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1、郑州轻院轻工职业学院专科毕业设计（论文） 题 目 液体点滴速度自动系统设计 液体点滴速度自动监控系统 摘 要本设计为液体点滴速度监控装置，实现了对液体点滴速度的检测与控制和储液瓶中液面高度的检测报警，并且动态显示点滴速度，可以通过按键设置液体点滴速度并使用步进电机进行速度控制；为了达到较好的调整稳定度，通过软件实现控制电路的自适应调节；利用软件屏蔽检测中的异常信号；另外实现了多机通信，即一个主机站控制多个从机站和主、从机之间的数据传输。报警信号通过串行口实现从机到主机的传输，利用发光二极管和蜂鸣器实现主机的声光报警，同时从机使用数码管显示异常信息。系统以单片机89C51单片机为核心控制器件，有
2、直流电动机为液体点滴速度的控制执行器件，进行液体点滴速度控制。选择合适的传感器，准确检测出模拟信号是实现本设计的关键所在，串行通讯接口建立了主战与从站的有线监控系统，主机采用VB编写的界面，显示了友好的人机互交界面。制成了一套简易实用的液体点滴速度监控系统装置。 关键词 PID /单片机/点滴速度/光电传感器/多机通信AUTOMATIC CONTROL SYSTEMOF DROPPING RATEOF LIQUIDABSTRACTDesigned for the monitoring mechanism, the implementation rate drops of liquid litt
3、le speed of the inspection and control and a reservoir of the high level test of the police, and dynamically show, via the keys can be set up a little speed and using step into the motor control tempo ； to achieve better adjust the stability and software for the control circuit to regulate ； used so
4、ftware to detect in shielding of the signal ； achieved much in the communications, Is a host got control over from a machine stops and the lord, from the transmission of data between. the alarm signal by serial port from the implementation of the host of transport, the use of light and a buzzer to h
5、ost of audible visual type of machine, using digital of information. reflect the abnormal。In monolithic integrated circuits 89c51 monolithic integrated circuits, the controller has a direct motor for a little speed control, the device speed control. drops of liquid。Choose the appropriate, accurate t
6、esting of models at the signal is to realize the design of the key to the serial communication interface established in the war with the land-based control system, the host the VB write the interface. display the friendly man-machine to each other in the interface. made a simple functional liquid li
