点滴测速装置设计说明书.doc

点 滴 测 速 装 置 目录 第1章 绪 论 1 1.1 液体点滴速度控制系统的背景 1 1.2 国内外发展概况 1 1.3 研究意义 1 2.1系统方案选择 2 2.1.1 方案论证 2 2.1.2方案确定 2 2.2 系统总体设计 3 第3章 硬件设计 4 3.1 硬件选型 4 3.1.1AT89C51 4 3.1.2 集成运算放大器LM324 4 3.1.3 电压比较器件LM339 5 3.1.4 步进电机驱动ULN2003 6 3.1.5看门狗 6 3.1.6 LCD显示 7 3.2硬件模块设计 8 3.2.1液体点滴速度检测电路 8 3.2.2储液瓶液面检测电路 9 3.2.3键盘电路 9 3.2.4显示模块 10 3.2.5电动机控制模块 11 3.2.6滑轮机械控制模块 11 第4章 软件设计 13 4.1 系统流程 13 4.2系统图 13  第1章 绪 论 1.1 液体点滴速度控制系统的背景 输液是医院常用的医疗手法。在输液过程中，输液速度是一个很重要的参数，决定输液速度的因素有患者年龄、患者病情、药物种类。 目前，我国医疗机构在进行输液治疗时，输液速度和输液量几乎全部都是不准确的。而在未来的医疗机构里，特别是在一些大型医院里，在给病人输液时，对输液速度和输液量的数值的准确程度的要求会越来越高，因此就需要既实用又廉价的输液检测控制系统产品的出现。 1.2 国内外发展概况 国外对点滴输液监控装置的研制较早，如日本、美国和德国等国家上世纪80年代末就进行了这方面的研制。现在市场上流行的大多是国外产品，类型多样，性能较好，但是这些产品在国内只有一些大型医院引进，因其价格昂贵主要用于危重病人。 国内对输液装置的研制起步较晚，大都在90年代中期开始研究，市场上也有一些国产输液装置。不过总体来说，种类较少，性能也需改进。我国的点滴输液自动化程度得到普及，还需要很长的路要走。将来的液体输液泵将向更小型化、更便携化、控制更精确、更安全可靠发展。 1.3 研究意义 人工调整点滴速度不够准确和方便，，工作量很大。于是设计从实用、可靠、操作方便、节约劳力、提高操作准确性的原则出发，提出了一种基于红外检测技术于不仅能够进行实时监控并能准确调节点滴速度的控制装置。这对普通病人、特护病人和输液速度有较严格要求的病人都是非常有意的。 第2章 系统总体设计 2.1系统方案选择 2.1.1 方案论证 液体点滴速度控制系统就是用微型计算机来控制点滴速度的装置。装置主要是通过对液体点滴的滴速进行检测并根据这些数据对滴速进行实时控制。滴速检测主要是通过传感器来实现，而对滴速进行控制可以通过以下几种方案来实现。 方案一：通过改变滴斗到受液瓶的高度来调节点滴的速度。在输液管截面积确定的条件下，由公式：Ｐ=ρｇｈ可以知道压强随着液面高度的不同而不同，从而使点滴的速度不同。主要是通过电动机带动储液瓶使储液瓶上升或下降从而改变滴斗到受液瓶的高度，由此便可以调节点滴速度，此种调节方法简单，容易实现。 方案二：通过控制滴速夹的松紧来控制点滴的速度，不过这种方法只适用于大范围的调节，滴速难以准确控制。 方案三：通过改变输液软管的截面积来控制点滴速度。在输液瓶高度确定的条件下，通过改变输液管导通截面积来实现点滴速度的控制。因为输液软管的截面积较小且形变后恢复较慢，难以实现点滴速度的准确控制。 2.1.2方案确定 设计主要是为了实现液体点滴速度的准确控制，因此相比较方案一最合适。由此得出系统的原理图，如图2-1所示。要求系统实现的功能有： （1）在滴斗处检测点滴速度； （2）点滴速度要求实现自动控制，并能动态显示，滴速也可用键盘设定； （3）当液位降到储液瓶的2~3cm时，要求发出报警信号。 图2-1系统原理图 2.2 系统总体设计 根据题目要求系统可以分为以下几个模块：点滴速度测量模块，储液液面检测模块，键盘显示模块，电机系统控制（点滴速度控制）模块。基本系统框图如图2-2所示。 第3章 硬件设计 3.1 硬件选型 3.1.1AT89C51 MCS-51系列中，用HMOS工艺制造的单片机都采用双列直插式(DIP40)脚封装，引脚信号完全相同。图为3-1引脚图，这40根引脚大致可分为：电源（VCC、VSS、VPP、VPD）、时钟（XTAL1、XTAL2）、I/O口（P0～P3）、地址总线(P0口、P2口)和控制总线（ALE、RST、PROG、PSE