： PC机 （AMD Athlon(tm) XP 1600+，256DDR） DF1731SL1ATA型直流稳压电源 TDS1002示波器 CA1640P—20型函数发生器 FLUKE 17B型万用表（带温度测量功能） ZSD-803A型秒表 3) 测试方法与结果 a 点滴速度测试 根据在一定时间内下落的点滴数可以近似确定点滴的速度。在测试设定功能时，通过键盘输入要设定的值，按“OK”键便可。系统会自动调整至所需的滴速。相关测试结果如图5.1所示。 图5.1　点滴速度测量曲线 从图中曲线可以看出，用红外对管测得的点滴速度与实际的点滴速度十分接近，速度误差不大于2滴/分。 表5.1 点滴速度设定及相关稳定时间测量 次 数 当前值 设定值 稳定时 显示值 稳定时实际值 稳定时间 误 差(滴/分) 1 171 20 19 20 1′50″ 1 2 20 150 150 152 1′40″ 2 3 150 70 70 71 57″ 1 4 71 80 82 83 11″ 1 5 82 20 21 21 51″ 0 6 21 25 25 26 10″ 1 7 25 50 50 51 16″ 1 从上表可以看出，不论是在全量程范围内，还是在一个较小的调整范围内，测量误差都远小于题目要求的设定值的±10%±1滴。同时稳定时间也小于题目要求的3分钟。此项功能达标。 b 报警功能测试： 报警键被按下时，报警装置正常工作，此功能正常。 从以上各测试过程可以看出，本系统已完成题目要求的所有基本功能。 5.2 测试结果分析 从以上测试结果可以看出，本系统已基本完成题目中的各项要求，其中点滴速度的测量比较精确，在全量程内其误差小于3(滴/分)。设置点滴速度功能中，控制精度在全量程范围内优于2(滴/分)，但是还是有一定的误差，经分析主要是由以下原因造成的： 1) 由于瓶中的水不断减少，造成水滴的下落速度不均匀。 2) 在测量水滴的实际滴速时，是通过控制秒表计时来获得时间数据，数出这一段时间内的点滴数计算出来的，由于人在计数及控制秒表时都有误差，这也是引入测量误差的一个原因。 3) 中断处理的进入和中断处理程序都会有一定时间的延时，这也是造成测量误差的一个因素。 4) 输液导管的滴斗侧壁飞溅有微小的液滴，对发射管与接受管有影响。 6 输液监护器的抗干扰措施 输液监护器的核心部件是单片机，所以输液监护器的抗干扰措施主要是针对单片机。 6.1 单片机抗干扰的概述 随着单片微机在各个领域中的应用越来越广泛，对其可靠性要求也越来越高。单片机系统的可靠性由多种因素决定，其中系统抗干扰性能是可靠性的重要指标。对于工作环境有强烈的电磁干扰，必须采取抗干扰措施，否则难以稳定、可靠运行。 干扰一般是以脉冲形式进入微机系统，渠道主要有三条， 1) 空间干扰(场干扰)，电磁信号通过空间辐射进入系统。 2) 过程通道干扰，干扰通过与系统相连的前向通道、后向通道及与其它系统的相互通道进入。 3) 供电系统干扰，电磁信号通过供电线路进入系统。 6.2 输液监护器的抗干扰措施 1) 光电隔离 在输入和输出通道上采用光电隔离器来进行信息传输是很有好处的，它将微机系统与各种传感器、开关、执行机构从电气上隔离开来，很大一部分干扰将被阻挡。输液监护器的干扰主要是步进电动机，所以这里采取光电隔离，从而减少步进电动机对仪器的干扰。 2) 良好接地 本系统既有模拟电路又有数字电路，因此数字地与模拟地要分开，最后只在一点相连，如果两者不分，则会互相干扰。 3) 人工复位 对于失控的CPU，最简单的方法是使其复位，程序自动从0000H开始执行。为此只要在单片机的RESET端加上一个高电平信号，并持续10ms以上即可。 7 结论 本设计经过三个月的努力，基本达到了预期的设计要求，本文设计的输液监护器是以单片机AT89C51为核心的智能化仪器，主要工作包括硬件和软件设计两大部分，总结如下: (1) 监护器完成了红外检测的数据信号采集、数据实时显示、意外情况智能报警等功能。 (2 )监护器的量程为255滴/分，在医疗上一般的输液范围为20-150滴/分，此速度可以满足医疗上的需要。 (3)监护器的结构简单，体积小，降低了设计成本，增加实用性，显示点滴速度及时准确，可重复性好，具有超限报警功能，增加了安全性。 (4)本仪表受外界的影响，测量过程中因该保持输液管垂直，同时发射管与接收管应该密封，避免可见光或其它光线干扰。 在设计中还要求有数据的掉电保存和电脑监控软件的开发等内容，但由于时间原因，和自己的专业水平有限，这部分任务没有完成。 