靜脈無線輸液監(jiān)控系統(tǒng)畢業(yè)論文

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　靜脈輸液是我國目前臨床治療中最主要的一種輸液方式,在實踐工作中,醫(yī)護人員一般是靠經(jīng)驗和觀察通過轉(zhuǎn)動輸液器上的滑輪對滴速進行手動調(diào)節(jié)的,這種方法經(jīng)常會出現(xiàn)一些異常情況:一是臨床經(jīng)驗不是很豐富的醫(yī)護人員對滴速的把握就不會很準確,容易造成輸液速度過快導(dǎo)致患者出現(xiàn)不適或速度過慢而影響治療效果;二是若輸液時間較長,容易導(dǎo)致醫(yī)護人員和患

2、者的疏忽,增加醫(yī)療事故隱患。三是需要隨時監(jiān)控輸液情況,加大了醫(yī)護人員的工作任務(wù)。因此提高輸液系統(tǒng)的智能化和自動化以及降低輸液過程中的隱患勢在必行。</p><p>　　為實現(xiàn)輸液的自動!準確和非接觸測量,設(shè)計一種紅外線輸液光電計數(shù)傳感器。通過對不同濃度和性質(zhì)的藥液每毫升所含的液滴數(shù)的實驗數(shù)據(jù)分析,發(fā)現(xiàn)大多數(shù)藥液每毫升所含的液滴數(shù)大致是相同的。利用液滴的數(shù)目來反映己輸液量的多少是可行的。</p>&l

3、t;p>　　該智能醫(yī)療輸液系統(tǒng)可以對多床位的液情況進行遠程監(jiān)控,能針對不同的病人設(shè)定不同的滴速,輸液出現(xiàn)異常情況時會產(chǎn)生報警,液體輸完時可自動切換至另一瓶。本智能醫(yī)療輸液系統(tǒng)可以提高醫(yī)院的服務(wù)水平和服務(wù)質(zhì)量,減少輸液過程中出現(xiàn)的醫(yī)療事故,增強醫(yī)院市場競爭力。</p><p>　　關(guān)鍵字：液滴檢測；遠程監(jiān)控；光電傳感器；nRF905</p><p><b>　　Abstrac

4、t</b></p><p>　　Vein infusion is the most signifieant way of clinieal treatments in China.Through obsewation and experience , nurses usually turn the Pulley by hand to adjust the speed of infusionin Pra

5、etie . But this method often leads to avariety of abnormal situations : Firstly , for some nurses of Poor clinical experience theycould not control the drip rate very aeeurately , that is to say , infusion speed is Eithe

6、r too fast to make Patients discomfort or too slow to influence the treatment effects ; Second</p><p>　　In order to realize the infusion automatically and accurately and the non-contact survey,a count-Photoe

7、lectticity-infrared ray sensor is designed.Pass to the different density and the infusion fluid each of the property contain of the experiment data analysis of thedropping number,diseovered majority infusion fluid each m

8、illiliter institute contains thedropping number approximately is same.Make use of dropping number to reflect the transfusion volume how many is feasible.</p><p>　　This intelligent medical infusion system can

9、 remote monitor the situations of multi-bed infusion,set different drip rates for various patients,produce an alarm when the unusual infusion circumstance happens,and automatically switch to another bottle when the liqui

10、d uses up.This proposed intelligent medical infusion system can elevate the hospital`s service level and quality of service,cut down on occurrences of medical malpractice during infusion,and enhance the market competitiv

11、eness of the hos</p><p>　　Keywords： examining drop ; remote monitoring : photoelectric sensor : NRF-905</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘要I</b></p>

12、<p>　　AbstractII</p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1 選題背景1</p><p>　　1.2 輸液無線檢測系統(tǒng)國內(nèi)外現(xiàn)狀1</p><p>　　1.3 輸液無線檢測系統(tǒng)的應(yīng)用前景3</p><p>　　1.4 本文主要內(nèi)容

13、3</p><p>　　2 系統(tǒng)總體設(shè)計4</p><p>　　2.1 系統(tǒng)總體框圖4</p><p>　　3 無線輸液監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設(shè)計5</p><p>　　3.1系統(tǒng)總體設(shè)計5</p><p>　　3.2 輸液監(jiān)控外圍電路設(shè)計5</p><p>　　3.2.1 紅外對管的選擇

14、5</p><p>　　3.2.2 外圍電路的設(shè)計8</p><p>　　3.3 NRF905無線傳輸模塊設(shè)計9</p><p>　　3.3.1 NRF905無線傳輸模塊選擇9</p><p>　　3.3.2 無線傳輸模塊設(shè)計10</p><p>　　3.4 控制芯片15</p><p&g

15、t;　　3.5 LCD1602液晶顯示模塊20</p><p>　　3.5.1 顯示模塊的選擇20</p><p>　　3.5.2 顯示模塊的設(shè)計21</p><p>　　4 無線輸液監(jiān)控系統(tǒng)的軟件設(shè)計23</p><p>　　4.1 下位機的軟件系統(tǒng)的總體設(shè)計23</p><p>　　4.2 Flash讀寫

16、模塊程序設(shè)計24</p><p>　　4.3 液滴數(shù)據(jù)采集部分識別28</p><p>　　4.4 數(shù)據(jù)顯示子程序設(shè)計30</p><p>　　4.5 無線收發(fā)模塊設(shè)計34</p><p><b>　　結(jié)論38</b></p><p><b>　　致謝39</b>

17、</p><p><b>　　參考文獻40</b></p><p><b>　　1.緒論</b></p><p><b>　　1.1 選題背景</b></p><p>　　遠程監(jiān)控系統(tǒng)是指利用計算機與網(wǎng)絡(luò)通信等手段讓管理人或調(diào)度人員能夠看到過去只有操作人員才能看到的遠方現(xiàn)場的

18、設(shè)備運行數(shù)據(jù)和狀態(tài)的實時信息，同時監(jiān)控中心對遠程的現(xiàn)場進行監(jiān)視和控制，也就要是人們常稱的遙測，遙信，遙控和遙調(diào)。在醫(yī)療上遠程監(jiān)控越來越廣泛的被使用，遠程醫(yī)療己經(jīng)成為時代的需要未來學(xué)家阿爾文托夫勒曾經(jīng)預(yù)言，未來醫(yī)療活動中，醫(yī)生將面對計算機，根據(jù)屏幕顯示的從遠方傳來的病人的各種信息對病人進行診斷和治療，現(xiàn)在人們正將這個預(yù)言變成現(xiàn)實。</p><p>　　近幾十年來，隨著計算機技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，微電子技術(shù)和自動控制技

19、術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，國內(nèi)外遠程醫(yī)療監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)的水平也不斷的提高。目前，醫(yī)院內(nèi)以計算機為基礎(chǔ)的病人床邊監(jiān)護與中央集中監(jiān)護系統(tǒng)，已能通過各種方式與各類信息系統(tǒng)相連接，組成一個集數(shù)據(jù)，波形，語音，圖像為一體的有線與無線相結(jié)合的信息網(wǎng)絡(luò)。在這個網(wǎng)絡(luò)中可通過各種有線和無線傳輸方式，將急救現(xiàn)場，急救車，診療船，直升機，家庭診療所，鄉(xiāng)村醫(yī)院等與急救中心和大型醫(yī)院相聯(lián)通，為人類提供在任何地方，任何時候?qū)嵭羞h程監(jiān)護與醫(yī)療診斷。這一現(xiàn)代技術(shù)目前正悄悄地進入醫(yī)