7、ttle speed control system.KEY WORDS PID,Monolithic integrated circuits,Little speed,Photo electric sensors,Many of the communications 目 录中文摘要 .I英文摘要(任选)II前言11 方案比较、设计与论证.2 1.1 量模块方案比较与论证.2 1.1.1 高度测量.2 1.1.2 液体点滴速度测量21.2 控制模块方案比较与论证.31.3 主从单片机通信方案设计与论证.42 系统设计组成框图.52.1系统工作原理.63系统分立模块设计及工作原理. . . 73.
8、1键盘框图及工作原理. .73.2数据采集模块及工作原理.73.3声光报警模块. .83.4电机模块及工作原理. .94 软件程序设计. .104.1 滴速检测程序.104.2 电机控制子程序. .114.3 液体点滴速度检测.114.4 检测电路中的防干扰.125 系统软件实现.14 5.1 点滴速度测量14 5.2 自学习的实现.15 5.3 点滴速度控制.16 5.4 多级串行通信.176 测量数据与分析.18 6.1 测试仪器.18 6.2 测试方法.186.3 测试数据与分析.186.4发挥部分.19总结. .22致谢.23参考文献.24附录25附录1 设计系统图.25附录2 系统版
9、电路原理图.26 前 言随着微电子技术和信息技术的发展和应用，医疗设备领域正在悄悄的发生着一场信息化的革命。尤其是在医疗监护领域，传统的病房式监护手段已经越来越不能适应当今多元化、信息化、个性化的医疗监护需求。自上世纪70年代美国航天局(NASA)运用远程监护技术对空中的宇航员进行生理参数的监测开始，直到目前美国军方研究的一种供战时使用的人体状态监护仪(Personal Status Monitor, PSM)，这是一种由士兵佩戴，在战场上监护士兵的呼吸、体温、血压、心率及心电图的监护装置，通过无线电技术使战地指挥官能估计战场上的受伤者是否还活着，并可确定受伤者的所在位置。目前，医院内以计算机
10、为基础的病人床边监护与中央集中监护系统，已能通过各种方式与各类信息系统相连接，组成一个集数据、波形、语音、图像为一体的有线与无线相结合的信息网络。在这个网络中可通过各种有线和无线传输方式，将急救现场、急救车、诊疗船、直升机、家庭诊疗所、乡村医院等与急救中心和大型医院相联通，为人类提供在任何地方、任何时候实行远程监护与医疗诊断。这一现代技术目前正悄悄地进入医院、家庭以及任何载人的运输工具(汽车、火车、船舶、飞机、宇宙飞船等)中，并直接为工作中、行走中和飞行中的个人保健服务。 在欧美发达国家，医疗监护产品升级换代的速度相当迅速，其总体发展趋势是: (1) 应用各种高新技术丰富产品功能，拓展应用范围
11、; (2) 采用多系统组合的积木式结构，即模块化，可根据临床对多种测量、分析控制和记录的需要，组成适宜的监护操作系统; (3) 普遍采用GUI界面，操作直观，实时信号处理准确可靠，信息存储量大，具有联网扩展功能: (4) 软件设计以模块化为基础，以便于硬件设备的升级换代和新功能的扩展; (5) 监护设备的市场已由医院走向家庭，因此要在采用最先进技术的同时，生产操作简易的仪器，以供非医疗机构用户使用。 (6) 多参数和整体式监护系统已逐渐取代单体式病人监护仪，如多参数(ECG, SP02,呼吸率、非损伤血压和体温等)携带式个人监护系统，能使医生在医院获得来自任何地方的病人信息。 (7) 方便随时
12、随地进行回放的网络化装置也是一个重要的发展趋势; (8) 遥控示踪是另一个增长迅速的领域，因为这种技术能对非卧床病人进行连续监护。1方案比较、设计与论证1.1测量模块方案比较与论证1.1.1储液瓶液面高度测量方案一：使用拉力传感器间接测量。将拉力传感器接在滑轮和储液瓶之间，利用液面高度变化和拉力变化之间的线性关系进行间接测量。但是拉力传感器价格贵，从实用性角度考虑，在设计系统中不合适。方案二：利用超声波测量液面高度。超声波测距准确，是一种常用的测距方法。但是在本系统存在液体产生的表面波动，使用超声波传感器检测液面会产生较大的误差，同时超声波传感器安装方位的确定也是一大难题。方案三：使用光电传感
13、器定点对液面进行监测。利用光在不同媒质界面的折射或反射原理，通过光电传感器接收光信号实现液面检测功能。此外，光电传感器安装方便，只需将传感器固定在储液瓶外瓶壁上即可，不需要详细计算储液瓶液面高度值，简化了外围电路结构。综合比较上面三种方案，从实用，简便同时保证测量准确度上，使用光电传感器测量储液瓶液面高度是最理想的选择。1.1.2液体点滴速度测量方案一：利用光透射原理。使用光敏二极管和单向光源实现光检测。通过光敏二极管接收透射过来的单向光源的光信号，产生脉冲信号。实现框图如图11。 图11 利用透射检测点滴速度方案二：利用光的反射原理。使用红外发光二极管和光敏三极管实现光源检测。红外发光二极管
