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用MSP430系列單片機(jī)設(shè)計(jì)便攜式醫(yī)用自動(dòng)輸液器
摘要：介紹了一種醫(yī)用自動(dòng)輸液器的設(shè)計(jì)方案，該輸液器以TI的MSO430系列單片機(jī)為控制芯片，配有顯示模塊、輸液泵驅(qū)動(dòng)模塊和鍵控模塊等。該設(shè)計(jì)方案整機(jī)結(jié)構(gòu)新穎，體積小，耗電少，操作方便，使用安全可靠。關(guān)鍵詞：MSP430；液晶；步進(jìn)電機(jī)；輸液
１ 引言
對(duì)于需要自助式護(hù)理的病人來說，尤其是由于手術(shù)后、晚期癌癥、分娩等原因所導(dǎo)致的慢性疼痛的病人，往往需要一種可以由病人自己操作、自動(dòng)定時(shí)、定量向病人進(jìn)行輸液的智能型自動(dòng)輸液器，以達(dá)到治療和鎮(zhèn)痛的目的。為此，筆者設(shè)計(jì)了一種便攜式醫(yī)用自動(dòng)輸液器，該儀器采用電池作為供電電源，并具有功耗小、體積小、重量輕等特點(diǎn)，可滿足便攜式需要。此外，該儀器使用安全可靠、計(jì)量準(zhǔn)確、自動(dòng)化程度高，可適應(yīng)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)發(fā)展的要求。該自動(dòng)輸液器的主要功能如下：
(１)可根據(jù)要求設(shè)定滴數(shù)、輸液總量及藥液總量等參數(shù)。
(２)隨時(shí)可改變?cè)O(shè)定參數(shù)，并可以在運(yùn)行時(shí)隨時(shí)暫停輸液。
(３)不同的使用者可以有自己的一套運(yùn)行參數(shù)，并可通過密碼進(jìn)入自己的設(shè)定環(huán)境。
(４)帶有ＬＣＤ顯示，可實(shí)時(shí)察看所用藥液及藥液剩余量。
(５)自動(dòng)檢測(cè)流速，在輸液異常或輸液結(jié)束時(shí)，可自動(dòng)停止輸液并進(jìn)行聲光提示。
(６)藥液用完自動(dòng)發(fā)出換液信號(hào)，在換液期間禁止所有操作。
(７)重要的操作均由兩個(gè)組合鍵來完成，可防止誤操作，安全可靠。
(８)在第一次使用之前能夠快速排空輸液管中的空氣。
２ 硬件設(shè)計(jì)
ＭＳＰ４３０系列單片機(jī)是ＴＩ公司近期推出的１６位系列單片機(jī)。該系列是一組超低功耗的微控制器，供電電壓范圍為１．８～３．６Ｖ，特別適用于長(zhǎng)期使用電池工作的場(chǎng)合。由于其具有１６位ＲＩＳＣ結(jié)構(gòu)、１６位寄存器和常數(shù)發(fā)生器，因而ＭＳＰ４３０ 系列單片機(jī)具有最大的代碼效率�？紤]到本設(shè)計(jì)有低功耗、小體積的要求，所以，選用了ＭＳＰ４３０Ｆ１１２１型單片機(jī)芯片。該芯片特有的ＦＬＡＳＨ 存儲(chǔ)器在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、開發(fā)調(diào)試及實(shí)際應(yīng)用上都表現(xiàn)出較明顯的優(yōu)點(diǎn)。ＭＳＰ４３０Ｆ１１２１內(nèi)部有一個(gè)數(shù)控振蕩器（ＤＣＯ）和一個(gè)晶體振蕩器，帶有３個(gè)捕獲／比較寄存器的１６位定時(shí)器ＴＩＭＥＲ－Ａ、一個(gè)看門狗定時(shí)器 Ｗａｔｃｈｄｏｇ Ｔｉｍｅｒ－Ａ、一個(gè)模擬比較器 Ｃｏｍｐａｒａｔｏｒ－Ａ 和１２個(gè)Ｉ／Ｏ 口（每位均有獨(dú)立的中斷能力，可獨(dú)立控制），另外，還具有４ｋＢ＋２５６字節(jié)的ＦＬＡＳＨ ＲＯＭ和２５６字節(jié)的ＲＡＭ存儲(chǔ)空間，因此在整個(gè)硬件電路上無須外加程序存儲(chǔ)器。當(dāng)單片機(jī)處于閑置狀態(tài)時(shí)，可以使其處于睡眠狀態(tài)以降低功耗，并可通過選擇４種工作模式來使其最低功耗幾乎為零。其功耗低，體積小，功能強(qiáng)大的特點(diǎn)使其特別適用于便攜式電池供電的儀器設(shè)計(jì)。
本輸液器的電路結(jié)構(gòu)原理框圖如圖１所示，它由電源電路、輸液
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