用MSP430单片机设计便携式医用自动输液器

　　概述

　　对于可进行自助式护理的病人来说，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。本文简述了一种医用自动输液器的设计，它采用电池作供电电源，功耗小、体积小、重量轻，满足了便携式的需要。此外，该仪器使用安全可靠，计量准确，自动化程度高，适应了现代医学发展的要求。其主要功能如下:令根据要求设定滴数、输液总量及药液总量等参数;.可随时改变原设定参数，并可以在运行时随时暂停输液;.不同的使用者可以有自己的一套运行参数，并通过密码进入自己的设定环境;.LCO显示，可实时察看所用药液及药液剩余量;.自动检测流速，在输液异常或输液结束时，自动停止输液并声光提示;.药液用完自动发出换液信号，在换液期间禁止所有操作:.重要的操作均由两个组合键来完成，防止误操作，安全可靠;令在第一次使用之前可快速排空输液管中的空气。

　　硬件设计

　　MS户430系列单片机是Tl公司近期推出的，6位系列单片机，现己有x1联、x3xx及x4xx等几个系列。该系列是一组超低功耗的微控制器，供电电压范围1.8一3.6V，特别适用于使用电池长期工作的场合。由于具有16位的RISC结构、16位寄存器和常数发生器，SP43O系列单片机达到了最大的代码效率。考虑到本设计有低功耗、体积小的要求，所以选用MS户430FI，21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。MS户430Fll21内部有一个数控振荡器(OCO)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，一个看门狗定时器，一个模拟比较器，12个1/0口(每位均有独立的中断能力，可独立控制)。另外，它还具有4kB+256字节的FLASHROM和256字节的RAM的存储空间。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，可以让其处于睡眠状态以降低供耗，可供选择的4种工作模式可让其最低功耗几乎为零。功耗低、体积小、功能强大的特点使其特别适用于本便携式电池供电仪器的设计。

　　本输液器的电路原理框图如图，所示，由电源电路、输液泵驱动、液晶显示驱动和按键控制等电路组成。

　　电源电路

　　整个电路由四节电池供电，除了可以用电池供电外还可以通过直流输入端由小型的变压器供电，满足在室内及走动的需要。由于丁l单片机的供电电压比其它模块低，只有3.6V，选择L3IA作为MSp430Fll21的稳压芯片。为保证输液正常工作，电源电路中还配有电池电量检测装置，在电池电量比较低，可能会影响到输液正常工作的情况下及时报警，提醒更换电池。采用MSP43OFI，21内置比较器模块，无须外加专门的电池检测芯片，只需两个电阻就可以完成此功能。