单片机控制的自动采血仪的研制
作者：王玉斌 王雷 王广柱
单位：王玉斌(山东工业大学电力学院 山东，济南 250061)；王雷(山东工业大学电力学院 山东，济南 250061)；王广柱(山东工业大学电力学院 山东，济南 250061)
关键词：采血仪；单片机
中国医疗器械杂志000108
提 要：利用单片机AT89C2051研制出一种新型的自动采血仪。介绍了它的工作原理、组成框图及各部分功能。临床实验表明：该仪器具有操作简单、性能可靠、价格低廉等优点，是静脉采血理想的更新换代产品，具有很大的应用推广价值。
中图分类号：TH771.2 文献标识码：A
文章编号：1000-6974(2000)01-0027-02
, http://www.100md.com
The Development of an Automatic Blood Collector Controlled by Microcomputer
WANG Yu-bin
(Shandong University of Technology)
WANG Lei
(Shandong University of Technology)
WANG Guang-zhu
(Shandong University of Technology)
Abstract：A new automatic blood collector developed by using microcomputer AT89C2051 is presented in this paper.Meanwhile its principles component block diagram and their functions'are introduced here.All clinical experiments have shown that it has the advantages of easy operation，reliable performance，lower price and so on.It is truly an ideal upgrade product of intravenous blood exampling.It would find various applications and would have a bright future.
, 百拇医药
Key words：Blood collector；Microcomputer.▲
目前仍在采用传统的注射器进行采血，这种方法存在易溶血、易污染和劳动强度大等缺点。为了适应医学检验发展的需要，克服用传统注射器采血的弊端，我们利用单片机AT89C2051，研制成功一种新型的采血仪。本文主要介绍这种采血仪的工作原理、电路组成及各部分功能。
1 工作原理
图1示出了自动采血仪的采血原理：即负压吸引原理。
图1
采血仪采血时，直流电机旋转带动抽气泵向外抽气，从而导致密封的缓冲瓶及采血试管中空气量减少，气压降低，产生负压，人体静脉中的血液则在大气压的作用下，被均匀地吸入采血试管内。当电机停止旋转时，缓冲瓶及采血试管内的气压立即恢复到正常气压，采血停止。电机的启停通过单片机AT89C2051控制。在本机和采血试管之间设计缓冲瓶，主要是防止血液流入本机，避免仪器出现故障。
, http://www.100md.com
2 电路组成及各部分功能
图1中的单片机系统，由单片机AT89C2051及其外围电路组成，图2为单片机系统的原理框图。系统分手动和自动采血两大功能，可通过触摸按键控制；实际采血量由液晶显示器显示。系统交直流两用，兼有电池欠压报警、电池充电等功能。
整个电路由单片机AT89C2051、LCD液晶显示电路、欠压检测、按键及电源电路等组成，见图2。
图2
1.1 AT89C2051简介
ATMEL公司的单片机AT89C2051构成了整个系统的控制核心。该单片机采用8031内核，指令系统与MCS-51系列完全兼容。芯片采用双列DIP20封装，结构紧凑，体积最小，而且由于片内集成了一定数量的数据存贮器RAM(256个字节)和程序存贮器PEROM(2K字节)，构成应用系统时无需进行外部扩展，性能价格比极高，故在智能仪器仪表中得到了广泛的应用。
, http://www.100md.com
2.2 LCD液晶显示电路
液晶显示器(LCD)是一种功耗极低的显示器件，寿命长，字迹清晰美观，本仪器用3位半液晶显示器来显示采血量和其它信息，作为人机交互窗口。