14、垂直于漏斗壁发送红外光，红外接收三极管依据接收到的红外光信号的强弱产生脉冲信号，通过定时采样计算出液体点滴速度。实现原理框图如图12。 图12 利用反射检测点滴速度综合比较上面两种方案，利用透射原理来检测点滴速度时，由于储液瓶是透明玻璃瓶，从光源发射出来的光大部分反射，透射光比较微弱，这样检测信号产生误差较大，同时电路需要对微弱信号进行处理，这样就增加了电路设计上的难度；利用光的反射原理实现时，由于反射信号比较强，这样可以减小信号检测时的误差，同时电路形式要透射时情况简单。1.2控制模块方案比较与论证对液体点滴速度的控制，可以使用下面两种方案：用电机来控制调节点滴的速度有两种方案：方案一：通过
15、改变滴斗到受液瓶的高度H2来调节点滴的速度。由电动机带动储液瓶使储液瓶上升或下降改变滴斗到受液瓶的高度H2，从而调节点滴速度。此种调节方法简单，容易实现。h1h2电动机滑轮点滴移动支架储液瓶受液瓶滴斗滴速夹方案二：通过控制滴速夹的松紧来控制点滴的速度。不过滴速夹用于大范围的调节滴速，难以控制，适用于粗调。（这是个什么图，需要标注）1.3主从单片机通信方案设计与论证并行通信是数据各位同时进行传输的方式，优点在于传输速度快，但是其传输数据宽度导致通信线路复杂，由于本系统数据传输量不大，可使通信线路尽量简单才用串行通信方式。串行通信能通过同步传送和异步传送两种方式来实现。方式一：同步传送方式。同步传
16、送字符格式简单，其有效数据位传送速率快，但是硬件实现上比较复杂，同时对同步时钟脉冲信号的相位一致性要求很严格。方式二：异步传送方式。异步传送方式以字符为单位一个个发送和接收的，每个字符要用起始位和结束位作为字符开始和结束的标志位。在异步传送中，字符间隔不固定，需要加空闲位等待传送，这样其完成数据传送的时间较长，异步传送优点就在于实现上简单。综合比较上面两种方案，本系统中实现单片机与单片机之间的通信采用异步传送方式。2设计系统组成框图通过以上方案设计比较，确定系统实现框图如下图21： 图21 系统组成框图2.1系统工作原理数据采集装置1数据采集装置2键盘输入ATC89C51单片机最小系统显示装置
17、声光报警装置控制电机 图22 位置型PID算式图2-2给出了系统组成方框图。通过键盘输入模块输入预置的点滴速度并将数据信息传送给单片机。系统进入调整方式一（电机为主，等待中断）调整装置刚开始运行时步进电机以定速转动，等待传感装置发出中断信号。当点滴速度进入一定范围（预置值10）时单片机检测到中断信号进入调整方式二（采集信号为主，电机被动）采集装置1通过红外光电传感器对不同标志的检测，并以电信号的形式传给单片机，经运算、分析、处理后单片机通过输出端口将数据传给显示模块和电机，实现点滴速度的显示和对滴瓶高度的控制，使实际点滴速度更接近预置值，由于硬件的限制既不可预测的误差，实际点滴速度极难达到预置
18、值，因此设置当实际点滴速度进入预置值M10%1滴范围内时电机停止转动，这样就实现了智能控制功能。另外，数据采集装置1将通过红外光电传感器检测到的信号直接输出给声光报警装置，节省了单片机的资源。当声光报警持续30秒钟后无人复位，则由单片机发出信号关闭声光报警，同时发出信号控制电机使吊瓶下降直至无液滴滴出，可以大大提高输液的安全系数。3系统分立模块及工作原理3.1键盘框图及工作原理电路如图3-1。当A部分某一按键被按下时，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P0口送出所键入数字的四位二进制代码，作为CC45
19、11译码器的输入信号驱动数码管。例：按下按键5则P1.6由高电平下降为低电平，单片机系统扫描P1口监测到p1.6的变化执行子程序MOV P0,50H程序执行后P0口低四位变为0101。P0口低四位分别送到3片cc4511译码器的A,B,C,D输入端，这样三片CC4511译码器都被设置了相同的预置数，如果要设置十位为预置数则只需按下十位的片选键则十位显示预置数。同理可以分被选通个位及百位，置数完毕后按确定键，则置数及显示过程完毕，单片机自动完成对输液装置的监测及控制。图3-1 是什么图需要标注3.2数据采集模块及工作原理（1）点滴速度的检测 采用红外传感技术实现对滴斗中点滴的检测，电路如图3-2
20、所示。比较器LM311的门限电压为可调电压，可提供0.8 V5V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。（2）液面高度的检测采用红外对管传感器对储液瓶中的滴液高度进行检测，电路如图3-3。它的工作原理如上所述，所不同的是，当储液的高度高于警戒线时，接收管截止，V2输出高电平；当储液的高度低
