試論STC89C52單片機(jī)

【摘 要】本系統(tǒng)以STC89C52單片機(jī)為核心，輔以步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)、鍵盤、LCD顯示、光電傳感器數(shù)據(jù)采集、RS232電平轉(zhuǎn)換等電路組成，實(shí)現(xiàn)了由一個(gè)主站控制多個(gè)從站的液體點(diǎn)滴速度監(jiān)控系統(tǒng)。該設(shè)計(jì)較好地實(shí)現(xiàn)了液體點(diǎn)滴速度監(jiān)控裝置的所要求的功能。

【關(guān)鍵詞】液體點(diǎn)滴速度；單片機(jī)

1.引言

隨著醫(yī)院管理系統(tǒng)趨向于電子化、網(wǎng)絡(luò)化，如何利用計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代控制技術(shù)提高醫(yī)療器械的自動(dòng)化成為目前主要應(yīng)用方向之一。靜脈輸液是臨床醫(yī)學(xué)中一個(gè)重要的治療手段，傳統(tǒng)的輸液過(guò)程都是由監(jiān)護(hù)人員手動(dòng)控制液體點(diǎn)滴速度，造成了監(jiān)護(hù)人員和病人的諸多不方便，也不利于病區(qū)的綜合管理。本系統(tǒng)應(yīng)用自動(dòng)化控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)液體點(diǎn)滴速度的監(jiān)控，該智能液體點(diǎn)滴監(jiān)控儀可以對(duì)多床位進(jìn)行遠(yuǎn)程、集中、分床監(jiān)測(cè)，并針對(duì)不同病人需不同的輸液速度而自動(dòng)控制點(diǎn)滴數(shù)。護(hù)士可在護(hù)士室監(jiān)控若干病房的輸液情況，而自動(dòng)調(diào)整滴數(shù)，減輕護(hù)士的工作量，實(shí)現(xiàn)醫(yī)院護(hù)理自動(dòng)化。而且在緊急情況下，可以向總控制臺(tái)發(fā)出報(bào)警。監(jiān)護(hù)人員也可以通過(guò)遠(yuǎn)程通信，監(jiān)控病人輸液的整個(gè)過(guò)程，并對(duì)液滴速度進(jìn)行設(shè)置等。

2.系統(tǒng)總體框圖

本系統(tǒng)以STC89C52單片機(jī)為核心，由光電傳感器組成數(shù)據(jù)采集部分，由步進(jìn)電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)部分，采用鍵盤輸入，利用LCD作為顯示器。利用串口，實(shí)現(xiàn)了主單片機(jī)和多個(gè)從單片機(jī)之間的多機(jī)通信，一個(gè)主站控制多個(gè)從站的有線液體點(diǎn)滴速度監(jiān)控系統(tǒng)（見圖1）。

3.系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

1）數(shù)據(jù)采集

發(fā)光二極管發(fā)射的平行光束穿過(guò)茂菲氏滴管投射到光敏三極管的感光面上，在沒有液滴滴落時(shí)，光敏三極管接收到的光照度最大，產(chǎn)生的光電流也最大，當(dāng)有液滴滴落時(shí)，由于液滴的形狀特性，使平行光束發(fā)散，投射到光敏三極管上的光照度將減弱，從而使光敏三極管產(chǎn)生的光電流減小，形成脈沖（見圖2）。

2）驅(qū)動(dòng)部分

采用NMOS管IF530構(gòu)成如圖所示的驅(qū)動(dòng)電路。該電路的特點(diǎn)是無(wú)反向電流泄放電路，最大驅(qū)動(dòng)電流達(dá)1安培。為了避免開機(jī)瞬間由于NMOS管全部導(dǎo)通對(duì)步進(jìn)電機(jī)造成損壞，在單片機(jī)I/O口和MOS管之間加74HC04構(gòu)成的反相器，以改變驅(qū)動(dòng)邏輯（見圖3）。

4.系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)（見圖4）

5.系統(tǒng)算法的選擇

步進(jìn)電機(jī)采用模糊控制與PI控制結(jié)合的算法。當(dāng)點(diǎn)滴速度設(shè)定值與實(shí)際值的差值較大時(shí)，使用模糊控制，按照差值的符號(hào)決定電機(jī)運(yùn)行方向，電機(jī)速度固定。當(dāng)差值較小時(shí)，使用PI控制，電機(jī)速度均勻變化而無(wú)上下震蕩現(xiàn)象，能準(zhǔn)確定位。參數(shù)整定采用試湊法。

6.總結(jié)

本系統(tǒng)可方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)單點(diǎn)和多點(diǎn)輸液注射過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控與管理，從而改善了工作條件，極大地減少了監(jiān)護(hù)人員的工作量和由于監(jiān)護(hù)不當(dāng)造成的醫(yī)療事故，具有工作穩(wěn)定、響應(yīng)速度快、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，在醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：鄭司強(qiáng)，男，現(xiàn)就讀于西安外事學(xué)院工學(xué)院電子信息工程專業(yè)。