微量注射泵控制系统设计.doc

微量注射泵控制系统设计 摘要微量注射泵是一种新型泵力仪器，它是一种用少量液体将药物精确、微量、匀速、持续的泵入人体内的仪器。使用微量注射泵，即可以定时控制药物用量，避免药物因浓度大小波动而产生的副作用，避免了一次给药时药物产生的峰值效应对人体肝肾等脏器损害，大大减少总用药量，又可保证药物的最佳有效血药浓度，达到好的治疗效果，给病人带来了福音，给医务人员带来方便。目前微量注射泵难以推广应用是因为它的价格较贵，国产价格几千至一万多元不等，进口价格二至五万多元，这从一定程度上限制了它的推广使用，因而价格因素是它能否广泛使用的根本原因。所以制作一台小型微量注射泵非常有意义。鉴于此，本毕业设计将试制一种体积小，重量轻，功能较全，实用，便于携带且成本较低的微量注射泵。本论文将介绍这种微量注射泵控制系统的设计过程。这种微量注射泵具有以下主要功能：1可根据所设参数，自动计算并控制注射速度（0.1-999ml/h）；2注射总量设置及已注射总量累计显示（0.1-9999ml）；3可快速推进（200ml/h）； 4具有Standby（限时暂停）功能；5可对下列情况进行报警：阻塞、内部错误、注射结束提前预报警、注射结束；6自动检测注射器尺寸（20ml、50ml）；7具有“自检”功能；8可选配电池（外接）。根据上述的功能要求，本文作者在查阅了许多相关文献资料并分析比较了国内外现有微量注射泵的优缺点基础上，确定了控制系统的设计方案。该微量注射泵控制系统以STC89C58单片机为控制核心，硬件设计采用模块化结构。关键词：微量注射泵 控制系统 系统设计 单片机Microinjection pump control system designAbstract.Keywords : microinjection pump control system system design MCU 目 录摘要IAbstractII目 录IV第一章 绪论11.1引言11.2国内外研究现状及发展趋势21.3本课题主要研究内容5第二章 系统功能分析和方案设计62.1系统功能分析62.2系统总体方案设计62.2.1人机界面面板82.2.2电源开关82.2.3微处理器控制系统82.2.4电机驱动及稳速部分92.2.5注射器自动定标系统92.2.6电源92.2.7机械传动部分9第3章 控制系统部分硬件的选型和设计103.1电源103.1.1蓄电池的选择113.1.2充电电路的设计113.1.3欠电报警电路123.2电源开关133.2.1电源开关要求133.2.2电源开关选择133.3人机界面143.3.1键盘及显示的基本方案143.3.2键盘接口143.3.3LED显示器153.3.3.1LED的结构及原理153.3.3.2LED的显示方式153.3.4操作面板按键介绍163.4注射器自动定标系统173.4.1霍尔元件原理173.4.2霍尔开关在微量注射泵中的应用193.5 步进电机及其驱动器19第四章 控制系统硬件设计224.1系统方案确定224.2微泵控制系统主硬件设计224.2.1系统主控电路板设计234.2.1.1主控芯片模块244.2.1.2 步进电机驱动模块294.2.1.3通信模块304.2.1.4人机界面模块314.2.1.5电源模块324.2.1.6主控板部分电子元件选型334.2.2主控电路板的制作354.2.2.1电路原理图的制作354.2.2.2电路板的制作364.3系统的可靠性设计394.3.1供电系统干扰与抑制394.3.2过程通道的干扰和抑制394.3.3印刷电路板及电路的抗干扰设计404.3.3.1地线设计404.3.3.2去耦电容配置414.3.3.3印制电路板尺寸与器件布置41第五章 硬件调试425.1电源及CPU部分425.1.1电源调试425.1.2CPU调试425.2显示器及键盘部