发布时间 : 星期二 文章基于单片机的智能输液系统设计更新完毕开始阅读0d0388760a4e767f5acfa1c7aa00b52acfc79cfe
方案一：伺服电机
伺服电机可以接收电信号，然后转换成转动轴上的角速度与角位移。其转速要比电机在负载时的转速高很多。但是就伺服电机的使用情况来说，多数是在低的转动惯量、高的启动转矩和大转矩的系统里。并且伺服电机的价格较高，很少使用。
方案二：直流电机
直流电机上电后立马转动，掉电后惯性较大，停机时还要转动一定角度后才可停下来。转矩小、没有抱死功能，如果要求准确地停在一个位置，其闭环算法太复杂。
方案三：步进电机
步进电机主要是把电脉冲信号转换成输出轴的转角或转速，容易开启停止、正反转及变速,动态响应快。价格适中，控制精度较高，适用于较为精确的测量中，还可以有效提高输液速度的控制精度。步进电机每输入一个脉冲信号，转子就会转过一个角度，步进电机会输出特定的角位移或者线位移，其与输入脉冲数成正比例，步进电机的转速也与脉冲频率成正比例关系。本文以单片机为核心，控制了步进电机的工作，可以在一刹那实现启停动作，并且其步距角的降低较小，延时短，定位准确，精度高，可操作性较强。
综合考虑，选用步进电机作为电机驱动控制电路。
2.5 显示器接口电路方案
此设计里要可以设定滴速。其显示内容需要有设定值和实际滴速。经过考虑和设计有以下两种设计方案： 方案一：采使用(LCD)液晶显示屏。虽然液晶显示屏有功耗小、轻巧较薄等优点，但编程较数码管难并且对于字符的要求较大，需要单独编译。并且相比于数码管节能较差。对于以后产品会有一定影响。
方案二：采用数码管显示。数码管具备低能耗、低损耗、低压、寿命长、且环境的要求较低等特性。而且数码管编程简单，完全可以满足显示方案的数据。
综合比较以上两种方案，结合本设计的要求可知采用方案二较为合适。
2.6 键盘接口电路方案
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键盘是人为向机器输入的基本设备，可以有编码键盘和非编码键盘，在此设计内我们选择成本较低技术成熟的非编码键盘，非编码键盘有一下几种分类：独立式按键电路、矩阵式键盘电路，中断式键盘电路等。根据其特点我们提出了一下两种方案：
方案一：独立键盘使用于输入端口较多，调用快捷，且每个键的工作状态不会影响其他几个键的情况，此方案可以大大减少程序的内容，编程较简单，使用起来也很方便，对于本设计，对于键盘的需求不大，只需要进行简单的操作即可。
方案二：此键盘是将按键分为行和列，都有交叉点，键两端接于行和列上，一般有4*4、8*8、4*8的规格，用户可以根据自己的需求选择合适自己的规格，但因为本设计简单可操作故不符合。
该系统使用的按键数较少，故采用独立式键盘最为合适。
2.7 单片机型号的选择与论证
2.7.1 现有主流单片机的概述
现主流的单片机有很多，如51系列、ARM系列等。我们使用的AT89S51是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K系统，可编程序的存储器。使用Atmel公司的高密度非易失性存储器技术及产品制造工业80C51指令和引脚完全兼容。片中的程序存储器系统程序可编程。在单芯片上，51是拥有灵巧的8位CPU以及系统的可编程Flash，使得AT89S51在许多的嵌入式控制应用系统中得到十分广泛的应用。
AT89S51的低能耗，是一种高性能CMOS8位微控制器，具有8K闪存使用programmable.atmel高密度非易失性存储器的制造技术、指令和引脚完全兼容80S51的工业产品。在芯片上的Flash程序存储器，可以在系统编程，但也为装置经典的编程。在一个芯片，用8位CPU和在系统可编程闪存的灵活性，使得控制系统应用集成提供一个灵活的解决方案，许多非常有效。基本标准功能：8K字节的256字节的闪存，32位的I/O线，定时器，指针数据，36位定时/计数器，水平向量中断结构，全双工串行端口，在水晶板和电路的逻辑horloge以及fonct静态ionnement可以减少到2000赫兹，可选择节能模式两种软件模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM，定时器/计数器，串口、中断继续工作。当功率保护模式，RAM内容存储，振荡器是停止工作的的，所有的工作的单片机停止，直到一个中断或硬件复位为止。
2.7.2 单片机的选用
主要的功能如下：
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与MCS-51单片机产品兼容；8K字节在系统可编程Flash存储器；1000次擦写周期；全静态操作：0Hz-33MHz；三级加密程序存储器；32个可编程I/O口线；三个16位定时器/计数器；8个中断源；全双工UART串行通道；低功耗空闲和掉电模式；掉电后中断可唤醒；看门狗定时器；掉电标识符。
以下图2-3为引脚图：
图2-3 AT89S51的引脚图
AT89S51是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K系统，可编程序的存储器。使用Atmel公司的高密度非易失性存储器技术及产品制造工业80S51指令和引脚完全兼容。片中的程序存储器系统程序可编程。在单芯片上，51是拥有灵巧的8位CPU以及系统的可编程Flash，使得AT89S51在许多的嵌入式控制应用系统中得到十分广泛的应用。最小系统图如图2-4。
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图2-4 AT89S51最小系统电路图
2.7.3 单片机I/O口管脚分配
VCC:电源
GND:地
P0口：P0端口是8位双向的漏极开路的I/O口。当作输出口用时，每位可以驱动8个TTL型的逻辑电平。当我们对P0口写入“1”时，此引脚就用作高阻抗输入来使用。在访问外部程序和数据存储器的时候，P0端口会作为低8位的地址/数据来使用。在这种情况下，P0端口就具有内部的上拉电阻了。在我们用flash进行编程时，P0端口会接收发送到的指令字节；在校验程序的时候，会输出指令字节的。我们知道在程序校验时，需要合适的外部上拉电阻。
P1口：P1端口是双向的有内置的上拉电阻8位I/O口，P1口上的输出端的缓冲器可以同时驱动四个TTL型的逻辑电平进行工作。当我们对P1口写入“1”的时候，其内部的上拉电阻就会拉高端口，该端口就可以当作输入口来使用了。当作为输入使用时，在内部电阻作用下外部被放低的引脚，将会输出IIL型电流。此外，P1.0会作为计数器/定时器2的外部计数的输入端口，P1.2会作为计数器/计时器2触发的输入端口。当我们对flash校验和编程的时候，P1端口会接到低8位的地址字节。 P1引脚第二功能如表2-1所示：
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