基于單片機的醫(yī)用滅菌器控制系統(tǒng)開發(fā)

　　滅菌室實際溫度和壓力值由半導(dǎo)體集成溫度傳感器AD590JH和集成壓力傳感器MPX5500D測量, 采集的2路溫度信號和2路壓力信號由P0.0～P0.3送入80C196CKB芯片。在80C196CKB中，有一個8通道的10位A/D轉(zhuǎn)換器，適用于多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。一次A/D轉(zhuǎn)換需88個狀態(tài)周期（采用12MHz晶振時為22μs）。其優(yōu)點是在滿足工藝要求的情況下極大地簡化了硬件電路,有益于電路的可靠性。

　　80C196CKB里的數(shù)字量經(jīng)數(shù)字濾波、標(biāo)度變換后一方面通過LCD顯示, 另一方面與設(shè)定進(jìn)行比較, 得到偏差E 和偏差變化率EC , 為后續(xù)控制提供依據(jù)。采用并行輸出接口電路8255A來實現(xiàn)近20路開關(guān)控制量的輸出控制。溫度控制是由調(diào)節(jié)蒸汽閥門的開口來實現(xiàn), 控制量經(jīng)D/ A 轉(zhuǎn)換為模擬量輸出, 功率放大后控制蒸汽閥的開口。用戶通過鍵盤設(shè)定滅菌溫度、時間和脈動真空次數(shù), 滿足各種消毒要求.

　　采用DS12887并行時鐘模塊

　　人機界面主要包括鍵盤、顯示和微型打印機接口電路。鍵盤采用軟鍵盤形式，由程序處理來實現(xiàn)鍵碼的識別、去抖動和確認(rèn)；通過一塊8255A實現(xiàn)了鍵盤和打印機的硬件接口。顯示器采用內(nèi)置T6963C控制器的LCD顯示模塊（和CPU以直接方式連接），用以動態(tài)顯示溫度、壓力、時間和操作提示等。打印機用于打印相關(guān)的運行工藝參數(shù)。用戶界面在軟件上的實現(xiàn)是由分散而不是集中的軟件模塊來實現(xiàn)的。

　　本系統(tǒng)所有器件均采用單一+5V電源供電，由于實際應(yīng)用時，數(shù)據(jù)采集時信號容易受到干擾，因此在信號輸入輸出接點處采取光耦隔離電路，并采取屏蔽電阻等措施保證系統(tǒng)的穩(wěn)定。

　　3 軟件設(shè)計

　　本系統(tǒng)功能很多, 為了便于設(shè)計和維護(hù), 采用自頂向下逐步細(xì)化的結(jié)構(gòu)化模塊設(shè)計方法, 將具有獨立功能的子程序都設(shè)為子程序模塊,相關(guān)的功能均由相應(yīng)的功能子程序?qū)崿F(xiàn)。主程序由初始化、滅菌類別選擇和相關(guān)顯示、參數(shù)比較、執(zhí)行機構(gòu)輸出控制等組成，其核心是溫度和壓力參數(shù)的比較和相應(yīng)的輸出控制；時間的動態(tài)顯示由定時器1溢出中斷處理程序執(zhí)行；4個通道的溫度、壓力數(shù)據(jù)采集處理和動態(tài)顯示由A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束中斷處理程序完成。由于顯示程序比較大，放在中斷處理程序中運行使背景程序簡潔，有利于軟件運行的可靠性。程序流程如圖4所示。

圖4 程序流程圖

　　程序運行的基本過程是：初始化后啟動A/D轉(zhuǎn)換以采集溫度、壓力信號，經(jīng)處理后，這些數(shù)據(jù)和用戶設(shè)定的運行參數(shù)比較，然后決定系統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)的不同動作以滿足運行參數(shù)被控制在工藝要求的范圍內(nèi)。

　　本控制系統(tǒng)的軟件全部采用匯編語言，執(zhí)行效率高，運行可靠，限于篇幅所限，不一一介紹。

　　4 結(jié)論

　　這是一個以80C196KB為核心的實用的嵌入式控制系統(tǒng)，其功能齊全，設(shè)計相對簡潔。實際應(yīng)用表明整個系統(tǒng)運行平穩(wěn)，滅菌控制可靠。相對于具有相同功能而基于PLC的滅菌控制系統(tǒng)，它的成本低廉，人機界面友好，操作更容易，具有很好的推廣價值

參考文獻(xiàn):

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