LCD有静态和动态两种驱动方式。前者在公共端加直流信号，后者则加交变信号。加直流信号将导致LCD的寿命减小，本仪器采用动态驱动方式。其中，所加的交变方波信号由多谐振荡器CD4047提供，BCD锁存/七段译码器CD4543作为LCD和AT89C2051之间的驱动接口电路，待显示的数据及位选信号由AT89C2051的引脚P1.0—P1.6送出。
2.3 按键及其功能
图2电路中设计了四个触摸按键，键值分别由引脚P3.0—P3.3读入单片机，并在软件中进行键盘去抖动处理。这四个键分别为：“设置”、“选位”、“调量”及“启停”键。
, 百拇医药
仪器上电后，液晶显示器显示“00.0”，“手动”指示灯亮，表示仪器处在“手动”采血状态。此时按“启停”键，即可进行采血，观察至所需量时再按“启停”键则停止采血；若要选择“自动”采血，可按“设置”键，“自动”指示灯亮表示仪器处于“自动”采血状态。再按“选位”及“调量”键，预先设定采血量，此时按“启停”键，仪器即开始自动采血。当采集的血量达到预定量时，采血自动停止。
2.4 电源及电池欠压检测电路
本采血仪设计为交直流两用。当外接220V交流市电时，交流电在对整机供电的同时，也对仪器内的蓄电池充电。因此，当无外接市电时，机内的蓄电池可继续供电以维持仪器正常工作。电池欠压检测电路实时检测蓄电池两端的电压，当电压低于一定值时，比较器状态翻转，通过INTO向AT89C2051发出中断请求，CPU响应该中断后，一方面维持仪器正常工作，另一方面发出欠压声报警，提示用户电压不足，及时给蓄电池充电。
, 百拇医药
2.5 软件简介
本仪器软件用FranKLin C51编写。C51具有良好的可移植性，且编制的程序具有比较好的模块结构，调试起来也很方便。
3 结束语
单片机自动采血仪，具有以下优点：
(1) 利用负压吸引的原理采血，直接将血液吸入试管。
(2) 用单片机AT89C2051构成控制系统，成本低廉、性能可靠、硬件结构简单、紧凑。
该采血仪应用临床一年来，用户反映操作简单、性能可靠、显著减轻劳动强度，克服了用传统注射器采血的一些弊端，是各级医疗单位进行静脉采血的理想换代产品，具有很大的应用推广价值。■
收稿日期：1998-10, 百拇医药
单位：王玉斌(山东工业大学电力学院 山东，济南 250061)；王雷(山东工业大学电力学院 山东，济南 250061)；王广柱(山东工业大学电力学院 山东，济南 250061)
关键词：采血仪；单片机
中国医疗器械杂志000108
提 要：利用单片机AT89C2051研制出一种新型的自动采血仪。介绍了它的工作原理、组成框图及各部分功能。临床实验表明：该仪器具有操作简单、性能可靠、价格低廉等优点，是静脉采血理想的更新换代产品，具有很大的应用推广价值。
中图分类号：TH771.2 文献标识码：A
文章编号：1000-6974(2000)01-0027-02
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The Development of an Automatic Blood Collector Controlled by Microcomputer
WANG Yu-bin
(Shandong University of Technology)
WANG Lei
(Shandong University of Technology)
WANG Guang-zhu
(Shandong University of Technology)
Abstract：A new automatic blood collector developed by using microcomputer AT89C2051 is presented in this paper.Meanwhile its principles component block diagram and their functions'are introduced here.All clinical experiments have shown that it has the advantages of easy operation，reliable performance，lower price and so on.It is truly an ideal upgrade product of intravenous blood exampling.It would find various applications and would have a bright future.