20、院，家庭以及任何載人的運輸工具(汽車，火車，船舶，飛機，宇宙飛船等)中，并直接為工作中，行走中和飛行中的個人保健服務(wù)。</p><p>　　輸液(俗稱打點滴)是臨床醫(yī)學(xué)上最常用的治療手段。在病人輸液的過程中，往往由于病人體質(zhì)虛弱，昏迷，入睡或者醫(yī)護人員正在別處忙碌等而無法留意到輸液的全過程，從而需要專人監(jiān)護，加重了護理人員的勞動負擔(dān)，也不利于病區(qū)的綜合管理。當輸液完畢，若處理不及時，病人的血液就會因空管而倒流人輸

21、液針管內(nèi)，時間稍長會使扎針處嚴重腫脹。若處理過早，即藥液還未完全輸盡就摘瓶取管則又會造成藥液的浪費等等。因此常引發(fā)病人的不滿以至投訴，使醫(yī)護人員非常無奈。本課題就是針對上述情況，通過遠程監(jiān)控的方法實現(xiàn)醫(yī)院輸液情況的遠程實時監(jiān)測，并通過計算機來實現(xiàn)輸液數(shù)據(jù)的實時顯示和存儲，以及在特殊情況下的報警。本課題對實現(xiàn)醫(yī)院現(xiàn)代化，信息化有巨大的推動作用。</p><p>　　1.2 輸液無線檢測系統(tǒng)國內(nèi)外現(xiàn)狀</p&g

22、t;<p>　　國外在幾十年前對輸液報警技術(shù)就已經(jīng)有了一些基本的研究，并且也研制出來一些新產(chǎn)品。如輸液泵，一種多功能輸液控制器，它可以精確地控制輸液速度，并實現(xiàn)輸液阻塞，氣泡混入和輸液完成報警。目前，國內(nèi)己有同類產(chǎn)品出現(xiàn)，如智能監(jiān)控裝置有靜脈輸液測速器和浮墊自動關(guān)閉式輸液器，但因其功能也是側(cè)重于精確輸液控制，加上依然不菲的價格，所以也只能是和進口輸液泵爭一點市場份額，而未能在各級醫(yī)院大面積的普及推廣。由于精確輸液只對少數(shù)特

23、殊病人和特殊藥品才具有實際意義，而且規(guī)范操作下，輸液阻塞，氣泡混入是可以避免的，因此，在輸液過程中，輸液完成報警問題就成為了人們最為關(guān)注的問題，以至輸液完成報警器的研制成了近幾年來的一個熱門課題，根據(jù)近期對國家知識產(chǎn)權(quán)局專利信息的查詢，目前已有67種輸液完成報警器專利技術(shù)，但由于各專利技術(shù)或多或少都存在著這樣或那樣的缺陷，諸如安全性，可靠性，成本及操作方便程度等問題，致使真正轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的專利并不多。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前僅有北京，西安，廣州

24、，山東菏澤等地區(qū)推出了該類產(chǎn)品，轉(zhuǎn)化率不足專利技術(shù)的1/10而且臨床應(yīng)用推廣情況不太理想，其原因可能就與客戶對這些技術(shù)或產(chǎn)品本身的安全性，可靠性，操作</p><p>　　目前國內(nèi)外常見的輸液報警監(jiān)控技術(shù)主要是對輸液完成信息的提取，它概括起來共有5種方法：</p><p>　　電極法它是從輸液瓶口插入2根電極，利用藥物的導(dǎo)電特性來檢驗瓶內(nèi)藥物是否用完。毫無疑問，該技術(shù)具有較低的成本，但存在

25、著安全隱患，藥物特性是否會因通電而受到影響，還有電極的消毒問題。</p><p>　　測重法它是利用彈簧秤或壓力傳感器或電磁感應(yīng)開關(guān)(干簧管)根據(jù)藥物重量變化來判斷藥液輸完與否，方法雖然簡便，但其可靠性和適應(yīng)性(對袋裝及塑料瓶裝液體不宜)無疑受到質(zhì)疑。</p><p>　　液面檢測法通過固定在輸液瓶或輸液管上的光電傳感器(有采用半導(dǎo)體激光的，也有采用紅外光的)利用液面下降到預(yù)定位置時對光的

26、反射或折射情況的變化來判斷藥物輸完與否。其中檢測瓶內(nèi)液面的，同樣可靠性及適應(yīng)性受到質(zhì)疑，而且采用激光光源的還將帶來一個高成本問題。</p><p>　　超聲回波檢測法它是通過脈沖信號激勵超聲波發(fā)生器發(fā)出超聲波，當超聲波到達輸液瓶中液面后被液面反射回到超聲波接收器，通過檢測超聲波從發(fā)射到接收所需的時間，再根據(jù)超聲波在介質(zhì)中傳播的速度及儀器安裝高度，即可得出輸液瓶中高度。具有非接觸的特點，且性能可靠!安全性好，具有實

27、用價值，但是由于超聲波探頭價格昂貴及安裝操作復(fù)雜，也阻礙了超聲回波技術(shù)在靜脈輸液檢測中的應(yīng)用。½液滴計數(shù)法它是根據(jù)臨床醫(yī)學(xué)的有關(guān)知識，一定量(以毫升為計量單位)的藥液其輸液量與藥滴數(shù)有關(guān)，一般來說從莫非管式滴管滴落的每一滴為1/20毫升，或者是每20滴液滴總計一毫升。因此只要能檢測液滴滴數(shù)，即可檢測到藥液的輸入量。這種技術(shù)由于操作方便!價格便宜，且可靠性，實用性好它已經(jīng)得到了大量的使用。</p><p>

28、;　　1.3 輸液無線檢測系統(tǒng)的應(yīng)用前景</p><p>　　近年來，醫(yī)療事業(yè)的發(fā)展，使計算機網(wǎng)絡(luò)管理成為現(xiàn)代化醫(yī)院的一個重要標志。尤其是在醫(yī)療監(jiān)控領(lǐng)域，提出了多元化，信息化，個性化的醫(yī)療監(jiān)控需求?，F(xiàn)代科技的進步和發(fā)展，為醫(yī)學(xué)監(jiān)護技術(shù)提供了創(chuàng)新條件和新的發(fā)展空間，然而醫(yī)療監(jiān)護技術(shù)和設(shè)備的發(fā)展仍不能滿足醫(yī)院，病人，家庭和人身健康各方面所提出的要求。因此網(wǎng)絡(luò)化遠程醫(yī)療監(jiān)控設(shè)備己具有迫切的市場需求和廣闊的市場前景。&l