21、于警戒线时，接收管导通，V2输出低电平。图3-33.3声光报警模块图3-4电路如图3-4。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V2出现高电平，触发蜂鸣器报警装置，蜂鸣器发出响声。同时，当储液瓶中的滴液低于警戒线时，V2输入高电平，也触发蜂鸣器报警，提醒医护人员和受液人采取相应措施，避免危险事故发生。3.4电机模块及工作原理单片机控制步进电动机，主要任务是：一 通过延时控制电机转速即控制吊瓶运动速度,二 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。方式 步序
22、控制位 通电绕组 控制字 三 相单三拍式 1步 2 步 3 步 P3.2 P3.1 P3.0 C相 B相 A相 0 0 1 0 1 0 1 0 0 A相 B相 C相01H02H03H根据上表，单三拍相序为 ABCA时电机正转，反之ABCA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M10%1滴 。如图3-5图3-54软件程序设计4.1滴速检测程序YNYN开中断等待中断液滴数加1，判断它=2？计算相临液滴的时间间隔，N=N+1；判断N=3？求3次测量的平均值计算点滴速度记时器加0.1S什么图需要标注如前文所述，在滴管两侧套上红外传感器，液滴滴下时，便产生
23、一个脉冲，INT0发出中断请求信号，记下脉冲数，只需记录两个脉冲所间隔的时间，便能得到滴速。其中，时间差有定时器的时钟计算得到。考虑单片机的资源问题，LED显示的驱动信号有单片机的引脚串出提供，有两片CC40194（移位寄存器）构成的七位串行/并行转换器转换成并行输出的信号，取Q3Q4Q5Q6经CC4511驱动数码管。 资源名称 功能 外部中断INT0（下降沿触发） 液滴检测中断 定时器T0（工作方式1，6Mhz） 记脉冲当前时间其中，AT89C51计算得到的是组合16进制形式的 滴速数据N，将其转换成十进制存储串出。方法：N 除以64H（100），商作为百位，余数除以0AH（10），商作为十
24、位，余数为个位。电路中S0端接高电平1，S1受Q7控制，二片寄存器连接成串行输入右移工作模式，Q7是转换结束标志。当Q7=1时，S1为0，使之成为S1S0=01的串入右移工作方式，当Q7=0时，S1=1，有S1S0=10，则串行送数结束，标志着串行输入的数据已转换成并行输出。4.2电机控制子程序NNNY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 什么图？4.3液体点滴速度检测本系统用光电传感器ST178来检测单位时间内点滴下落的个数，ST178为单电源反射式光电传感器，内含有一个红外发光二极管，一个光敏三极管（用来接收反射回来的红外光）
25、。当发光二极管发出的红外光大部分被光敏三极管接收时，接收端光敏三极管导通；光敏三极管接收到的反射红外信号微弱时，接收端光敏三极管截止。具体电路形式如下图45。 图45 反射检测点滴速度电路当滴斗处无液滴落下时，红外光在滴斗表面发生全反射，光敏三极管导通，比较器输出低电平；当滴斗处有液滴落下时，红外光在穿过点滴时有散射现象发生，光敏三极管只能接收到微弱的光信号，光敏三极管截止，比较器输出高电平。电路输出脉冲信号输入到单片机T0口，单片机对脉冲信号计数，从而确定点滴下落速度。电路中比较电平由精密稳压管LM336经过电位器分压输出，脉冲信号为低频，故选用低频电压比较器LM339，可减少高频噪声。设光
26、电传感器接收到可见光时输出电压幅度是，即输出信号中的直流分量，当检测到点滴时，光电传感器产生脉冲信号输出，通过电解电容C2滤掉脉冲信号中的交流分量，电压比较器对脉冲信号整形。实际示波器输出波形如下图46所示。 图46 脉冲波形的产生上图中第一波形为光电传感器检测产生的脉冲信号，第二波形即为电压比较器输出信号。4.4检测电路中的防干扰电路中使用光电传感器检测点滴速度和警戒值。这样系统检测信号受到可见光以及测量调节中点滴抖动的影响，要使检测到的信号尽量准确，需要对系统电路进行抗干扰处理。（1）防止可见光干扰 电路中使用了光电传感器，在接受到发送的红外线的同时，将会接收可见光。当可见光的强度足够大时
27、，将会影响到接收的红外光信号的精度。抗可见光干扰可以使用在光电传感器探测头加遮光罩，或使用脉冲频率调制的方法。由于系统电路中使用直流电源给光电传感器提供工作电压，所以本系统使用在光电传感器探测头上加遮光罩。（2）防抖动干扰 电路中需要检测储液瓶中液面高度以实现报警，同时需要检测点滴速度及通过改变高度实现对点滴速度的控制，所以测量时被测装置将会移动，当光电传感器和被测装置之间不能紧密连接时，检测到的信号误差，所以要减小被测装置移动时产生的抖动干扰。本系统中将光电传感器固定在被测装置上，以减小被测装置移动时产生的抖动干扰。当储液瓶中液面晃动时，会使光敏传感器产生误报警，利用单片机检测信号时，适当加