随着单片机技术、微电子技术和网络技术的不断发展，医疗机构输液系统将进入一个新的发展阶段，总体来看，红外液滴检测意外情况报警系统主要的发展趋势是:通信技术和单片机技术相结合，改进系统工作能力和准确度，向着高可靠、低成本和网络化、智能化方向发展。 致 谢 本设计在导师王梅老师的悉心指导和严格要求下业已完成，从课题选择、方案论证到具体设计和调试，无不凝聚着王梅老师的心血和汗水，在此向导师表示深深的感谢和崇高的敬意。 同时也要特别感谢同学在课题早期对我的指导和帮助，由于工作原因，早期的论文是在校外完成，在此感谢所有人的热情帮助，使我顺利完成学业。 参考文献 [1] 胡乾斌.单片机微型计算机原理与应用[M].第1版.武昌：华中科技大学出版社，2003. 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AT89C2051 Microcontroller DATA BOOK[M], 1999 [15] 余永权.ATMEL89系列单片机应用技术[M]. 第1版.北京:北京航空航天大学出版社，2002 [16] 何其才.传感器及其应用电路「M].第1版.北京:机械工业出版社，2003 [17] 王国辉.智能型医用输液泵及其应用[J].物理治疗与手术治疗，2002: 56～58 附 录一： 1 AT89C51主要性能： （1） 与MCS-51 兼容 （2） 4K字节可编程FLASH存储器(寿命：1000写/擦循环) （3） 全静态工作：0Hz-24KHz （4） 三级程序存储器保密锁定 （5） 128*8位内部RAM （6） 32条可编程I/O线 （7） 两个16位定时器/计数器 （8）  6个中断源 （9） 可编程串行通道 （10）低功耗的闲置和掉电模式 （11）片内振荡器和时钟电路 2 描述 AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。 3 AT89C51的极限工作参数： 工作温度 …………………………………… -55℃ to +125℃ 储藏温度 …………………………………… -65℃ to +150℃ 任一脚对地电压 …………………………… -1.0V to +7.0V 最高工作电压 …………………………………… 6.6V 直流输出电流 …………………………………… 15.0 mA 附录二：总体程序代码 ；主程序 ORG 00000H LJMP MAIN ORG 0000BH LJMP T0INT;T0中断入口地址 ORG 00003H MAIN: MOV SP , 70H MOV DPTR , #TABLE；存入查表起始地址 MOV IE , #8AH；开放T0、T1中断 LCALL YY LCALL DS LCALL KEY ；滴速 DS: MOV TMOD , #51H；定时器T0定时方式一，T1计数方式一(01010001) MOV TL0 , #0B0H MOV TH0 , #3CH；置50ms初值 MOV 20H , #100；设置循环次数100,100*50ms=5s MOV TH1 , #00H MOV TL0 , #000H MOV 21H , #0 MOV 22H , #0；存放采集到的数据 SETB TR1；启动T1 SETB TR0；启动T0 WAIT: AJMP WAIT；等待中断 RET T0INT: ；定时5s产生中断 DJNZ 20H , NEXT1 CLR TR1；关闭T1 CLR TR0；关闭T0 MOV 21H , TL1 MOV 22H , TH1 ACALL DISPLAY AJMP EXIT NEXT1: MOV TL0 , #0B0H MOV TH0 , #3CH；继续定时 EXIT: RETI；显示 DISPLAY: MOV A , 21H；取5s计数值 MOV B , #10；16进制转换为10进制 DIV AB；A/B的商存入A，余数存入B MOV R1 , A；R1存放十位数 MOV R2 , B；R2存放个位数 ADD B , R2；相当于B*2 MOV R2 , B ADD B , R2；相当于B*4 MOV R2 , B ADD B , R2；相当于B*8 ADD B , R2；相当于B*12 ADDC A , R1；相当于A*2 MOV R1 , A ADDC A , R1；相当于A*4 MOV R1 , A ADDC A , R1；相当于A*8 ADDC A , R1；相当于A*12 MOV R1 , A；此时R1存放以分为单位的十位数 MOV R2 , B；此时R2存放以分为单位的个位数 MOV R3 , #50；设导通频率为50 LOOP1:MOV A , R2；取个位数 ACALL CHANG；调用显示 CLR P2.1；开个位显示 ACALL DLY10ms；调用延时10ms程序 SETB P2.1；开关个位显示 MOV A , R1；取十位数 ACALL CHANG；调用显示 CLR P2.0；开十位显示 ACALL DLY10ms；调用延时10ms程序 SETB P2.0；开关十位显示 RET CHANG:MOVC A , @A+DPTR；取表子程序 MOV P0 , A RET DLY10ms: MOV R6 , #20 D1: MOV R7 , #248 DJNZ R7 , $ DJNZ R6 , D1 RET；延时返回 TABLE:DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H DB 99H,92H,82H,0F8H DB 80H,90H,88H,83H DB 0C6H,0A1H,86H,8EH RET；液位 YY: JNB P1.5 , LA；检测输入信号 LA: ACALL DELLY1；延时消抖 JNB P1.5 , ALARM；再次检测，若有输入转入报警子程序 AJMP LP DELAY1:MOV R1 , 0AAH LD2: MOV R2 , 0BBH LD1: NOP DJNZ R2 , LD1 DJNZ R1 , LD2 RET；报警 ALARM: SETB P3.7；关闭正常工作指示灯 SETB P1.0；启动蜂鸣器 SD: MOV R0 , #200；延时0.1s DL: MOV R1 , #250；改变R0或R1的值可改变声音长短 DJNZ R1 , $ DJNZ R0 , DL CLR P1.0；输出方波 LJMP LIGHT LIGHT: CLR P3.6；点亮发光二极管 LCALL DELLAY2；调用延时子程序 SETB P3.6；关闭发光二极管 LCALL DELLAY2；调用延时子程序 SJMP LIGHT；二极管循环点亮与熄灭 DELAY2: MOV R7 , #200；延时0.1s DL: MOV R6 , #250；改变R0或R1的值可改变二极管亮灭时间长短 DJNZ R6 , $ DJNZ R7 , DL RET JNB P1.6 , ALARM；检测是否停止报警 CLR P1.0；关闭蜂鸣器 SETB P3.6；关闭发光二极管 CLR P3.7；开正常工作指示灯 RET KEY: JNB P1.7 , ALARM；检测是否紧急呼叫 RET 附录三：主站硬件电路图 从站硬件电路 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作 者 签 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 ​​​​​​​​​​​​ 指导教师签名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 使用授权说明 本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 ​​​​​​​​​​​​ 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权　　 　 　大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名： 日期： 年 月 日 导师签名： 日期： 年 月 日 指导教师评阅书 指导教师评价： 一、撰写（设计）过程 1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、论文（设计）质量 1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、论文（设计）水平 1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建议成绩：□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所选等级前的□内画“√”） 指导教师： （签名） 单位： （盖章） 年 月 日 评阅教师评阅书 评阅教师评价： 一、论文（设计）质量 1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、论文（设计）水平 