29、t;/p><p>　　在輸液遠程監(jiān)控系統(tǒng)中，信號提取是醫(yī)療監(jiān)控系統(tǒng)工作的首要前提。醫(yī)療輸液信號自動檢測和傳輸也是信號提取的過程，醫(yī)療工作人員常常需要檢測和控制液體的儲量或液位，如人工腎機的透析儲液罐中液儲量，自動洗胃機中沖洗液的液量，中醫(yī)使用的藥浴機中煎藥鍋中的水位，靜脈輸液液體量檢測等等。如果對儀器中液體儲量疏于監(jiān)測，在液體儲量失控情況下或者在可能會給患者帶來傷害甚至危機其生命通過對這些液體儲量的監(jiān)測，醫(yī)護人員便可

30、以隨時了解液體余量，并能在液體缺少時及時自動和人工補充或者采取其他措施，維護醫(yī)療設(shè)備的安全運行。因此，如何更好地對醫(yī)療液位進行監(jiān)測，一直是醫(yī)學(xué)工程人員考慮較多的課題之一。</p><p>　　1.4 本文主要內(nèi)容</p><p>　　為了實現(xiàn)醫(yī)院的輸液無線遠程控制，本文主要研究工作如下：本課題主要利用單片機來完成實時監(jiān)測輸液進度，為了完成這個測量控制系統(tǒng)的任務(wù)需要做以下研究：</p&

31、gt;<p>　　(1)根據(jù)輸液室的液瓶莫非管的大小，選擇紅外傳感器。</p><p>　　(2)設(shè)計液滴滴速檢測系統(tǒng)，使之具有多點測量及無線通訊功能。</p><p>　　(3)控制單元軟硬件設(shè)計。</p><p>　　(4)溫度數(shù)據(jù)顯示程序的設(shè)計。</p><p><b>　　2 系統(tǒng)總體設(shè)計</b>&

32、lt;/p><p>　　2.1 系統(tǒng)總體框圖</p><p>　　本設(shè)計是基于單片機對產(chǎn)生數(shù)字信號的高敏感，紅外傳感器和無線傳輸模塊NRF905的數(shù)字處理系統(tǒng)。系統(tǒng)包括STR89C52單片機、復(fù)位電路、溫度檢測、鍵盤及顯示、報警電路、系統(tǒng)軟件等部分的設(shè)計。系統(tǒng)的總體框圖如下圖2-1所示。</p><p>　　圖 2-1 系統(tǒng)的總體框圖</p><p&

33、gt;　　3 無線輸液監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設(shè)計</p><p><b>　　3.1系統(tǒng)總體設(shè)計</b></p><p>　　最小系統(tǒng)是由保證處理器可靠工作所必須的基本電路組成的，主要包括電源電路、時鐘電路、復(fù)位電路和JTAG接口電路。</p><p>　　系統(tǒng)電路圖如下圖3-1所示。</p><p>　　圖 3-1 系統(tǒng)電路圖

34、</p><p>　　3.2 輸液監(jiān)控外圍電路設(shè)計</p><p>　　3.2.1 紅外對管的選擇</p><p>　　在光譜中波長自0.76至400微米的一段稱為紅外線，紅外線是不可見光線。醫(yī)用紅外線可分為兩類：近紅外線與遠紅外線。</p><p>　　紅外線發(fā)射管在LED封裝行業(yè)中主要有三個常用的波段，如下850NM、875NM、940N

35、M。根據(jù)波長的特性運用的產(chǎn)品也有很大的差異，850NM波長的主要用于紅外線監(jiān)控設(shè)備，875NM主要用于醫(yī)療設(shè)備，940NM波段的主要用于紅外線控制設(shè)備。EG：紅外線遙控器、光電開關(guān)、光電計數(shù)設(shè)備等。</p><p>　　紅外對管是紅外線發(fā)射管與光敏接收管，或者紅外線接收管，或者紅外線接收頭配合在一起使用時候的總稱。</p><p>　　光敏接收管，它是一個具有光敏特征的PN結(jié)，屬于光敏二極

36、管，具有單向?qū)щ娦裕虼斯ぷ鲿r需加上反向電壓。無光照時，有很小的飽和反向漏電流（暗電流）。此時光敏管不導(dǎo)通。當光照時，飽和反向漏電流馬上增加，形成光電流，在一定的范圍內(nèi)它隨入射光強度的變化而增大。</p><p>　　紅外線接收管，功能與光敏接收管相似只是不受可見光的干擾，感光面積大，靈敏度高，屬于光敏二極管，一般只對紅外線有反應(yīng)。</p><p>　　紅外線接收頭就是在紅外線接收管的基礎(chǔ)

37、上增加了對微弱信號進行放大的處理的電路，類似開關(guān)電路，接收到紅外信號給出高電平（接近工作電壓），無紅外信號低電平。</p><p>　　管子的極性不能搞錯，通常較長的引腳為正極，另一腳為負極。如果從引腳長度上無法辨識（比如已剪短引腳的），可以通過測量其正反向電阻確定之。測得正向電阻較小時，黑表筆所接的引腳即為正極。</p><p>　　通過測量紅外發(fā)光二極管的正反向電阻，還可以在很大程度上

38、推測其性能的優(yōu)劣。以500型萬用表R×1k檔為例，如果測得正向電阻值大于20kΩ，就存在老化的嫌疑；如果接近于零，則應(yīng)報廢。如果反向電阻只有數(shù)千歐姆，甚至接近于零，則管子必壞無疑；它的反向電阻愈大，表明其漏電流愈小，質(zhì)量愈佳。所選擇的紅外對管如下圖3-2所示。</p><p>　　圖3-2紅外對管實物</p><p>　　紅外線對管的判斷方法。人們習(xí)慣把紅外線發(fā)射管和紅外線接收管

39、稱為紅外對管。紅外對管的外形與普通圓形的發(fā)光二極管類似。初接觸紅外對管者，較難區(qū)分發(fā)射管和接收管。</p><p>　?。?）用三用表測量識別可用500型或其他型號指針式三用表的電阻擋，測量紅外對管的極間電阻，以判別紅外對管。</p><p>　　判據(jù)一：在紅外對管的端部不受光線照射的條件下調(diào)換表筆測量，發(fā)射管的正向電阻小，反向電阻大，且黑表筆接正極(長引腳)時，電阻小的(1k—20k)是

40、發(fā)射管。正反向電阻都很大的是接收管。</p><p>　　判據(jù)二：黑表筆接負極(短引腳)時電阻大的是發(fā)射管，電阻小并且三用表指針隨著光線強弱變化時，指針擺動的是接收管。注：（1）黑表筆接正極，紅表筆接負極時測量正向電阻。（2）電阻大是指三用表指針基本不動。</p><p>　?。?）通電試驗方法判別</p><p>　　用一只發(fā)光二極管和—只電阻與被測的對管串聯(lián)，如

41、圖2所示。圖中電阻起限流作用，阻值取220歐－－510歐。LED發(fā)光二極管用來顯示被測紅外管的工作狀態(tài)。用遙控器(電視機遙控器等)對著被測管按下遙控器的任意鍵，LED亮?xí)r，被測管是紅外接收管。不亮則是紅外發(fā)射管。</p><p>　　測量紅外發(fā)光二極管在發(fā)射器電路上的工作電壓和工作電流，可以簡便地判定其工作善如何。測量管子兩端的工作電壓時，靜態(tài)下（即沒有按鍵按下時）通常為零，而動態(tài)下（即按下某一按鍵時）將跳變?yōu)橐?/p>

