系统方案设计与论证
闲置模式下，CPU停止工作。但RAM，定时器，计数器，串口和中断系统仍在工作。在掉电模式下，保存RAM的内容并且冻结振荡器，禁止所用其他芯片功能，直到下一个硬件复位为止。
2.7.3 单片机I/O口管脚分配
由单片机外部接线可知，I/O口管脚分配情况如下：
P1.0与报警装置相连，当输液出现异常或报警键被按下时，P1.0口会有一个高电平，驱动报警装置。
P1.1是加键按钮的输入，当检测到加键被按下，P1.1输入一个低电平，设定值加一。
P1.2是减键按钮的输入，当检测到减键被按下，P1.2输入一个低电平，设定值加一。
P1.3是加键按钮的输入，当检测报警键被按下，P1.3输入一个低电平，给P1.0一个高电平，触发报警装置。
P1.4—P1.6为步进电动机的脉冲输入端，通过轮流置一来控制电动机的旋转和转向。
P1.7为数据采集端口，当有脉冲经过时，就会给P1.7一个高电平信号，从而进行脉冲计数，计算流速。
P3口是与上位机的通信端口。 P0.0—P0.5是显示器的位控制端口。 P2.0—P2.3是显示数据的输出口。
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输液系统各模块的硬件设计
第三章 输液系统各模块的硬件设计
基于第二章的方案论证，第三章主要设计了输液系统整体的硬件结构及各主要部分硬件的具体设计。
护士房主控电脑 病房下位机89c51 病房下位机89c51 通信模块max485 图3.1 主从站结构框图
系统总体结构框图如图3.2所示
键盘输入 病房AT89C51 显示装置 晶振电路 控制电机 复位电路 报警装置 电源电路 Max485 Max485 监控电脑 护士室AT89C51 MAX232
图3.2系统的结构框图
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输液系统各模块的硬件设计
3.1 控制电机模块设计
本设计的操作部分采用的是步进电动机。利用单片机来控制步进电动机，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。从而带动滴瓶来调节高低，进而达到控制滴速的目的。
3.1.1 步进电动机的工作原理
步进电动机是一种将输入的数字脉冲信号转换成机械角位移或线位移的执行元件,是一种多相同步电动机,由专用的脉冲电源供电，每输入一个脉冲，就转过一个角度或前进一步，故称步进电动机。
步进电动机的角位移量和输入脉冲的个数严格成正比，在时间上与输入脉冲同步，因此只要控制输入脉冲的数量、频率及电动机绕组通电的相序，便可获得所需的转角、转速及转动方向。在没有脉冲输入时，在绕组电源的激励下气隙磁场能使转子保持原有位置处于定位状态。
在电动机定子上有A、B、C三对磁极，磁极上绕有线圈，分别称之为A相、B相和C相，而转子则是一个带齿的铁心，这种步进电动机称之为三相步进电动机。如果在线圈中通以直流电，就会产生磁场，当A、B、C三个磁极的线圈依次轮流通电，则A、B、C三对磁极就依次轮流产生磁场吸引转子转动。定子各相轮流通电一次转子转过一个齿。这样按A→B→C→A→B→C→A→?次序轮流通电，步进电动机就一步一步地按逆时针方向旋转。如果把步进电动机通电线圈转换的次序倒过来换成A→C→B→A→C→B→?的顺序，则步进电动机将按顺时针方向旋转，所以要改变步进电动机的旋转方向可以在任何一相通电时进行。 3.1.2 步进电机控制原理
步进电机是数字控制电机，它将脉冲信号转变成角位移，即给一个脉冲信号，步进电机就转动一个角度，因此非常适合于单片机控制。步进电机可分为反应式步进电机（简称VR）、永磁式步进电机（简称PM）和混合式步进电机（简称HB）。
步进电机区别于其他控制电机的最大特点是，它是通过输入脉冲信号来进行控制的，即电机的总转动角度由输入脉冲数决定，而电机的转速由脉冲信号频率决定。 步进电机的驱动电路根据控制信号工作，控制信号由单片机产生。其基
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输液系统各模块的硬件设计
本原理作用如下：
(1)控制换相顺序
通电换相这一过程称为脉冲分配。例如：三相步进电机的三拍工作方式，其各相通电顺序为A-B-C－A,通电控制脉冲必须严格按照这一顺序分别控制A,B,C,A相的通断。
(2)控制步进电机的转向
如果给定工作方式正序换相通电，步进电机正转，如果按反序通电换相，则电机就反转。
(3)控制步进电机的速度
如果给步进电机发一个控制脉冲，它就转一步，再发一个脉冲，它会再转一步。两个脉冲的间隔越短，步进电机就转得越快。调整单片机发出的脉冲频率，就可以对步进电机进行调速。
表3.1步进电机控制原理
方式 三 相 单 三 拍 式
步序 1步 2 步 3 步
控制位
P1.6 P1.5 P1.4 C相 B相 A相 0 0 1 0 1 0 1 0 0
通电绕组
A相 B相 C相
控制字 01H 02H 03H
根据上表，单三拍相序为 A—>B—>C—>A时电机正转，反之A<—B<—C<—A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M×10%±1滴。
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