1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建议成绩：□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所选等级前的□内画“√”） 评阅教师： （签名） 单位： （盖章） 年 月 日 教研室（或答辩小组）及教学系意见 教研室（或答辩小组）评价： 一、答辩过程 1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、对答辩问题的反应、理解、表达情况 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、学生答辩过程中的精神状态 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、论文（设计）质量 1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、论文（设计）水平 1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 评定成绩：□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所选等级前的□内画“√”） 教研室主任（或答辩小组组长）： （签名） 年 月 日 教学系意见： 系主任： （签名） 年 月 日 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行的研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经特别注明引用的内容和致谢的地方外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明并表示感谢。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者（本人签名）： 年 月 日 学位论文出版授权书 本人及导师完全同意《中国博士学位论文全文数据库出版章程》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库出版章程》(以下简称“章程”)，愿意将本人的学位论文提交“中国学术期刊（光盘版）电子杂志社”在《中国博士学位论文全文数据库》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库》中全文发表和以电子、网络形式公开出版，并同意编入CNKI《中国知识资源总库》，在《中国博硕士学位论文评价数据库》中使用和在互联网上传播，同意按“章程”规定享受相关权益。 论文密级： □公开 □保密（___年__月至__年__月）(保密的学位论文在解密后应遵守此协议) 作者签名：_______ 导师签名：_______ _______年_____月_____日 _______年_____月_____日 独 创 声 明 本人郑重声明：所呈交的毕业设计(论文)，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。 本声明的法律后果由本人承担。   作者签名: 二〇一〇年九月二十日   毕业设计（论文）使用授权声明 本人完全了解滨州学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定。 本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版，同意学校保存学位论文的印刷本和电子版，或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计（论文）；同意学校在不以营利为目的的前提下，建立目录检索与阅览服务系统，公布设计（论文）的部分或全部内容，允许他人依法合理使用。 （保密论文在解密后遵守此规定）   作者签名: 二〇一〇年九月二十日 致 谢 时间飞逝，大学的学习生活很快就要过去，在这四年的学习生活中，收获了很多，而这些成绩的取得是和一直关心帮助我的人分不开的。 首先非常感谢学校开设这个课题，为本人日后从事计算机方面的工作提供了经验，奠定了基础。本次毕业设计大概持续了半年，现在终于到结尾了。本次毕业设计是对我大学四年学习下来最好的检验。经过这次毕业设计，我的能力有了很大的提高，比如操作能力、分析问题的能力、合作精神、严谨的工作作风等方方面面都有很大的进步。