摘要：单片机控制功能很强，应用领域十分广泛。以单片机(8031)为核心，外加一些硬件电路构成单片机控制系统，利用该系统可以很方便地对血液粘度计进行各种智能控制使其具有自动计时；水、血自动识别及数据显示输出。

中图分类号：R318.6

文献标识码：B

文章编号：1005-202X(1999)02-0092-02

概述：血液流变学检查和血液粘度的研究，对于基础医学，临床医学及医疗保健等方面都有重要意义。血液粘度也越来越受到重视，其测量结果可以为心、脑血管疾病治疗提供依据，并可对其发病危险程度做出预报。现已成为各大医院重要的化验项目，应用领域不断扩大。随着计算机技术的发展，用单片机控制的医疗仪器不断出现。我教研室用单片机系统替代TP-801单板机控制血液粘度计获得成功。

1单片微机系统

单片机硬件系统如图1所示。可以看出，整个硬件电路是一个比较典型的控制系统主要由集成电路及8031单片机构成。由于许多硬件电路已标准化，组装成有某些控制功能的系统相对来说较容易，主要工作在软件设计和系统与外设接口电路上。

图1单片微机系统

该系统主要由电平转换电路、探测电极、单片机、数显及驱动电路构成。

1.1电平转换电路

该部分包括探测电极、电平转换电路及驱动电路。它的主要工作是将探测电极检测出的液体脱离电极时电阻的变化转变成单片机能识别的标准电平以此来控制计时单片机循环检测与转换电路所连的I/O接口。该电路由硅三极管和TTL集成电路构成。

1.2单片机部分

单片机是整个系统的核心它控制仪器的工作过程。单片机采用Intel-8031，是51系列单片机的一种，属于高档8位机。由于8031片内没有ROM，所以加装一片EPROM2716外存储器存控制程序。在程序调整时用一片RAM6116代替EPROM2716，程序调试通过后将其固化到EPROM2716中。单片机时钟频率6 MHz，由18、19脚引入，机器周期2微秒。

1.3数显及驱动电路

数字显示采用四个共阳极数码管，各笔划段并联以后接到74LS164上作为行选(74LS164是串入并出8位移位寄存器)。各管阳极与74LS-08连接后接8031单片机，由其提供位选信号。串行数据由8031第10脚RXD提供，时钟脉冲由8031第11脚提供要使四位数码管能同时显示不同数字要用LED矩阵及动态扫描技术。

2软件设计

在硬件电路确定以后软件程序设计是一项重要工作。单片机在程序控制下要完成一系列预定的工作以满足设计要求。程序采用汇编语言编写。整个程序可分为：初始化及字码表；计时显示单元；数据处理单元。

2.1初始化及字码表

初始化主要包括：单片机各种状态的设定，如中断、计时器/定时器的选择、时间常数的设定、标志位及循环次数的设定等。

字码表是为十进制数0～9的字型编码所开辟的片内存储区(0030H～0039H)。

2.2计时及显示单元

根据设计要求单片机要具备计时及显示功能。单片机内有两个2×16位定时器/计数器。程序选定时器1，模式1。单片机接到开始计时的指令后马上开始秒计时并每秒加1显示。单片机内部是每100毫秒申请一次中断，即单片机内计时精度为0.1秒。

其中：TF1—定时器1溢出标志；

TH1、TL1—组成13位寄储器。

R1—循环计数器；

R2、R3—分别为秒计时器和分计时器。

初始化阶段R1已被赋相应的值，R2，R3都已清0。开机即显示系统提示符等待计时命令。

2.3计时控制单元

如上所述开机后单片机并不马上开始计时而是等待计时控制命令。单片机控制粘度计分段计时，要测高切变率和低切变率下参比液及样品多个时间值，并将其存储，整个计时和存储过程均由程序控制单片机按步进行。开机后，单片机首先查询与a电极相连的P₃4=1否，不为1回继续查询，如P₃4=1则马上开始计时并下行查询电极b所接P₃5=1否，如不为1返回继续查询该口，直到其为1停止计时，高切变计时结束，所计时间值保存，单片机同时下行查询低切开门电极c，测量P₃6=1否如不为1返回，等于1则低切计时开始，直到液面脱离低切关门电极c，P₃7=1，低切测量结束。

2.4数据处理单元

在计时控制单元里所有数据(各段时间值)均已通过专用指令分别存入了规定的内存单元。在该单元里将对数据进行运算处理并将结果保存显示。数显编码由单片机RXD串行输入74LS164且8位并行输出，由单片机TXD输出的时钟脉冲控制。该8位数显编码作为数码管的行选，由74LS-08(与门)提供位选。

3使用情况

粘度计采用单片机控制，显示出许多优越性，控制部分体积大为缩小，自动化程度高，许多以前需手动操作部分可自动控制，操作更加简便、失误减少、可靠性提高。

经使用证明达到设计要求。可测牛顿和非牛顿流体；计时精度0.1秒；液体用量4 ml；计算精度小数点后两位。现已与医院合作给患者作血液粘度的检测并已应用到学生的实验课教学中。

收稿日期：1998-04-13