用MSP430系列單片機設計便攜式醫用自動輸液器

摘要：介紹了一種醫用自動輸液器的設計方案，該輸液器以TI的MSO430系列單片機為控制芯片，配有顯示模塊、輸液泵驅動模塊和鍵控模塊等。該設計方案整機結構新穎，體積小，耗電少，操作方便，使用安全可靠。

    關鍵詞：MSP430；液晶；步進電機；輸液

１　引言

對于需要自助式護理的病人來說，尤其是由于手術后、晚期癌癥、分娩等原因所導致的慢性疼痛的病人，往往需要一種可以由病人自己操作、自動定時、定量向病人進行輸液的智能型自動輸液器，以達到治療和鎮痛的目的。為此，筆者設計了一種便攜式醫用自動輸液器，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，可滿足便攜式需要。此外，該儀器使用安全可靠、計量準確、自動化程度高，可適應現代醫學發展的要求。該自動輸液器的主要功能如下：

(１)可根據要求設定滴數、輸液總量及藥液總量等參數。

(２)隨時可改變原設定參數，并可以在運行時隨時暫停輸液。

(３)不同的使用者可以有自己的一套運行參數，并可通過密碼進入自己的設定環境。

(４)帶有ＬＣＤ顯示，可實時察看所用藥液及藥液剩余量。

(５)自動檢測流速，在輸液異常或輸液結束時，可自動停止輸液并進行聲光提示。

(６)藥液用完自動發出換液信號，在換液期間禁止所有操作。

(７)重要的操作均由兩個組合鍵來完成，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　硬件設計

ＭＳＰ４３０系列單片機是ＴＩ公司近期推出的１６位系列單片機。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，特別適用于長期使用電池工作的場合。由于其具有１６位ＲＩＳＣ結構、１６位寄存器和常數發生器，因而ＭＳＰ４３０ 系列單片機具有最大的代碼效率。考慮到本設計有低功耗、小體積的要求，所以，選用了ＭＳＰ４３０Ｆ１１２１型單片機芯片。該芯片特有的ＦＬＡＳＨ 存儲器在系統設計、開發調試及實際應用上都表現出較明顯的優點。ＭＳＰ４３０Ｆ１１２１內部有一個數控振蕩器（ＤＣＯ）和一個晶體振蕩器，帶有３個捕獲／比較寄存器的１６位定時器ＴＩＭＥＲ－Ａ、一個看門狗定時器 Ｗａｔｃｈｄｏｇ Ｔｉｍｅｒ－Ａ、一個模擬比較器 Ｃｏｍｐａｒａｔｏｒ－Ａ 和１２個Ｉ／Ｏ 口（每位均有獨立的中斷能力，可獨立控制），另外，還具有４ｋＢ＋２５６字節的ＦＬＡＳＨ ＲＯＭ和２５６字節的ＲＡＭ存儲空間，因此在整個硬件電路上無須外加程序存儲器。當單片機處于閑置狀態時，可以使其處于睡眠狀態以降低功耗，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，功能強大的特點使其特別適用于便攜式電池供電的儀器設計。

本輸液器的電路結構原理框圖如圖１所示，它由電源電路、輸液

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