郑 州 华 信 学 院
毕 业 论 文
论文题目：基于单片机的输液滴速控制系统设计 专 业：电 气 自 动 化 班 级：09电气自动化一班 学 号：0902040125 姓 名：赵 荫 祥 指导老师：宋 东 亚
目 录
摘 要 ...................................................................................................... 错误！未定义书签。 Abstract ...................................................................................................................................... 2 第1章 单片机及多单片机应用系统 .................................................................................... 1
1.1 单片机的概述 ............................................................................................................ 1 1.2 单片机的特点与应用 ................................................................................................ 1 1.3 MCS-51单片机的基本组成 ..................................................................................... 3
1.3.1 MCS-51单片机的内部结构及管脚功能 ....................................................... 3 1.3.2 单片机最小系统构成 ........................................................................................ 5 1.4 多单片机控制系统的概述 ........................................................................................ 7 1.5 单片机在输液点滴的研究现状 ................................................................................ 8 1.6 课题的主要内容及发展前景 .................................................................................... 9
1.6.1 课题的主要内容 ................................................................................................ 9 1.6.2 课题的发展现状与前景展望 ............................................................................ 9
第2章 系统方案确定 .......................................................................................................... 11
2.1 系统设计要求 .......................................................................................................... 11 2.2 系统设计总体方案 .................................................................................................. 12 2.3 系统各模块方案选择 .............................................................................................. 12
2.3.1 单片机型号的选择 ........................................................................................ 12 2.3.2 点滴速度检测和液面检测方案的论证与比较 ............................................ 13 2.3.3 滴速控制方案的论证与比较 ........................................................................ 13 2.3.4 电机控制算法的选择 .................................................................................... 14 2.3.5 键盘、显示及声光报警部分 ........................................................................ 15 2.3.6 主从站协议部分 ............................................................................................ 15
第3章 硬件设计 .................................................................................................................. 16
3.1 系统硬件设计 .......................................................................................................... 16 3.2主站及通信网络的设计 ............................................................................................. 17
3.2.1 主站硬件电路设计 ........................................................................................ 17 3.2.2 通信网络设计 ................................................................................................ 19 3.3 从站电路设计 .......................................................................................................... 21
3.3.1 滴速检测与液面检测电路设计 .................................................................... 21 3.3.2 键盘显示电路设计 ........................................................................................ 22
3.3.3 步进电机驱动电路设计 ................................................ 错误！未定义书签。 3.3.4 报警电路和通讯网络设计 ............................................ 错误！未定义书签。
第4章 软件设计 .................................................................................. 错误！未定义书签。
4.1 主站软件设计 .......................................................................... 错误！未定义书签。
4.1.1 主站总体流程设计 ........................................................ 错误！未定义书签。 4.1.2 键盘显示程序设计 ........................................................ 错误！未定义书签。 4.1.3 报警程序设计 ................................................................ 错误！未定义书签。 4.1.4 与从站通讯 .................................................................... 错误！未定义书签。 4.2 从站软件设计 .......................................................................... 错误！未定义书签。
4.2.1 系统定义和总体流程 .................................................... 错误！未定义书签。 4.2.2 滴速和液面判断及报警 ................................................ 错误！未定义书签。 4.2.3 滴速控制程序设计 ........................................................ 错误！未定义书签。 4.2.4 键盘及显示程序设计 .................................................... 错误！未定义书签。 4.2.5 与主站通信 .................................................................... 错误！未定义书签。
第5章 系统调试、抗干扰及制板 ...................................................................................... 25
5.1 系统调试 .................................................................................. 错误！未定义书签。 5.2 单片机应用系统中常见的干扰现象及影响 .......................... 错误！未定义书签。
5.2.1 常用硬件抗干扰与保护措施 ........................................ 错误！未定义书签。 5.2.2 软件抗干扰 .................................................................... 错误！未定义书签。 5.3 PCB板设计 ............................................................................. 错误！未定义书签。 结束语 ...................................................................................................... 错误！未定义书签。 参考文献 .................................................................................................................................. 26 致 谢 ...................................................................................................... 错误！未定义书签。 附 录 ...................................................................................................... 错误！未定义书签。
附录A 主站程序 ........................................................................... 错误！未定义书签。 附录B 从站程序 ........................................................................... 错误！未定义书签。 附录C 主站硬件电路总图 ........................................................................................... 32 附录D 从站硬件电路总图 ........................................................................................... 33 附表E 3D效果图 .......................................................................................................... 34
基于单片机的输液滴速控制系统的设计
作者：赵荫祥
摘 要
近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，以作完善。
本系统以Atmel89C52单片机为核心，辅以步进电机驱动、键盘、LCD 显示、LED 显示、光电传感器数据采集等外围电路组成，实现了一个主站控制多个从站的有线液体点滴速度监控系统。电机控制使用了模糊控制的控制算法，可以有效的减小超调量和静态误差，缩短调节时间。主站使用LCD 显示，用户界面友好。 关键字：单片机；驱动；键盘；光电传感器
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The design of the liquid inputing system basing on one-chip
computer
Abstract:With the development at full speed of science and technology in recent years, the application of the one-chip computer is being moved towards deepenning constantly, drive tradition is it measure crescent benefit to upgrade day to control at the same time. In measuring in real time and automatically controlled one-chip computer application system, the one-chip computer often uses as a key part, only one-chip computer respect knowledge is not enough, should also follow the concrete hardware structure , and direct against and use the software of target's characteristic to combine concretly, in order to do perfectly.
The system is designed to construct a wired monitor system of a master station controlling multiple slave stations,with a one-micro controller Atmel89C52 as the key, complimented by stepper motor drive, keyboard, LCD display, LED display and photoelectric censor data collection out side circuit. The combination of fuzzy control working on the motor drive can effectively reduce the amount of over regulating and stable error and shorten the time of adjusting.
Key words:one-chip computer；drive；keyboard；photoelectric
Abstract 2