42、個較小的電壓值，因遙控系統(tǒng)的編碼方式、驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)以及工作電源電壓的不同，該電壓值通常在0.07～0.4V之間，而且表筆還應(yīng)微微顫抖。當使用數(shù)字式萬用表測量時，其測量值將普遍高于指針式萬用表測得的數(shù)值，通常在0.1～0.8V之間。如果出現(xiàn)靜態(tài)時表針顫抖而動態(tài)時不抖、靜態(tài)下和動態(tài)下都顫抖、靜態(tài)下和動態(tài)下均不顫抖，以及動態(tài)電壓與靜態(tài)電壓無明顯差別等現(xiàn)象，可判定紅外發(fā)光二極管工作異常，倘若驅(qū)動放大電路正常，則多為紅外發(fā)光二極管損壞。<

43、/p><p>　　紅外發(fā)光二極管應(yīng)保持清潔、完好狀態(tài)，尤其是其前端的球面形發(fā)射部分既不能存在臟垢之類的污染物，更不能受到摩擦損傷，否則，從管芯發(fā)出的紅外光將產(chǎn)生反射及散射現(xiàn)象，直接影響到紅外光的傳播，輕者可能降低遙控的靈敏度，縮減控制距離，重者可能產(chǎn)生失靈，甚至遙控失效。</p><p>　　紅外發(fā)光二極管在工作過程中其各項參數(shù)均不得超過極限值，因此在代換選型時應(yīng)當注意原裝管子的型號和參數(shù)，不

44、可隨意更換。另外，也不可任意變更紅外發(fā)光二極管的限流電阻。由于紅外光波長的范圍相當寬，故紅外發(fā)光二極管必須與紅外接收二極管配對使用，否則將影響遙控的靈敏度，甚至造成失控。因此在代換選型時，要務(wù)必關(guān)注其所輻射紅外光信號的波長參數(shù)。</p><p>　　紅外發(fā)光二極管封裝材料的硬度較低，它的耐高溫性能更差，為避免損壞，焊點應(yīng)當晝遠離引腳的根部，焊接溫度也不能太高，焊接時間更不宜過長，最好用金屬鑷子夾住引腳的根部，以幫

45、助散熱。引腳彎折開關(guān)的定型應(yīng)當在焊接之前完成，焊接期間管體與引腳均不得受力。</p><p>　　紅外線接收頭采用小型設(shè)計、內(nèi)屏蔽模塊封裝，可以做紅外線解碼實驗，紅外線遙控器等等。配合遙控器完成遙控解碼及紅外遙控實驗。在紅外遙控系統(tǒng)中作為接收元件廣泛應(yīng)用于1、視聽器材（如VCD、DVD、DVB、TV等）2、家庭器材（如冷氣機，電風(fēng)扇、電燈等）3、紅外線搖控（如玩具等）</p><p>　　

46、金屬封裝紅外線接收管,適用于各類光電轉(zhuǎn)換的自控儀器,傳感器.各類光電檢測器的信號光源.根據(jù)驅(qū)動方式可獲得穩(wěn)定光.脈沖光,緩變光.常用于控制,報警等方面.持點;采用反射功能的結(jié)構(gòu)形式,光功率較強,低驅(qū)動電壓,易與晶體管電路匹配.結(jié)構(gòu)堅固耐震.可靠性高.金屬玻璃封裝器件,耐磨耐溫性好.</p><p>　　接收器對外只有3個引腳：Out、GND、Vcc與單片機接口非常方便（1）脈沖信號輸出接，直接接單片機的IO口。（

47、2）GND接系統(tǒng)的地線（0V）；（3）Vcc接系統(tǒng)的電源正極（+5V）。</p><p>　　3.2.2 外圍電路的設(shè)計</p><p>　　外圍電路的選擇上包括兩個9013三極管，電阻六個，阻值分別為1K,4.7K兩個，12K兩個，470一個，一個發(fā)光二極管。</p><p>　　外圍電路的仿真圖如下圖3-3所示。</p><p>　　圖3

48、-3 外圍電路仿真圖</p><p>　　3.3 NRF905無線傳輸模塊設(shè)計</p><p>　　3.3.1 NRF905無線傳輸模塊選擇</p><p>　　本設(shè)計采用無線傳輸技術(shù)來和上位機進行通訊，來獲得實時溫度數(shù)據(jù)?？梢圆捎矛F(xiàn)成的無線傳輸模塊NRF905。NRF905采用Nordic公司的是VLSI ShockBurst技術(shù)。ShockBurst使NRF90

49、5能夠提供高速數(shù)據(jù)傳輸而不需要昂貴的高速MCU來進行數(shù)據(jù)處理/時鐘覆蓋。通過將于RF協(xié)議有關(guān)的高速信號處理放到芯片內(nèi)，NRF905提供給應(yīng)用的MCU一個SPI接口，速率由MCU自己設(shè)定的接口速率來決定。NRF905通過ShockBurst工作模式在在RF以最大速率連接時降低數(shù)字應(yīng)用部分的速率來降低應(yīng)用中的平均電流消耗。在ShockBurst RX模式中，地址匹配AM和和數(shù)據(jù)就緒DR信號通知MCU一個有效地址和數(shù)據(jù)包已經(jīng)各自接收完成。在S

50、hockBurst TX模式中，NRF905自動產(chǎn)生前導(dǎo)碼和CRC校驗碼，數(shù)據(jù)就緒DR信號通知MCU數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)經(jīng)完成。這意味著降低MCU存儲器需求，也就是降低MCU成本同時縮短了軟件開發(fā)時間。因此NRF905廣泛應(yīng)用與遙控、遙測、無線抄表、門禁系統(tǒng)、工業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、無線標簽、身份識別等。其基本特性見下表3-1。</p><p><b>　　表3-1 基本特性</b></p>

51、<p><b>　　產(chǎn)品特性：</b></p><p>　　(1)430/868/915Mhz高性能嵌入式模塊，多頻道選擇，低電壓低功耗工作。</p><p>　　(2)超小體積，內(nèi)置環(huán)形天線，性能穩(wěn)定且不受外界影響，對電源不敏感，距離更遠。</p><p>　　(3)最大發(fā)射功率+10dBm，高抗干擾GFSK調(diào)制，可跳頻，數(shù)據(jù)速率5

52、0kbps，獨特的載波監(jiān)測輸出，地址匹配輸出，數(shù)據(jù)就緒輸出。</p><p>　　(4)內(nèi)置完整通信協(xié)議和CRC，只通過SPI就可以完成所有無線收發(fā)傳輸，無線通信和SPI通信一樣簡單。NRF905共有四種工作模式，其中兩種活動RX/TX模式，兩種節(jié)電模式。</p><p>　　工作模式的有TRX_CE、TX_EN和PWR_UP決定，如下表3-2所示</p><p>

53、<b>　　表3-2 工作模式</b></p><p>　　NRF905所有配置都通過SPI接口進行，一條SPI指令用來決定進行什么操作，SPI接口只在掉電和Standby模式下激活。如圖3-3所示SPI接口由5個寄存器組成：</p><p>　　(1)狀態(tài)寄存器（Status-Register），包含數(shù)據(jù)就緒DR和地址匹配AM狀態(tài)。</p><p

