基于89C51的液體點滴速度監控系統設計

　　4.2． 液面檢測報警方案

　　由發光二級管和光電三級管組成的光電傳感器。發光二級管和光電三級管分別固定在警戒位置的兩側，保證發光二極管發出的紅外光和接收的三級管水平，光電三級管可以接收到發光二極管發出的紅外光。當液面的高度正常時（高于警戒位），輸出一個4.2V 的高電平。若液面的高度低于警戒位，此時光點三級管輸出的是一個0. 2V 的低電平。在兩種情況下的輸出電壓有明顯的跳變，可以直接將低于警戒位三級管發出的低電平作為報警信號送給單片機。

　　4.3． 電動機驅動方案

　　方案一： 直流電動機驅動。直流電機的優勢在于：可以自鎖，且帶負載能力強，在12V的電壓下電動機運行平穩。當電動機停止運行時，能很容易的拖住的輸液瓶，使其停穩在相應的位置上。這種優點對于調節滴液瓶的高度比有利。但是直流電機不可避免地使電動機的起停產生延時。這樣的拖動對提高輸液瓶定位的精度和點滴速度控制來說有些不利?？刂齐娐凡捎寐倮^電器對電動機的開或關進行控制，只要有12V 的電壓就能通過開關的切換對電機進行的正反轉進行調整。電路簡單容易實現。

　　方案二： 4 相8 拍步進電機。向步進電機每發一個脈沖，電機轉動0.9 度（步進度為0.9 度/Step）。這樣的性能對于精確控制十分有利。但是步進電機也存在明顯的不足：不能自鎖，負載能力不如直流電機，驅動電流較大，運行時容易失步。電機停止運行時，由于拖動的是象輸液瓶這樣較重的負載而不能停穩，導致滴液瓶高度上的變化。

　　綜合各方面指標，特別是考慮到電機的帶負載能力，本文決定采用了直流電動機的拖動方案來實現。

　　4.4． 數字顯示方案

　　采用字符式LCD(Liquid Crystal Display)顯示[3]?？梢杂脭底帧⒉糠址柡陀⑽娘@示較為清晰的提示，實現相對簡單，且對于本系統的點滴速度的動態顯示，足以滿足要求。

　　4.5． 滴速調節按鈕設定方案

　　每個按鈕開關都接10K 的下接電阻，使其處于關斷狀態輸出位低電平，而非浮空狀態[4]。要進行設定之前首先要按下“Ctrl”按鈕，輸出高電平給單片機的P0.5，說明設定開始。之后若按下按鈕“++”，輸出高電平給單片機的P0.6；若按下按鈕“--”，輸出高電平給單片機的P0.7。退出設定，要求同時給P0.6 和P0.7 以高電平,即需要同時按下按鈕“++”“--”對單片機進行說明。

　　4.6． 系統報警

　　聲光報警。一旦接收到報警信號，立即啟動鳥叫門鈴報警電路

　　5. 軟件設計

　　5.1． 單片機部分

　　單片機最小系統采用89C51 處理器，是整個硬件系統的核心。主要負責實現設定速度并顯示；現場點滴的脈沖讀入和現場點滴速度的檢測和顯示；接收液面檢測的報警信號，實現報警。

　　5.2． 點滴速度的測量顯示

　　方案一：以15 秒鐘為單位（滴/15 秒）進行點滴速度的測量，得到的速度值轉換成 以1 分鐘為單位的要求的速度（滴/分）?？紤]此方案是由于設計要求在3 分鐘之內調整到設定速度，若直接采用（滴/分）作為單位，就沒有足夠的調整時間，而且以15 秒為單位的速度不會變化太大，對于電機的控制來說，更為平穩。

　　方案二：測連續兩滴液滴的下落時間間隔t，再轉化成每分鐘的點滴數。由于每兩滴液滴的下落時間間隔會有所偏差，導致最終轉換的結果會有所誤差，故不采用。

　　5.3． 軟件流程圖

　　A. 轉速控制流程圖

圖3 直流電機控制流程圖