微量注射泵控制系统设计

论文编号:JD1161  论文字数:29186,页数:66

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^论文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 design
Abstract
.......................................
 Keywords : microinjection pump  control system  system design  MCU

目   录
摘要 I
Abstract II
目   录 IV
第一章  绪论 1
1.1引言 1
1.2国内外研究现状及发展趋势 2
1.3本课题主要研究内容 5
第二章  系统功能分析和方案设计 6
2.1系统功能分析 6
2.2系统总体方案设计 6
2.2.1人机界面面板 8
2.2.2电源开关 8
2.2.3微处理器控制系统 8
2.2.4电机驱动及稳速部分 9
2.2.5注射器自动定标系统 9
2.2.6电源 9
2.2.7机械传动部分 9
第3章  控制系统部分硬件的选型和设计 10
3.1电源 10
3.1.1蓄电池的选择 11
3.1.2充电电路的设计 11
3.1.3欠电报警电路 12
3.2电源开关 13
3.2.1电源开关要求 13
3.2.2电源开关选择 13
3.3人机界面 14
3.3.1键盘及显示的基本方案 14
3.3.2键盘接口 14
3.3.3LED显示器 15
 3.3.3.1LED的结构及原理 15
 3.3.3.2LED的显示方式 15
3.3.4操作面板按键介绍 16
3.4注射器自动定标系统 17
3.4.1霍尔元件原理 17
3.4.2霍尔开关在微量注射泵中的应用 19
3.5 步进电机及其驱动器 19
第四章 控制系统硬件设计 22
4.1系统方案确定 22
4.2微泵控制系统主硬件设计 22
4.2.1系统主控电路板设计 23
 4.2.1.1主控芯片模块 24
 4.2.1.2 步进电机驱动模块 29
 4.2.1.3通信模块 30
 4.2.1.4人机界面模块 31
 4.2.1.5电源模块 32
 4.2.1.6主控板部分电子元件选型 33
 4.2.2主控电路板的制作 35
 4.2.2.1电路原理图的制作 35
 4.2.2.2电路板的制作 36
4.3系统的可靠性设计 39
4.3.1供电系统干扰与抑制 39
4.3.2过程通道的干扰和抑制 39
4.3.3印刷电路板及电路的抗干扰设计 40
 4.3.3.1地线设计 40
 4.3.3.2去耦电容配置 41
 4.3.3.3印制电路板尺寸与器件布置 41
第五章  硬件调试 42
5.1电源及CPU部分 42
5.1.1电源调试 42
5.1.2CPU调试 42
5.2显示器及键盘部分（借助软件） 42
5.2.1显示器调试 42
5.2.2键盘调试 46
总结 50
致 谢 51
参考文献 52
附录一  电路原理图 53
附录二  PCB图 55
附录三  系统部分调试程序清单 56 

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