54、>　　(2)RF配置寄存器（RF-Configuration Register），包含收發(fā)器頻率和輸出功率等配置信息。</p><p>　　(3)發(fā)送地址（TX-Address），包含目標寄存器地址，字長由配置寄存器設(shè)置。</p><p>　　有數(shù)據(jù)準備就緒DR如下圖3-4所示。</p><p>　　圖3-4 數(shù)據(jù)準備就緒DR</p><p

55、>　　3.3.2 無線傳輸模塊設(shè)計</p><p>　　本設(shè)計采用的是Nordic公司的nRF905芯片開發(fā)的無線傳輸模塊。該模塊工作在433/868/915MHZ 的 ISM 頻段，由一個完全集成的頻率調(diào)制器一個帶解調(diào)器的接收器一個功率放大器一個晶體震蕩器和一個調(diào)節(jié)器組成。ShockBurst工作模式的特點是自動產(chǎn)生前導(dǎo)碼和CRC 可以很容易通過SPI接口進行編程配置電流消耗很低在發(fā)射功率為＋10dBm

56、 時發(fā)射電流為30mA接收電流為12.5mA.進入POWERDOWN 模式可以很容易實現(xiàn)節(jié)電。</p><p>　　nRF905是單片射頻收發(fā)芯片，工作于433MHz的ISM頻段，芯片內(nèi)置頻率合成器、功率放大器、晶體振蕩器和調(diào)制器等功能模塊，輸出功率和通信頻道可通過程序進行配置。芯片能耗非常低，以10dBm的功率發(fā)射時，工作電流僅有30mA，接收時工作電流只有12.5mA，多種低功率工作模式，待機模式下電流僅為1

57、2.5μA，節(jié)能設(shè)計更方便。其ShockBurst技術(shù)可在通訊時自動生成前導(dǎo)碼和CRC校驗位。nRF905適用于多種無線通信的場合，如無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、報警及安全系統(tǒng)、家庭自動化、遙感監(jiān)測、無線門禁系統(tǒng)等。422.4～473.5MHz工作頻段。512個通訊頻道，滿足多點通訊、分組、跳頻等應(yīng)用需求。發(fā)射功率可設(shè)置為：10dBm、6dBm、-2dBm和-10dBm。通過SPI接口與MCU連接。支持50kbps傳輸速率。ShockBurst傳

58、輸模式，自動生成前導(dǎo)碼和CRC校驗碼。工作電壓范圍：1.9V～3.6V，待機模式下電流僅為12.5μA。工作溫度范圍：-40℃～+85℃。</p><p>　　工作模式：nRF905采用Nordic公司的VLSI ShockBurst技術(shù)。ShockBurst技術(shù)使nRF905能夠提供高速的數(shù)據(jù)傳輸，而不需要昂貴的高速MCU來進行數(shù)據(jù)處理/時鐘覆蓋。通過將與RF協(xié)議有關(guān)的高速信號處理放到芯片內(nèi)，nRF905提供給

59、應(yīng)用的微控制器一個SPI接口，速率由微控制器自己設(shè)定的接口速度決定。nRF905通過ShockBurst工作模式在RF以最大速率進行連接時降低數(shù)字應(yīng)用部分的速度來降低在應(yīng)用中的平均電流消耗。在ShockBurst RX模式中，地址匹配AM和數(shù)據(jù)準備就緒DR信號通知MCU一個有效的地址和數(shù)據(jù)包已經(jīng)各自接收完成。在ShockBurst TX模式中，nRF905自動產(chǎn)生前導(dǎo)碼和CRC校驗碼，數(shù)據(jù)準備就緒DR信號通知MCU數(shù)據(jù)傳輸已經(jīng)完成。總之

60、，這意味著降低MCU的存儲器需求也就是說降低MCU成本，又同時縮短軟件開發(fā)時間。</p><p>　　(1)典型ShockBurst TX模式：</p><p>　?、佼攽?yīng)用MCU有遙控數(shù)據(jù)節(jié)點時，接收節(jié)點的地址TX-address和有效數(shù)據(jù)TX-payload通過SPI接口傳送給nRF905應(yīng)用協(xié)議或MCU設(shè)置接口速度；</p><p>　?、贛CU設(shè)置TRX_C

61、E、TX_EN為高來激活nRF905 ShockBurst傳輸；</p><p>　?、踤RF905 ShockBurst：</p><p><b>　　?無線系統(tǒng)自動上電</b></p><p>　　?數(shù)據(jù)包完成（加前導(dǎo)碼和CRC校驗碼）</p><p>　　?數(shù)據(jù)包發(fā)送（100kbps，GFSK，曼切斯特編碼）<

62、;/p><p>　?、苋绻鸄UTO_RETRAN被設(shè)置為高nRF905將連續(xù)地發(fā)送數(shù)據(jù)包直到TRX_CE被設(shè)置為低；</p><p>　?、莓擳RX_CE被設(shè)置為低時，nRF905結(jié)束數(shù)據(jù)傳輸并自動進入standby模式。</p><p>　　(2)典型ShockBurst RX模式</p><p>　?、偻ㄟ^設(shè)置TRX_CE高，TX_EN低來選

63、擇ShockBurst模式；</p><p>　?、?50us以后，nRF905監(jiān)測空中的信息；</p><p>　?、郛攏RF905發(fā)現(xiàn)和接收頻率相同的載波時，載波檢測CD被置高；</p><p>　?、墚攏RF905接收到有效的地址時，地址匹配AM被置高；</p><p>　?、莓攏RF905接收到有效的數(shù)據(jù)包（CRC校驗正確）時，nRF

64、905去掉前導(dǎo)碼、地址和CRC位，數(shù)據(jù)準備就緒（DR）被置高；</p><p>　?、轒CU設(shè)置TRX_CE低，進入standby模式低電流模式；</p><p>　?、進CU可以以合適的速率通過SPI接口讀出有效數(shù)據(jù)；</p><p>　?、喈斔械挠行?shù)據(jù)被讀出后，nRF905將AM和DR置低；</p><p>　　⑨nRF905將準備進

65、入ShockBurst RX、ShockBurst TX或Powerdown模式。</p><p><b>　　(3)掉電模式</b></p><p>　　在掉電模式中，nRF905被禁止，電流消耗最小，典型值低于2.5uA。當進入這種模式時，nRF905是不活動的狀態(tài)。這時候平均電流消耗最小，電池使用壽命最長。在掉電模式中，配置字的內(nèi)容保持不變。</p>

66、<p>　　(4)STANDBY模式</p><p>　　Standby模式在保持電流消耗最小的同時保證最短的ShockBurstRX、ShockBurstTX的啟動時間。當進入這種模式時，一部分晶體振蕩器是活動的。電流消耗取決于晶體振蕩器頻率，如：當頻率為4MHZ時，IDD=12uA；當頻率為20MHZ時，IDD=46uA。如果uPCLK（Pin3）被使能，電流消耗將增加。并且取決于負載電容和頻率

