用MSP430系列单片机设计便携式医用自动输液器.docx

用MSP430系列单片机设计便携式医用自动输液器用MSP430系列单片机设计便携式医用自动输液器摘要：介绍了一种医用自动输液器的设计方案，该输液器以TI的MSO430系列单片机为控制芯片，配有显示模块、输液泵驱动模块和键控模块等。该设计方案整机结构新颖，体积小，耗电少，操作方便，使用安全可靠。   关键词：MSP430；液晶；步进电机；输液１引言对于需要自助式护理的病人来说，尤其是由于手术后、晚期癌症、分娩等原因所导致的慢性疼痛的病人，往往需要一种可以由病人自己操作、自动定时、定量向病人进行输液的智能型自动输液器，以达到治疗和镇痛的目的。为此，笔者设计了一种便携式医用自动输液器，该仪器采用电池作为供电电源，并具有功耗小、体积小、重量轻等特点，可满足便携式需要。此外，该仪器使用安全可靠、计量准确、自动化程度高，可适应现代医学发展的要求。该自动输液器的主要功能如下：(１)可根据要求设定滴数、输液总量及药液总量等参数。(２)随时可改变原设定参数，并可以在运行时随时暂停输液。(３)不同的使用者可以有自己的一套运行参数，并可通过密码进入自己的设定环境。(４)带有ＬＣＤ显示，可实时察看所用药液及药液剩余量。(５)自动检测流速，在输液异常或输液结束时，可自动停止输液并进行声光提示。(６)药液用完自动发出换液信号，在换液期间禁止所有操作。(７)重要的操作均由两个组合键来完成，可防止误操作，安全可靠。(８)在第一次使用之前能够快速排空输液管中的空气。２硬件设计ＭＳＰ４３０系列单片机是ＴＩ公司近期推出的１６位系列单片机。该系列是一组超低功耗的微控制器，供电电压范围为１．８～３．６Ｖ，特别适用于长期使用电池工作的场合。由于其具有１６位ＲＩＳＣ结构、１６位寄存器和常数发生器，因而ＭＳＰ４３０系列单片机具有最大的代码效率。考虑到本设计有低功耗、小体积的要求，所以，选用了ＭＳＰ４３０Ｆ１１２１型单片机芯片。该芯片特有的ＦＬＡＳＨ存储器在系统设计、开发调试及实际应用上都表现出较明显的优点。ＭＳＰ４３０Ｆ１１２１内部有一个数控振荡器（ＤＣＯ）和一个晶体振荡器，带有３个捕获／比较寄存器的１６位定时器ＴＩＭＥＲ－Ａ、一个看门狗定时器ＷａｔｃｈｄｏｇＴｉｍｅｒ－Ａ、一个模拟比较器Ｃｏｍｐａｒａｔｏｒ－Ａ和１２个Ｉ／Ｏ口（每位均有独立的中断能力，可独立控制），另外，还具有４ｋＢ＋２５６字节的ＦＬＡＳＨＲＯＭ和２５６字节的ＲＡＭ存储空间，因此在整个硬件电路上无须外加程序存储器。当单片机处于闲置状态时，可以使其处于睡眠状态以降低功耗，并可通过选择４种工作模式来使其最低功耗几乎为零。其功耗低，体积小，功能强大的特点使其特别适用于便携式电池供电的仪器设计。本输液器的电路结构原理框图如图１所示，它由电源电路、输液[1] [2] [3]