28、上一段时间的延迟，待系统稳定时再测，可以减小液面晃动时产生的干扰。 （3）干扰的软件处理。如下图47是单片机输入信号的正常波形和异常波形 。 图47 单片机输入信号检测到正常波形时脉冲宽度是t mS，若软件采集脉冲波形上升沿，则检测到异常波形时，软件在t mS 时间内只默认采集了一个上升沿，即将另一个上升沿屏蔽掉，这样软件就能将异常波形转换成正常波形进行处理。5系统软件实现 本系统的核心在于软件部分。软件实现了系统各个模块的核心部分。软件上主要实现了一下几个方面功能。5.1点滴速度测量方式一：以点滴间隔为单位，记录一次点滴的时间，用60除以点滴单位时间就可得到每分钟的点滴数。这种方法用到除法操
29、作，而且当点滴速度较快时，测量误差较大，因为测量单位点滴时间的误差回被60秒这样大的时间单位放大。但此法在修正点滴速度时，可以实时的测得当前的点滴的速度变化量，适合在调整滴速度使用。方式二：以单位时间记录点滴数。通过简单的乘法就可计算出点滴速度，但此法也存在单位时间内不是完整的点滴数目，从而存在一定的测量误差。但是，此法在点滴速度恒定的情况下，可以采用多个单位时间取均值，从而求得单位时间的平均点滴数，这样可以达到比较好的精度。在本设计系统中，采用将两者结合的方法进行测量。以点滴为单位，同时记录单位时间内的点滴数。通过对多个点滴测量计算出点滴速度。实现原理如下：图51 脉冲信号检测使用定时器定时
30、，当检测到第一个到来的脉冲信号时，程序进行中断处理，将计数器存储内容读出，再将计数器清零作为记录脉冲信号的初始值计为COUNT0，当定时器定时到达时，程序中断检测输入信号是否有脉冲信号到来，同时计数器加1即为COUNT=1，另外设定计数器COUNT1记录检测到的脉冲信号个数，设定计数器COUNT1的存储单元是10，这样可以通过循环存储脉冲个数。在定时器COUNT1中取出5个相临脉冲信号点（设起始脉冲点是x，此时对应的计数器COUNT值是，第五个脉冲点是x+5，此时对应的计数器COUNT值是）这样就能计算出5个脉冲点所需要的时间为： (51)由式(41)得到相临脉冲信号时间间隔的平均值，这样就可
31、以得到点滴速度： (52) 其中根据上面的理论分析和计算，得到点滴速度测量的程序框图如图42。 图52 点滴速度测量程序流程5.2自学习的实现实现原理：检测液体点滴速度，同150滴/秒进行比较，当点滴速度小于150滴/秒时，电机控制点滴装置上升直到点滴速度到达150滴/秒。慢慢降低高度，检测点滴速度，和相应高度建立一一对应列表。可以通过两种方式生成列表。方式一：等间隔方式生成列表。步进电机运行在非匀速状态，以保证等间隔下降。由于高度和点滴速度的近似线性关系，可以通过等间隔方式比较准确的列表，但是实现电机的非匀速转动，相应的增加了软件的难度。方式二：步进电机匀速生成列表。当步进电机转动时，绕线直
32、径变小，装置下降位移间隔减小，这样当点滴速度较小时调节范围便小，调节效果比等间隔产生的效果好。综合比较，自学习过程使用步进电机匀速方式生成列表。5.3点滴速度控制通过改变高度来实现对点滴速度的控制，而高度是由步进电机的转动来改变的，这样就可以避免测量的值，直接通过改变步进电机的转角即能实现对点滴速度的控制。在对点滴速度进行控制之前，单片机通过自学习产生高度和点滴速度之间的对应关系列表，为了在保证控制精度的前提下，尽量减少控制调节的时间，可以先通过大范围内调节到设定点滴速度附近，再通过微调将点滴速度调节到滴的精度内。软件实现流程如下图54。 图54 点滴速度控制程序流程主要实现功能：点滴速度检测
33、与显示，设定点滴速度且可以自动调节点滴速度。5.4多机串行通信本系统设计多机通信系统主要是实现多个从机同一个主机之间的数据传输。通过串行通信方式实现主机对从机站点的定点和旋环检测及对从机的控制等功能。串行通信时在主机和从机之间建立通信协议实现主机和从机之间的数据传输。 图55 主机实现功能定点检测功能的实现：定点检测主要是实现单片机之间一对一通信。实现程序流程图如图56：图56 主机和从机之间的定点通信巡回检测功能的实现：巡回检测的核心是一对一通信，通过巡回查询从机状态，读取各个从机的数据并存储，即实现了巡回检测。主单片机和从单片机之间的通信，主要是单片机之间的通信协议的建立，即软件上实现单片
