文档介绍：课程设计报告
题目基于微机的静滴速度
自动控制系统设计

2015-2016 第二学期

专业班级 12级电气6班
姓名吕志超
学号 5
指导教师刘霞
教学单位电子电气工程学院
2015年 7月2 日
一设计题目基于单片机控制的输液安全报警系统
二课题
背景上世纪90年代至今,国内外相关的专家积极探索,输液监控系统一直在不断改进。 在国内: 
09年张婉姣申请了一种输液监控报警器的专利:包括光源发射器、光源接收器、电源模块、控制器和报警电路,光源发射器和光源接收器要对应设置,光源接收器输出端连接到控制器的信号输入端,控制器的信号输出端连接到报警电路的信号输入端[1]。该输液监控报警器在输液出现不正常时或瓶内液滴快要滴完的时候会进行声光报警。该输液监控报警器优点:结构简单、使用方便、报警准确率高等。缺点:功能较少。 
徐凤霞等人利用MCS-51系列单片机与电力线载波芯片结合其他软件、硬件开发出病区输液远程监控系统。刘世平等人研制的输液智能监控系统能够同时在病房和护士站发出声光报警,且在报警的同时自动停止输液。另外,在护士工作站可以显示该病床的输液的相关信息。 在国外:在40世纪80年代就开始有研究。德国、韩国、美国、日本等发达国家都进行了输液监控系统的研究,目前对输液泵的研究有较大成就[2]。输液泵的功能齐全,操作方便,安全性高,但是价格比较昂贵。其应用在我国国内医院鲜有应用。 
基于单片机的输液监控系统设计的课题研究,是为了在借鉴前人经验的基础之上,努力设计出性价比较高的输液监控系统。
三课程设计的内容
<1>系统硬件组成
系统综合运用了单片机技术、光电传感技术、自动控制技术以及数字量显示技术,并以单片机为核心,实现液体点滴速度的自动监测和控制功能。系统以光电传感器及键盘为数据采集及数据输入电路,以数码管、声光报警电路及步进电机为输出电路。通过对液滴实施光电检查,可以准确的检测到点滴的实时速度,由单片机进行处理,如果滴速超过或低于预先所设定的流量和速度,单片机则会发出信号给终端控制器,由终端控制器来实施报警功能,并在LCD显示器上显示当前的静滴实时速度。该系统的硬件组成框图如图1所示
图 1
如图1所示。光电传感器电路装置包括光电传感器及光电耦合器电路,是系统的液面检测模块,光电传感器利用光电元件检测输液瓶中液体的位置,并通过光电耦合方法检测管道中是否有液体流动步进电机电路包括步进电机驱动器及三相步进电机,用以控制滴管的收缩,进而控制输液瓶中点滴的速度和流量;单片机系统主要完成对点滴速度数据的处理、显示和控制功能;报警装置包括三极管驱动和蜂鸣器电路,主要实现当静滴速度超限或低于正常值时系统的报警功能。
步进电机控制电路设计
利用光电传感器实时检测输液管是否有药液流动,而利用步进电机检测和控制静滴流动的速度。步进电机是将电脉冲信号转换为角位移或线位移的一种特殊的电动机。当步进电机驱动电路接收到一个电脉冲信号时,它就驱动电机按特定的方向转动一个固定的角度,从而带动滴管的收缩,控制点滴的速度和流量.
图 2
图2所示,电路利用步进电机的转速实时检测静滴的速度,为步进电机直接控制输液瓶静滴的速度提供保障。在电机上安一个连杆,连杆的一头接S1开关,每当步进电机旋转一周,S1开关即闭合一次,通