67、。在此模式中，配置字的內(nèi)容保持不變。</p><p><b>　　編輯本段器件配置</b></p><p>　　nRF905的所有配置都通過SPI接口進行。SPI接口由5個寄存器組成，一條SPI指令用來決定進行什么操作。SPI接口只有在掉電模式和Standby模式是激活的。</p><p>　　(1)狀態(tài)寄存器（Status-Register）

68、</p><p>　　寄存器包含數(shù)據(jù)就緒DR和地址匹配AM狀態(tài)。</p><p>　　(2)RF配置寄存器（RF-Configuration Register）</p><p>　　寄存器包含收發(fā)器的頻率、輸出功率等配置信息。</p><p>　　(3)發(fā)送地址（TX-Address）</p><p>　　寄存器包含目

69、標器件地址，字節(jié)長度由配置寄存器設(shè)置。</p><p>　　(4)發(fā)送有效數(shù)據(jù)（TX-Payload）</p><p>　　寄存器包含發(fā)送的有效ShockBurst數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)，字節(jié)長度由配置寄存器設(shè)置。</p><p>　　(5)接收有效數(shù)據(jù)（RX-Payload）</p><p>　　寄存器包含接收到的有效ShockBurst數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)，字

70、節(jié)長度由配置寄存器設(shè)置。在寄存器中的有效數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)準備就緒DR指示。</p><p><b>　　編輯本段接口模式</b></p><p>　　(1)模式控制接口：</p><p>　　該接口由PWR、TRX_CE、TX_EN組成控制由nRF905組成的高頻頭的四種工作模式：掉電和SPI編程模式；待機和SPI編程模式；發(fā)射模式；接收模式。<

71、;/p><p><b>　　(2)SPI接口：</b></p><p>　　SPI接口由CSN、SCK、MOSI以及MISO組成。在配置模式下單片機通過SPI接口配置高頻頭的工作參數(shù)；在發(fā)射/接收模式下單片機SPI接口發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。</p><p>　　(3)狀態(tài)輸出接口：</p><p>　　提供載波檢測輸出CD，地址匹

72、配輸出AM，數(shù)據(jù)就緒輸出DR。</p><p><b>　　編輯本段外圍信息</b></p><p><b>　　(4)晶體規(guī)格</b></p><p>　　為了實現(xiàn)晶體振蕩器低功耗和快速啟動時間的解決方案,推薦使用低值晶體負載電容。指定CL=12pF是可以接受的。但是，也可能增大到16pF。指定一個晶體并行相等電容,Co

73、=1.5pF也是很好的，但這樣一來會增加晶體自身成本。典型的設(shè)定晶體電容Co=1.5pF，指定Co_max=7.0pF。</p><p><b>　　(5)外部參考時鐘</b></p><p>　　一個外部參考時鐘如MCU時鐘，可以用來代替晶體震蕩器。這個時鐘信號應(yīng)該直接連接到XC1引腳，XC2引腳為高阻態(tài)。當使用外部時鐘代替晶體時鐘工作時，始終必須工作在Standb

74、y模式以降低電流消耗。如果器件被設(shè)置成Standby模式而沒有使用外部時鐘或晶體時鐘，則電流消耗最大可達1mA。</p><p>　　(6)微處理器輸出時鐘</p><p>　　在默認情況下，微處理器提供輸出時鐘。在Standby模式下提供輸出時鐘將增加電流消耗。在Standby模式電流消耗取決于頻率和外部晶體負載、輸出時鐘的頻率和提供輸出時鐘的電容負載。</p><p

75、><b>　　(7)天線輸出</b></p><p>　　ANT1和ANT2輸出腳給天線提供穩(wěn)定的RF輸出。這兩個腳必須有連接到VDD_PA的直流通路，通過RF扼流圈，或者通過天線雙極的中心點。在ANT1和ANT2之間的負載阻抗應(yīng)該在200-700Ω范圍內(nèi)，通過簡單的匹配網(wǎng)絡(luò)或RF變壓器（不平衡變壓器）可以獲得較低的阻抗（例如50Ω）。</p><p>　　圖3

76、-5是接口電路，表3-2是管腳詳細介紹。</p><p><b>　　圖3-5 接口電路</b></p><p>　　表3-3 nRF905管腳說明</p><p>　　ANT1和ANT2輸出腳給天線提供穩(wěn)定的RF輸出。這兩個腳必須有連接到VDD_PA的直流通路，通過RF扼流圈，或者通過天線雙極的中心點。在ANT1和ANT2之間的負載阻抗應(yīng)該在

77、200-700Ω范圍內(nèi)，通過簡單的匹配網(wǎng)絡(luò)或RF變壓器（不平衡變壓器）可以獲得較低的阻抗（例如50Ω）。</p><p><b>　　3.4 控制芯片</b></p><p>　　STC89C52RC單片機是宏晶科技推出的新一代高速/低功耗/超強抗干擾的單片機，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051單片機，12時鐘/機器周期和6時鐘/機器周期可以任意選擇。</p>

78、<p><b>　　主要特性如下：</b></p><p>　　增強型8051單片機，6時鐘/機器周期和12時鐘/機器周期可以任意選擇，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051。工作電壓：5.5V～3.3V（5V單片機）/3.8V～2.0V（3V單片機）。工作頻率范圍：0～40MHz，相當于普通8051的0～80MHz，實際工作頻率可達48MHz。用戶應(yīng)用程序空間為8K字節(jié)。片上集成512字

79、節(jié)RAM。</p><p>　　通用I/O口（32個），復(fù)位后為：P1/P2/P3/P4是準雙向口/弱上拉，P0口是漏極開路輸出，作為總線擴展用時，不用加上拉電阻，作為I/O口用時，需加上拉電阻。</p><p>　　ISP（在系統(tǒng)可編程）/IAP（在應(yīng)用可編程）可通過串口（RxD/P3.0,TxD/P3.1）直接下載用戶程序，數(shù)秒即可完成一片。具有EEPROM功能，具有看門狗功能，共3個

80、16位定時器/計數(shù)器。即定時器T0、T1、T2。STC89C52RC引腳圖如圖3-5所示。</p><p>　　圖3-6 STC89C52RC引腳圖</p><p>　　外部中斷4路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路，Power Down模式可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒，通用異步串行口（UART），還可用定時器軟件實現(xiàn)多個UART。工作溫度范圍：-40～+85℃（工業(yè)級）/0～75℃（商業(yè)

81、級）。掉電模式：典型功耗<0.1μA,可由外部中斷喚醒，中斷返回后，繼續(xù)執(zhí)行原程序?？臻e模式：典型功耗2mA。正常工作模式：典型功耗4Ma～7mA。掉電模式可由外部中斷喚醒，適用于水表、氣表等電池供電系統(tǒng)及便攜設(shè)備。</p><p>　　STC89C52RC引腳功能說明</p><p>　　VCC（40引腳）：電源電壓</p><p>　　VSS（20引腳）：

82、接地</p><p>　　P0端口（P0.0～P0.7，39～32引腳）：P0口是一個漏極開路的8位雙向I/O口。作為輸出端口，每個引腳能驅(qū)動8個TTL負載，對端口P0寫入“1”時，可以作為高阻抗輸入。在訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時，P0口也可以提供低8位地址和8位數(shù)據(jù)的復(fù)用總線。此時，P0口內(nèi)部上拉電阻有效。在Flash ROM編程時，P0端口接收指令字節(jié)；而在校驗程序時，則輸出指令字節(jié)。驗證時，要求外接上拉電阻