这期间凝聚了很多人的心血，在此我表示由衷的感谢。没有他们的帮助，我将无法顺利完成这次设计。 首先，我要特别感谢我的知道郭谦功老师对我的悉心指导，在我的论文书写及设计过程中给了我大量的帮助和指导，为我理清了设计思路和操作方法，并对我所做的课题提出了有效的改进方案。郭谦功老师渊博的知识、严谨的作风和诲人不倦的态度给我留下了深刻的印象。从他身上，我学到了许多能受益终生的东西。再次对周巍老师表示衷心的感谢。 其次，我要感谢大学四年中所有的任课老师和辅导员在学习期间对我的严格要求，感谢他们对我学习上和生活上的帮助，使我了解了许多专业知识和为人的道理，能够在今后的生活道路上有继续奋斗的力量。 另外，我还要感谢大学四年和我一起走过的同学朋友对我的关心与支持，与他们一起学习、生活，让我在大学期间生活的很充实，给我留下了很多难忘的回忆。 最后，我要感谢我的父母对我的关系和理解，如果没有他们在我的学习生涯中的无私奉献和默默支持，我将无法顺利完成今天的学业。 四年的大学生活就快走入尾声，我们的校园生活就要划上句号，心中是无尽的难舍与眷恋。从这里走出，对我的人生来说，将是踏上一个新的征程，要把所学的知识应用到实际工作中去。 回首四年，取得了些许成绩，生活中有快乐也有艰辛。感谢老师四年来对我孜孜不倦的教诲，对我成长的关心和爱护。 学友情深，情同兄妹。四年的风风雨雨，我们一同走过，充满着关爱，给我留下了值得珍藏的最美好的记忆。 在我的十几年求学历程里，离不开父母的鼓励和支持，是他们辛勤的劳作，无私的付出，为我创造良好的学习条件，我才能顺利完成完成学业，感激他们一直以来对我的抚养与培育。 最后，我要特别感谢我的导师***老师、和研究生助教***老师。是他们在我毕业的最后关头给了我们巨大的帮助与鼓励，给了我很多解决问题的思路，在此表示衷心的感激。老师们认真负责的工作态度，严谨的治学精神和深厚的理论水平都使我收益匪浅。他无论在理论上还是在实践中，都给与我很大的帮助，使我得到不少的提高这对于我以后的工作和学习都有一种巨大的帮助，感谢他耐心的辅导。在论文的撰写过程中老师们给予我很大的帮助，帮助解决了不少的难点，使得论文能够及时完成，这里一并表示真诚的感谢。 致 谢 这次论文的完成，不止是我自己的努力，同时也有老师的指导，同学的帮助，以及那些无私奉献的前辈，正所谓你知道的越多的时候你才发现你知道的越少，通过这次论文，我想我成长了很多，不只是磨练了我的知识厚度，也使我更加确定了我今后的目标：为今后的计算机事业奋斗。在此我要感谢我的指导老师——***老师，感谢您的指导，才让我有了今天这篇论文，您不仅是我的论文导师，也是我人生的导师，谢谢您！我还要感谢我的同学，四年的相处，虽然我未必记得住每分每秒，但是我记得每一个有你们的精彩瞬间，我相信通过大学的历练，我们都已经长大，变成一个有担当，有能力的新时代青年，感谢你们的陪伴，感谢有你们，这篇论文也有你们的功劳，我想毕业不是我们的相处的结束，它是我们更好相处的开头，祝福你们！我也要感谢父母，这是他们给我的，所有的一切；感谢母校，尽管您不以我为荣，但我一直会以我是一名农大人为荣。 通过这次毕业设计，我学习了很多新知识，也对很多以前的东西有了更深的记忆与理解。漫漫求学路，过程很快乐。我要感谢信息与管理科学学院的老师，我从他们那里学到了许多珍贵的知识和做人处事的道理，以及科学严谨的学术态度，令我受益良多。同时还要感谢学院给了我一个可以认真学习，天天向上的学习环境和机会。 即将结束*大学习生活，我感谢****大学提供了一次在农大接受教育的机会，感谢院校老师的无私教导。感谢各位老师审阅我的论文。 本科生毕业设计（论文）规范化要求 第一部分 学生应遵守以下规范要求 一、毕业设计论文说明 1. 毕业设计论文独立装订成册，内容包括： （1） 封面（题目、学生姓名、指导教师姓名等） （2） 中、外文内容摘要 （3） 正文目录（含页码） （4） 正文（开始计算页码） （5） 致谢 （6） 参考文献 （7） 附录 2. 中、外文内容摘要包括：课题来源，主要设计，实验方法，本人主要完成的成果。要求不少于400汉字，并译成外文。 3. 毕业设计论文页数为45页-50页。 4. 纸张要求：毕业设计说明书（论文报告）应用标准B5纸单面打字成文。 5. 文字要求：文字通顺，语言流畅，无错别字。 6. 图纸要求：毕业设计图纸应使用计算机绘制。图纸尺寸标注应符合国家标准。图纸应按“规范”叠好。 7. 曲线图表要求：所有曲线、图表、流程图、程序框图、示意图等不得徒手画，必须按国家规定标准或工程要求绘制。 