34、机之间握手。单片机握手的实现过程是，主单片机向从单片机（编号00）发送通信建立信号00，从单片机接收到请求信号00，同时发送应答信号00，主机响应应答信号，既可以实现主从之间的通信。6测试数据与分析6.1测试仪器60MHz数字式存储示波器、秒表，卷尺。6.2测试方法主要测试功能包括：储液瓶中警戒线的监视，当液面超过警戒线时报警；液体点滴速度的检测与控制；单片机之间的通信，即一个主机对多个从机之间的通信。储液瓶中警戒线的监视：使用示波器观察储液瓶上传感器的波形变化，当在警戒面上产生高低电平变化说明传感器检测警戒液面正常；液体点滴速度的检测与控制：使用示波器观察漏斗上传感器波形变化，在检测到一滴液
35、体时波形出现一次跳变，多采几个点，示波器上相应显示几个脉冲信号，通过示波器上时间轴计下采集的几个脉冲信号所用到的时间，计算出相临两脉冲的间隔时间，即为相临点滴之间的间隔时间t秒，通过式子得到点滴速度，同数码管显示值比较，同时可以通过示波器观察点滴速度控制规律是否正确。多机通信：通过主机向从机发送控制命令，观察从机显示，完成主机对从机的控制；再通过主机读取从机发送的数据，观察主机响应(显示与报警)，完成从机向主机的数据传输。6.3测试数据与结果分析（1）设定的警戒值是 2.5 cm ,当液面下降到2.8 cm时报警，能够满足题目要求。（2）观察液晶显示，当高度改变时，显示作相应改变，动态显示点滴
36、速度的功能完成。系统启动时，单片机通过自学习将储液瓶上升到最大高度(单片机检测到的点滴速度为150滴/分时的高度)，通过按键设置点滴速度，电机对高度进行调节，检测调整稳定后的点滴速度。测试数据如下表61：表61 点滴速度数据测试结果与误差分析（单位：滴/分） 从站号： 00 （单位：滴/分）设定值20507090110130150显示值19486484103113140误差5%4%8.6%6.7%6.4%13.1%6.7%（3）使用秒表测量从改变设定值起到点滴速度基本稳定所用的调整时间是：1分钟。调整时间分钟，满足题目要求。（4）多机通信检测 主站对从站的定点和巡回检测 通过按键分别调用主站对
37、从站的定点和巡回检测，观察看到主站能显示从站号和从站当前状态，说明主站对从站的定点和巡回检测正常。 主站传输过来的从站号和点滴速度从站号：00 （单位：滴/分）从机显示值20406090110150主机显示值20406090110150 报警信号检测 当液面降到警戒值时主站通过蜂鸣器和发光二极管报警，从站通过蜂鸣器报警。 主站对从站控制 （单位：滴/分）主站设置值20507090110130150从站显示值20507090110130150从站调整值17436881101118138 （5）异常处理 电压比较器输出电压产生波形。 产生的主要原因是光电传感器检测到双尖峰脉冲。可以通过降低比较器基
38、准电压产生形式的正常波形。也可以通过软件消除双尖峰脉冲影响。 主、从机通信时易产生死机。 产生的主要原因是通信时接收和发送同时进行，使接收和发送产生冲突，造成死机。通过软件避免程序“死锁”。6.4发挥部分根据题目要求，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。（1）通信协议地址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。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。数据块长度：16个字节。从机状态字格式为： D7 D6 D5
39、D4 D3 D2 D1 D0ERR 0 0 0 0 0trdyrrdy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；若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。（2）设计思想发挥部分的要求是进行对从站进行监控，这个功能与基本部分的要求可以并行
40、执行，考虑用双CPU进行主站设计，这里讨论的主要是串行通信CPU。硬件设计模块图如下： 定点 巡回主站监控AT89C51LED显示报警系统从站从站从站 什么图，需要标注监控系统的难点是多机的串行通信，具体协议上面已给出，这里不再重述。（3）自由发挥部分设置两按键，当电源接通后，吊瓶的位置可能没有处于要求位置上这就需要人工控制调瓶的上升或下降直至调瓶处于要求位置。在原来声光报警的基础上进一步考虑，若声光报警一定时间后（1分钟）还没有人工解除报警，则对步进电机输出信号使其控制调瓶下降直至液滴不再滴出为止。这样可以在医生不在且病人睡着的情况下提高输液的安全系数。YYNNYYNN“00”非法命令YN符合不符合“01”返回 中断就绪就绪否否“00”正确否否符合是否返回子程序入口串行口初始化发送地址桢从机应答否应答地址相符否命令从机复位