83、。</p><p>　　P1端口（P1.0～P1.7，1～8引腳）：P1口是一個帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。P1的輸出緩沖器可驅(qū)動（吸收或者輸出電流方式）4個TTL輸入。對端口寫入1時，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，這是可用作輸入口。P1口作輸入口使用時，因為有內(nèi)部上拉電阻，那些被外部拉低的引腳會輸出一個電流（）。</p><p>　　此外，P1.0和P1.1還可以作為定時器/

84、計數(shù)器2的外部技術(shù)輸入（P1.0/T2）和定時器/計數(shù)器2的觸發(fā)輸入（P1.1/T2EX），具體參見下表：</p><p>　　在對Flash ROM編程和程序校驗時，P1接收低8位地址。如表3-4，P1.0和P1.1引腳復(fù)用功能</p><p>　　表3-4 P1.0和P1.1引腳復(fù)用功能</p><p>　　P2端口（P2.0～P2.7，21～28引腳）：P2

85、口是一個帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O端口。P2的輸出緩沖器可以驅(qū)動（吸收或輸出電流方式）4個TTL輸入。對端口寫入1時，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，這時可用作輸入口。P2作為輸入口使用時，因為有內(nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號拉低的引腳會輸出一個電流。</p><p>　　在訪問外部程序存儲器和16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（如執(zhí)行“MOVX @DPTR”指令）時，P2送出高8位地址。在訪問8位地址的外部數(shù)據(jù)

86、存儲器（如執(zhí)行“MOVX @R1”指令）時，P2口引腳上的內(nèi)容（就是專用寄存器（SFR）區(qū)中的P2寄存器的內(nèi)容），在整個訪問期間不會改變。</p><p>　　在對Flash ROM編程和程序校驗期間，P2也接收高位地址和一些控制信號。</p><p>　　P3端口（P3.0～P3.7，10～17引腳）：P3是一個帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O端口。P3的輸出緩沖器可驅(qū)動（吸收或輸出電流方

87、式）4個TTL輸入。對端口寫入1時，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，這時可用作輸入口。P3做輸入口使用時，因為有內(nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號拉低的引腳會輸入一個電流。</p><p>　　在對Flash ROM編程或程序校驗時，P3還接收一些控制信號。</p><p>　　P3口除作為一般I/O口外，還有其他一些復(fù)用功能，如下表2-4所示：如表3-5是P3口引腳復(fù)用功能</p&

88、gt;<p>　　表3-5 P3口引腳復(fù)用功能</p><p>　　RST（9引腳）：復(fù)位輸入。當輸入連續(xù)兩個機器周期以上高電平時為有效，用來完成單片機單片機的復(fù)位初始化操作?？撮T狗計時完成后，RST引腳輸出96個晶振周期的高電平。特殊寄存器AUXR（地址8EH）上的DISRTO位可以使此功能無效。DISRTO默認狀態(tài)下，復(fù)位高電平有效。</p><p>　　ALE（30引腳

89、）：地址鎖存控制信號（ALE）是訪問外部程序存儲器時，鎖存低8位地址的輸出脈沖。在Flash編程時，此引腳（）也用作編程輸入脈沖。</p><p>　　在一般情況下，ALE以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用來作為外部定時器或時鐘使用。然而，特別強調(diào)，在每次訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，ALE脈沖將會跳過。</p><p>　　如果需要，通過將地址位8EH的SFR的第0位置“1”，ALE操作將無

90、效。這一位置“1”，ALE僅在執(zhí)行MOVX或MOV指令時有效。否則，ALE將被微弱拉高。這個ALE使能標志位（地址位8EH的SFR的第0位）的設(shè)置對微控制器處于外部執(zhí)行模式下無效。</p><p>　　ALE（29引腳）：外部程序存儲器選通信號是外部程序存儲器選通信號。當AT89C51RC從外部程序存儲器執(zhí)行外部代碼時，在每個機器周期被激活兩次，而訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，將不被激活。</p><

91、p>　　VPP（31引腳）：訪問外部程序存儲器控制信號。為使能從0000H到FFFFH的外部程序存儲器讀取指令，必須接GND。注意加密方式1時，將內(nèi)部鎖定位RESET。為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令，應(yīng)該接VCC。在Flash編程期間，也接收12伏VPP電壓。</p><p>　　XTAL1（19引腳）：振蕩器反相放大器和內(nèi)部時鐘發(fā)生電路的輸入端。</p><p>　　XTAL2（18引腳）：

92、振蕩器反相放大器的輸入端。</p><p><b>　　特殊功能寄存器</b></p><p>　　在STC89C52RC片內(nèi)存儲器中，80H～FFH共128個單元位特殊功能寄存器（SFR），SFR的地址空間如下表3-6所示。工作的三種模式如下表3-7所示。</p><p><b>　　表3-6 3種模式</b></

93、p><p>　　表3-7 RCLK+TCLK</p><p>　　3.5 LCD1602液晶顯示模塊</p><p>　　3.5.1 顯示模塊的選擇</p><p>　　為了完成系統(tǒng)溫度數(shù)據(jù)的顯示，本設(shè)計采用具有漢字顯示功能的YM12864R。FYD12864-0402B是一種具有4位/8位并行、2線或3線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國標一級、二級

94、簡體中文字庫的點陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為128×64,內(nèi)置8192個16*16點漢字，和128個16*8點ASCII字符集.利用該模塊靈活的接口方式和簡單、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機交互圖形界面。可以顯示8×4行16×16點陣的漢字.也可完成圖形顯示.低電壓低功耗是其又一顯著特點。由該模塊構(gòu)成的液晶顯示方案與同類型的圖形點陣液晶顯示模塊相比，不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡潔得多，且該模塊的

95、價格也略低于相同點陣的圖形液晶模塊。</p><p>　　FYD12864-0402B由ST7920芯片控制，主要由以下幾部分構(gòu)成：</p><p>　　(1)忙標志BF。BF標志提供內(nèi)部工作情況.BF=1表示模塊在進行內(nèi)部操作,此時模塊不接受外部指令和數(shù)據(jù).BF=0時,模塊為準備狀態(tài),隨時可接受外部指令和數(shù)據(jù)。利用STATUS RD指令,可以將BF讀到DB7總線,從而檢驗?zāi)K之工作狀態(tài)。

96、</p><p>　　(2)字型產(chǎn)生ROM（CGROM）。字型產(chǎn)生ROM（CGROM）提供8192個觸發(fā)器用于模塊屏幕顯示開和關(guān)的控制。DFF=1為開顯示（DISPLAY ON),DDRAM的內(nèi)容就顯示在屏幕上，DFF=0為關(guān)顯示（DISPLAY OFF)。DFF的狀態(tài)是指令DISPLAY ON/OFF和RST信號控制的。</p><p>　　(3)顯示數(shù)據(jù)RAM（DDRAM）。模塊內(nèi)部顯