8. 参考文献、资料要求：参考文献总数论文类不少于10篇、，应有外文参考文献。文献应列出序号、作者、文章题目、期刊名、年份、出版社、出版时间等。 二、外文翻译 1. 完成不少于2万印刷符的外文翻译。译文不少于5千汉字。 2. 译文内容必须与题目（或专业内容）有关，由指导教师在下达任务书时指定。 3. 译文应于毕业设计中期2月底前完成，交指导教师批改。 4. 将原文同译文统一印成B5纸规格装订成册，原文在前，译文在后。 三、形式审查 5月15日前，将毕业设计论文上交指导教师，审查不合格者，不能参加答辩。 四、准备答辩 答辩前三天，学生要将全部材料（包括光盘、论文）统一交指导教师。 关于毕业论文格式的要求 为方便统一、规范论文格式，现将学院的相关要求做如下强调、补充： 1. 基本要求 纸型： B5纸（或16开），单面打印； 页边距： 上2.54cm，下2.54cm，左2.5cm，右2.5cm； 页眉：1.5cm，页脚1.75cm，左侧装订 正文字体：汉字和标点符号用“宋体”，英文和数字用“Times New Roman”，字号小四； 图号1-1，指第1章第1个图 在图的前部要有文字说明（如图1-1所示） 表号3-5，指第3章第5个表 在表的前部要有文字说明（如表3-5所示） 图、表的标注字体大小是五号宋体 行距： 固定值20； 页码： 居中、小五、底部。 2. 封面格式 封皮： 大连理工大学城市学院（二号、黑体、居中） 本科生毕业设计（论文）（二号、黑体、居中） 学 院：（四号、黑体、居中、下划线：电子与自动化学院） 专 业：（四号、黑体、居中、下划线、专业名字之间无空格） 学 生：（四号、黑体、居中、下划线，名字是2个字的中间空1个字、3个或3个以上字的中间无空格） 指导教师：（四号、黑体、居中、下划线，名字是2个字的中间空1个字、3个或3个以上字的中间无空格，两位指导教师的中间用顿号“、”） 完成日期：（四号、黑体、居中、下划线，如：2009年5月25日） （注意：5个下划线两端也是对齐的，单倍行距） 内 封：大连理工大学城市学院本科生毕业设计（论文）（四号、黑体） 题目 （二号、黑体、居中）； 总计 毕业设计（论文） 页（五号、宋体） 表格 表（五号、宋体） 插图 幅 （五号、宋体） （注意：页数正常不少于40页，优秀论文原则上不少于45页） 3. 中外文摘要 中文摘要：标题“摘 要” （三号、黑体、居中、中间空1个字） 正文（不少于400字） 关键词 （五号、黑体）：3-5个主题词（五号），中间用分号“；”隔开。 外文摘要 （另起一页）：标题“Abstract” （三号、黑体、居中） 正文 （必须用第三人称） 关键词： Key words（五号、黑体）：3-5个主题词（五号）与中文关键词对应，中间用分号“；”隔开。 4. 目录 标题 “目录”（三号、黑体、居中）； 章标题（四号、黑体、居左）； 节标题（小四、宋体）； 页码 （小四、宋体）； 二、三级目录分别缩近1和2个字； 四级目录不在“目录”中体现，在正文中也不是单独一行，可以黑体（没有句号），然后空2个字接正文； 注意：正文中每章开头要另起一页； “目录”下方中间的页码和摘要一样统一用罗马字，顺接摘要的。 摘要 目录加页眉 5. 论文正文 页眉： 论文题目（居中、小五、黑体）； 章标题（三号、黑体、居中）； 节标题（四号、黑体、居左）； 正文 程序用“Times New Roman”，字号小四； 6. 参考文献 标题：“参考文献”（小四、黑体、居中） 参考文献的著录，按文稿中引用顺序排列，并注意在文内相应位置用上标标注，如：……的函数。 示例如下：（字体为五号、宋体） 期刊类：[序号]作者1，作者2，……作者n。文章名。期刊名（版本），出版年，卷次（期次）。页次 图书类：[序号]作者1，作者2，……作者n。书名。版本。出版地：出版者，出版年。页次 会议论文集：[序号]作者1，作者2，……作者n。论文集名。出版地：出版者，出版年。页次 网上资料：[序号]作者1，作者2，……作者n。文章名。网址。发表时间 7. 其它 量和单位的使用：必须符合国家标准规定，不得使用已废弃的单位（如高斯(G和Gg)、亩、克分子浓度（M）、当量能度（N）等）。量和单位不用中文名称，而用法定符号表示。 图表及公式：插图宽度一般不超过10cm，表名（小四）置上居中，图名（小四）置下居中。标目中物理量的符号用斜体，单位符号用正体，坐标标值线朝里。标值的数字尽量不超过3位数，或小数点以后不多于1个“0”。如用30Km代替30000m，用5µg代替0.005mg等，并与正文一致。