, 百拇医药
Key words：Blood collector；Microcomputer.▲
目前仍在采用传统的注射器进行采血，这种方法存在易溶血、易污染和劳动强度大等缺点。为了适应医学检验发展的需要，克服用传统注射器采血的弊端，我们利用单片机AT89C2051，研制成功一种新型的采血仪。本文主要介绍这种采血仪的工作原理、电路组成及各部分功能。
1 工作原理
图1示出了自动采血仪的采血原理：即负压吸引原理。
图1
采血仪采血时，直流电机旋转带动抽气泵向外抽气，从而导致密封的缓冲瓶及采血试管中空气量减少，气压降低，产生负压，人体静脉中的血液则在大气压的作用下，被均匀地吸入采血试管内。当电机停止旋转时，缓冲瓶及采血试管内的气压立即恢复到正常气压，采血停止。电机的启停通过单片机AT89C2051控制。在本机和采血试管之间设计缓冲瓶，主要是防止血液流入本机，避免仪器出现故障。
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2 电路组成及各部分功能
图1中的单片机系统，由单片机AT89C2051及其外围电路组成，图2为单片机系统的原理框图。系统分手动和自动采血两大功能，可通过触摸按键控制；实际采血量由液晶显示器显示。系统交直流两用，兼有电池欠压报警、电池充电等功能。
整个电路由单片机AT89C2051、LCD液晶显示电路、欠压检测、按键及电源电路等组成，见图2。
图2
1.1 AT89C2051简介
ATMEL公司的单片机AT89C2051构成了整个系统的控制核心。该单片机采用8031内核，指令系统与MCS-51系列完全兼容。芯片采用双列DIP20封装，结构紧凑，体积最小，而且由于片内集成了一定数量的数据存贮器RAM(256个字节)和程序存贮器PEROM(2K字节)，构成应用系统时无需进行外部扩展，性能价格比极高，故在智能仪器仪表中得到了广泛的应用。
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2.2 LCD液晶显示电路
液晶显示器(LCD)是一种功耗极低的显示器件，寿命长，字迹清晰美观，本仪器用3位半液晶显示器来显示采血量和其它信息，作为人机交互窗口。
LCD有静态和动态两种驱动方式。前者在公共端加直流信号，后者则加交变信号。加直流信号将导致LCD的寿命减小，本仪器采用动态驱动方式。其中，所加的交变方波信号由多谐振荡器CD4047提供，BCD锁存/七段译码器CD4543作为LCD和AT89C2051之间的驱动接口电路，待显示的数据及位选信号由AT89C2051的引脚P1.0—P1.6送出。
2.3 按键及其功能
图2电路中设计了四个触摸按键，键值分别由引脚P3.0—P3.3读入单片机，并在软件中进行键盘去抖动处理。这四个键分别为：“设置”、“选位”、“调量”及“启停”键。
, 百拇医药
仪器上电后，液晶显示器显示“00.0”，“手动”指示灯亮，表示仪器处在“手动”采血状态。此时按“启停”键，即可进行采血，观察至所需量时再按“启停”键则停止采血；若要选择“自动”采血，可按“设置”键，“自动”指示灯亮表示仪器处于“自动”采血状态。再按“选位”及“调量”键，预先设定采血量，此时按“启停”键，仪器即开始自动采血。当采集的血量达到预定量时，采血自动停止。
2.4 电源及电池欠压检测电路
本采血仪设计为交直流两用。当外接220V交流市电时，交流电在对整机供电的同时，也对仪器内的蓄电池充电。因此，当无外接市电时，机内的蓄电池可继续供电以维持仪器正常工作。电池欠压检测电路实时检测蓄电池两端的电压，当电压低于一定值时，比较器状态翻转，通过INTO向AT89C2051发出中断请求，CPU响应该中断后，一方面维持仪器正常工作，另一方面发出欠压声报警，提示用户电压不足，及时给蓄电池充电。
, 百拇医药
2.5 软件简介
本仪器软件用FranKLin C51编写。C51具有良好的可移植性，且编制的程序具有比较好的模块结构，调试起来也很方便。
3 结束语
单片机自动采血仪，具有以下优点：
(1) 利用负压吸引的原理采血，直接将血液吸入试管。
(2) 用单片机AT89C2051构成控制系统，成本低廉、性能可靠、硬件结构简单、紧凑。
该采血仪应用临床一年来，用户反映操作简单、性能可靠、显著减轻劳动强度，克服了用传统注射器采血的一些弊端，是各级医疗单位进行静脉采血的理想换代产品，具有很大的应用推广价值。■
收稿日期：1998-10, 百拇医药