97、示數(shù)據(jù)RAM提供64×2個位元組的空間，最多可控制4行16字（64個字）的中文字型顯示，當寫入顯示數(shù)據(jù)RAM時，可分別顯示CGROM與CGRAM的字型；此模塊可顯示三種字型，分別是半角英數(shù)字型(16*8)、CGRAM字型及CGROM的中文字型，三種字型的選擇，由在DDRAM中寫入的編碼選擇，在0000H—0006H的編碼中（其代碼分別是0000、0002、0004、0006共4個）將選擇CGRAM的自定義字型，02H—7FH的

98、編碼中將選擇半角英數(shù)字的字型，至于A1以上的編碼將自動的結(jié)合下一個位元組，組成兩個位元組的編碼形成中文字型的編碼BIG5（A140—D75F），GB（A1A0-F7FFH）。</p><p>　　(4)字型產(chǎn)生RAM（CGRAM）。字型產(chǎn)生RAM提供圖象定義(造字)功能,可以提供四組16×16點的自定義圖象空間，使用者可以將內(nèi)部字型沒有提供的圖象字型自行定義到CGRAM中，便可和CGROM中的定義一樣地

99、通過DDRAM顯示在屏幕中。</p><p>　　(5)地址計數(shù)器AC。地址計數(shù)器是用來貯存DDRAM/CGRAM之一的地址,它可由設(shè)定指令暫存器來改變，之后只要讀取或是寫入DDRAM/CGRAM的值時，地址計數(shù)器的值就會自動加一，當RS為“0”時而R/W為“1”時，地址計數(shù)器的值會被讀取到DB6——DB0中。</p><p>　　(6)光標/閃爍控制電路。此模塊提供硬體光標及閃爍控制電路

100、，由地址計數(shù)器的值來指定DDRAM中的光標或閃爍位置。模塊主要電氣參數(shù)和顯示特性：(1)VDD 3.5-5V電源，內(nèi)置升壓電路，無需負壓。(2)128列×64行內(nèi)容顯示。(3)與MCU接口為8位或4位并行/3位串行。(4)配置LED背光。(5)光標顯示，畫面移位，自定義字符，睡眠模式等多種軟件功能。</p><p>　　1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等的點陣型液

101、晶模塊。它由若干個5X7或者5X11等點陣字符位組成，每個點陣字符位都可以顯示一個字符，每位之間有一個點距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用，正因為如此所以它不能很好地顯示圖形）。1602LCD是指顯示的內(nèi)容為16X2,即可以顯示兩行，每行16個字符液晶模塊。市面上字符液晶大多數(shù)是基于HD44780液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此基于HD44780寫的控制程序可以很方便地應(yīng)用于市面上大部分的字符型液晶。<

102、/p><p>　　3.5.2 顯示模塊的設(shè)計</p><p><b>　　管腳的功能：</b></p><p>　　1602采用標準的16腳接口，其中：</p><p>　　第1腳：VSS為電源地。</p><p>　　第2腳：VCC接5V電源正極。</p><p>　　第3腳

103、：V0為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高（對比度過高時會 產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一個10K的電位器調(diào)整對比度）。</p><p>　　第4腳：RS為寄存器選擇，高電平1時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平0時選擇指令寄存器。</p><p>　　第5腳：RW為讀寫信號線，高電平(1)時進行讀操作，低電平(0)時進行寫操作。</p><p>

104、;　　第6腳：E(或EN)端為使能(enable)端,高電平（1）時讀取信息，負跳變時執(zhí)行指令。</p><p>　　第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)端。</p><p>　　第15～16腳：空腳或背燈電源。15腳背光正極，16腳背光負極。</p><p>　　特性：3.3V或5V工作電壓，對比度可調(diào)，內(nèi)含復(fù)位電路，提供各種控制命令,如：清屏、字符閃爍、光標閃

105、爍、顯示移位等多種功能，有80字節(jié)顯示數(shù)據(jù)存儲器DDRAM，內(nèi)建有192個5X7點陣的字型的字符發(fā)生器CGROM，8個可由用戶自定義的5X7的字符發(fā)生器CGRAM。</p><p>　　特征應(yīng)用：微功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧，常用在袖珍式儀表和低功耗應(yīng)用系統(tǒng)中。</p><p>　　字符集：1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器（CGROM)已經(jīng)存儲了160個不同的點陣字符圖形，這

106、些字符有：阿拉伯數(shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號、和日文假名等，每一個字符都有一個固定的代碼，比如大寫的英文字母“A”的代碼是01000001B（41H），顯示時模塊把地址41H中的點陣字符圖形顯示出來，我們就能看到字母“A”。因為1602識別的是ASCII碼，試驗可以用ASCII碼直接賦值，在單片機編程中還可以用字符型常量或變量賦值，如“A’”。</p><p>　　以下是1602的16進制ASCII碼表地址

107、：讀的時候，先讀左邊那列，再讀上面那行，如： ASCII為0x21，字母B的ASCII為0x42（前面加0x表示十六進制）。如圖3-7所示。</p><p>　　圖3-7 LCD1602仿真原理圖</p><p>　　4 無線輸液監(jiān)控系統(tǒng)的軟件設(shè)計</p><p>　　4.1 下位機的軟件系統(tǒng)的總體設(shè)計</p><p>　　輸液遠程監(jiān)控系統(tǒng)下

108、位機的核心是單片機,而軟件是單片機控制系統(tǒng)的關(guān)鍵,一個單片機控制系統(tǒng)的功能實現(xiàn)和可靠性在很大程度上決定于軟件。本系統(tǒng)的下位機系統(tǒng)軟件設(shè)計的重點在于:INTO中斷處理程序,主要是用于對光電傳感器轉(zhuǎn)過來的液滴信號進行計數(shù);45定時判斷和現(xiàn)場報警程序,主要是用于對是否有液滴滴下和液滴過慢時的報警;其系統(tǒng)流軟件框圖如圖4-1所示。</p><p>　　圖4-1系統(tǒng)流軟件框</p><p>　　4.

109、2 Flash讀寫模塊程序設(shè)計</p><p>　　STC89C52單片機內(nèi)部有60K的Flash存儲器模塊，可以按位、字節(jié)和字進行訪問，并且可以進行編程和擦除，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的保存。但由于Flash存儲器的特性，擦除操作只能按段擦除。因此程序中應(yīng)將擦除和改寫的數(shù)據(jù)放在不同段中，以免擦除是一并將程序也擦除掉。擦除的方式有段擦除和主存擦除兩種。編程方式有字/字節(jié)和塊編程兩種。因為Flash編程和擦除是處于特殊狀態(tài)，不

110、能接受訪問，所以擦出程序不能擦除程序自己保存的段，同樣編程程序也不能像自己保存的段內(nèi)寫數(shù)據(jù)，處于編程或擦除的段內(nèi)數(shù)據(jù)也不能讀出。因為主存擦除指令擦除的是所有的保存程序的存儲器，所以擦除到擦出程序被保存的段，從而導(dǎo)致沖突。因此主存擦除程序只能放在RAM中才能順利進行。同樣道理，塊擦出程序也只能保存在RAM中執(zhí)行。對Flash進行擦除和編程要選擇適當?shù)臅r鐘信號，頻率范圍約在257kHz-476kHz，可以取自ACLK、MCLK、SMCLK經(jīng)