图和表的编号从前至后顺序排列，图的编号及说明位于图的下方，居中；表的编号及说明位于表的上方，居中。公式编号加圆括号，居行尾。图表中的字体不应大于正文字体。注意：图表标题中的数字也是“Times New Roman”。 8．论文依次包括：封皮、内封、中文摘要、英文摘要、目录、正文、结论、致谢、参考文献、（附录），不要落项。 9．注意：上面没有说“加粗”的“黑体”，均为“黑体不加粗”。 补充： 1．答辩要求：自述15分钟，回答问题10分钟，自述要求使用PPT 答辩内容: 1）.论文题目 2）.设计内容 3）.设计方案 4）.如何完成设计 工作原理 软件或硬件设计 制作\调试\安装 5）.存在不足,今后努力的方向 6).致谢 3．最后上交学生装订好的论文、光盘、记录表、成绩单 4．光盘里的文件夹命名为：学号_姓名_年级专业班级 文件夹里包括的文件有：论文、ppt、英文翻译 1） 论文的文件名格式：学号_姓名_年级专业班号_题目（论文）_完成日期doc 2） ppt的文件名格式：学号_姓名_年级专业班号_题目（ppt）_完成日期ppt 3) 英文翻译的文件名格式：学号_姓名_年级专业班号_题目（英文翻译）_完成日期doc 例如： 答辩问题5个， 侧重总体思路一个 软件或硬件一个 翻译一个 其他2个 监控电脑 MAX232 AT89C51 nRF 905 nRF 905 电源电路 控制电机 报警装置 显示装置 AT89C51 键盘输入 复位电路 晶振电路 Y N Y N 初始化 判断P1.7=1 即是否有液滴 启动定时器 在检测P1.7=1 即检测第二滴 停止计时器 利用中断次数得到时间计算出液滴速度 N N Y 测试滴速子程序 比较原速度与目的速度是否相等 目的速度是否大于原速度 提高点滴速度 其他子程序 Y 降低点滴速度 图3.3 AT89C51管脚图 _1241699926.vsd 1 10 2 8 9 7 6 5 4 3 11 12 18 19 17 16 15 14 13 20 30 29 23 22 24 25 26 27 28 21 P1.0 40 39 33 32 34 35 36 37 38 31 P1.1 P1.7 RST P1.6 P1.5 P1.4 P1.3 P1.2 ALE/PROG P3.0 P3.1 P3.7 XTAL2 P3.6 P3.5 P3.4 P3.3 P3.2 P2.7 P2.6 PSEN TXD RXD INT0 INT1 WR T1 T0 RD P2.0 P2.1 P2.2 P2.3 P2.4 P2.5 P0.0 P0.1 P0.7 EA/VPP P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 XTAL1 GND AT89C51 _1242047823.vsd _1242483219.vsd � � � � � � � � � � � � � � 加键 21 减键 报警 1 2 8 9 7 6 5 4 3 10 11 12 18 19 17 16 15 14 13 20 30 29 23 22 24 25 26 27 28 40 39 33 32 34 35 36 37 38 31 P1.0 P1.1 P1.7 RST P1.6 P1.5 P1.4 P1.3 P1.2 P3.0 P3.1 P3.7 XTAL2 P3.6 P3.5 P3.4 P3.3 P3.2 P2.7 P2.6 P2.0 P2.1 P2.2 P2.3 P2.4 P2.5 P0.0 P0.1 P0.7 EA/VPP P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 XTAL1 GND ALE/PROG PSEN TXD RXD INT0 INT1 WR T1 T0 RD VCC AT89C51 VCC 复位 +5V NPN SPEAKER 显示模块 驱动电路 步进电动机 12MHZ 30pF 30pF 数据采集装置 驱动电路 nRF905 _1242485234.vsd � � � 发光二极管 光敏三极管 滴管 _1242132483.vsd � g f e d c b a _1242133935.vsd � � � � � � � � � � � � � � 加键 21 减键 报警 1 2 8 9 7 6 5 4 3 10 11 12 18 19 17 16 15 14 13 20 30 29 23 22 24 25 26 27 28 40 39 33 32 34 