基于单片机的点滴控制装置设计

胡灿炜 李金佳 胡毅 朱仲生

摘要：静脉输液，是医疗领域一种比较常见的临床治疗方式，也是在护理方面一项常用的治疗技术。根据临床研究，药物和患者情况的不同，配以合适的输液速度，现有方法主要是医护人员用眼睛观察，依靠手动夹紧输液夹来控制点滴的速度。但该方式具有一定的主观性，容易出现误差，这给医护人员和患者家属增加了很多的麻烦和劳动压力。本设计以 STC89C52RC 单片机为核心，实现键盘参数设置、点滴速度检测、低液位监测、液晶显示、声光报警、步进电机驱动等功能。

关键词：智能化，STC89C52RC，监测，预警，控制

0引言

随着经济水平和社会科技的发展与进步，人们对生活质量的要求愈来愈高。与之相对应的，医院每天仍然是人满为患。医护人员的短缺更是加重了在一线工作的医护人员的工作量，更自动化、智能化的医疗设施设备必然已经成为智能化设备在发展中不可或缺的一部分，尤其是在使用较多的静脉输液器上。静脉输液是目前较为常见的一种临床治疗方法，输液过快，易导致水肿和心力衰竭;而输液过慢，不仅浪费医院有限的病床资源，也会影响药效。现目前，不管是社区诊所，还是大型医院，均采用的是将静脉输液器悬挂在患者的床头，由医护人员或患者家属监测其输液情况和手动调整输液速度[1]。

1 总体方案设计

本设计来源于实际，应用于临床，要求检测数据准确，控制精度高，并具有较强的抗干扰性。概括来说，在进行方案、芯片和传感器选型时，达到以下要求：

1）实时性。即能在较短的时间间隔内对系统进行检测、控制、显示和处理[2]。

2）准确性。需要对点滴速度进行准确测量，对点滴速度进行精确的控制，保证系统的可靠性和实用性[3]。

3）抗干扰性。整个系统必须根据医院护理的具体环境来设计，应保证系统在日光灯等外界因素影响下不受干扰。总体方案设计如图1所示。

2主要硬件系统设计

2.1最小系统电路

最小系统主要包括主控芯片、复位电路、时钟电路等部分，时钟电路的作用是产生时钟信号并为微控制器操作提供时间参考，单片机通过时钟信号，严格按照时序执行相应的指令。簡单来说，时钟电路决定单片机的工作速度，复位电路确定单片机的启动状态。时钟电路中常采用1.2MHz～12MHz的振荡频率，STC89C52RC型单片机常选择11.0592MHz或12MHz 的石英晶振，为了能够消除误差，得到准确的波特率，便于设计的扩展，本设计选择振荡频率为 11.0592MHz的石英晶振[4]。最小系统原理图如图2所示。

2.2 点滴速度检测电路

本设计中选择使用的是对射式计数传感器。模块槽中无遮挡时，接收管导通，模块DO输出低电平;遮挡时，DO输出高电平。模块DO可与继电器相连，组成限位开关等功能，也可以与有源蜂鸣器模块相连，组成报警器，工作电压在3.3V-5V之间[5]。对射式计数传感器原理图如图3所示。

3 实物展示

本设计想要保证能够按预想的情况下正常工作的话，首先需要对设计的各模块进行功能测试。在保证模块能正常工作的情况下，在对模块进行程序设计。完成了程序设计后，然后对各个部分的功能进行测试，只有在上述测试中，各部分都工作正常的情况下，然后对设计的整体进行整体调试。通过不断的调试，发现设计存在的问题，然后及时修改完善设备，整体硬件电路实物图如图 7 所示。

4 结束语

经过对设计各部分硬件电路、软件功能反复测试[7]。硬件方面，连线正确，接口通畅，无短路、虚焊等，能够达到设计要求。软件方面，具有键盘参数设置、点滴速度检测、低液位监测、声光报警以及步进电机驱动几种功能，能够满足基本要求。最后，通过反复试验验证，系统稳定，准确 率高，数据显示界面友好，能够达到用户的使用需求，达到了预期的设计目标，可以应用到实际中。

参考文献

[1]程一方. 智能医疗的发展与应用[J]. 中国新通信， 2019， 21（01）： 219-220.

[2] 康琳， 段晓宇， 禾建平等. 新型气动式输液泵的设计与实现[J]. 淮阴工学院学报， 2018， 27（05）： 7-10.

[3] 王莎莎， 贾明玺， 刘存等. 便携式智能输液点滴速度监控报警装置的设计[J]. 湖南工业大学学报， 2018， 32（04）： 49-54.

作者简介：

胡灿炜  1998.07- 男 汉族 硕士 研究方向：物联网工程

李金佳 2005.06- 女 汉族 高中在读

胡毅 2005.04- 男 汉族 高中在读

朱仲生 2004.11- 男 汉族 高中在读