35 36 37 38 31 P1.0 P1.1 P1.7 RST P1.6 P1.5 P1.4 P1.3 P1.2 P3.0 P3.1 P3.7 XTAL2 P3.6 P3.5 P3.4 P3.3 P3.2 P2.7 P2.6 P2.0 P2.1 P2.2 P2.3 P2.4 P2.5 P0.0 P0.1 P0.7 EA/VPP P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 XTAL1 GND ALE/PROG PSEN TXD RXD INT0 INT1 WR T1 T0 RD VCC AT89C51 VCC 复位 _1242144832.vsd � 10 ~ VSS VSS VSS VSS VSS VSS VSS VSS VSS VSS VSS VDD VDD VDD VDD1V2 SPI接口 TX地址 TX寄存器 RX寄存器 配置寄存器 SHOCKBURST 解调处理 数据处理 CRC处理 地址处理 GFSK滤波 曼彻斯特编码/解码 电源管理 晶体振荡器 频率合成器 低噪声放大器 功率放大器 中频BBF MISO MOSI SCK CSN TRX_CE PWR_UP TX_EN CD AM DR uPCLK IREF ANT2 ANT1 XC1 XC2 VDD _PA 11 12 13 1 2 32 6 7 8 3 5 9 16 18 21 24 26 27 28 29 30 4 17 25 31 14 15 19 20 21 23 _1242132468.vsd � g f e d c b a _1241967083.vsd 锁存器 译码器 驱动器 A C B D e d c b a g f 5 4 3 _1242030371.vsd � � � � � � � � � � � � LE D LT BI B C A g f e d c b a LE D LT BI B C A g f e d c b a LE D LT 30 29 23 22 24 25 26 27 28 40 39 33 32 34 35 36 37 38 31 P2.7 P2.6 P2.0 P2.1 P2.2 P2.3 P2.4 P2.5 P0.0 P0.1 P0.7 EA/VPP P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 ALE/PROG PSEN VCC AT89C51 21 BI B C A g f e d c b a LE D LT BI B C A g f e d c b a LE D LT BI B C A g f e d c b a LE D LT BI B C A g f e d c b a +5V CD4511 CD4511 CD4511 CD4511 CD4511 CD4511 _1242040367.vsd � � 显示缓冲首地址 30H R0 40H R1 设R7计数指针 (06H) 开始 初始化 0FFH P0 0FFH P2 （@R0） A A P2 （@R1） A A P0 （@R0）+1 R0 （@R1）+1 R1 R7-1=0 返回 Y N _1241967575.vsd Vss LE D A B C LT BI e d c b a g f Vdd CD4511 1 5 4 3 2 6 10 9 8 7 15 11 12 13 14 16 _1241881137.vsd t y _1241957970.vsd � � � 开始 I/O初始化 P1.3=0 P1.2=0 P1.1=0 报警 显示值减一 显示值加一 Y N Y Y N N _1241766688.vsd � � 系统开始 系统初始化 选择功能 设置流速 确定 是否越界 限定在界内 刷新设定 开始执行 是否终止 执行初始化 是否有点滴通过？ 计算速度 时间间隔计算 超过一定时间 登记计数，速度 速度比较，控制电机 Y N Y N Y Y N _1125409462.unknown _1241373835.vsd � � � � � +5V I/O口 NPN SPEAKER _1241375988.vsd � � R2 R1 +5V C RST 89C51 _1125409578.unknown _1205775404.unknown _1125393674.unknown _1125394537.unknown _1125395391.unknown _1125288318.unknown