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摘要 介紹了自動中藥煎藥機的工作原理、軟硬件組成及系統功能。不同于其他同類產品的溫度控制原理，本系統采用分時功率控制。煎制過程更加符合中藥藥理，煎制功效基本與傳統的中藥煎制方法相同。本系統采用中斷服務子程序完成動態LED顯示，解決了動態顯示軟件設計復雜的問題；運用調節輸出方波的占空比控制雙向可控硅的導通與截止時間，從而控制輸出功率，避免了采用軟硬件設計都比較復雜的PWM控制。系統設計思路簡單清晰。
關鍵詞 自動中藥煎藥機；單片機；功率控制；動態LED顯示
1 引言
中國菜與中藥被稱作中華民族對世界的兩大貢獻。然而傳統的中藥煎制方法在城市生活中有很多不便。為了方便城市居民的生活，韓國研制了*臺自動煎藥機。從此，自動煎藥機在各大醫院與制藥廠得到廣泛應用，并很快被引進到我國。實踐證明用煎藥機煎制相對傳統煎制方法有以下優點：（1）提高工作效率，方便了患者家屬；（2）減輕了工作量；（3）保證中藥療效；（4）減少差錯發生；（5）節約能源消耗；（6）更符合衛生學要求。隨著生產廠家的增多與競爭的加劇，煎藥機的性能已經得到了很大改進。本系統采用工作性能穩定、價格低廉的單片機作為硬件基礎，結合中藥煎制要求設計軟件，符合中藥藥理，操作簡單，工作性能可靠，在實用中得到了用戶較高的評價。
2、系統原理與功能
2.1、基本原理
目前常用的自動煎藥機大多數采用溫度控制方法，即煎制過程不同階段將湯藥溫度控制在不同值。這種煎制原理與中藥傳統煎制方法有較大出入，傳統的中藥煎制主要靠火候控制煎制效果。本系統對中藥煎制進行分時功率控制，通過控制各時程的加熱功率來模擬傳統煎制方法的大火、中火與小火，使自動煎制達到與傳統煎制方法相同或相似的效果。煎制之前可調整系統的正、設定時長，各模式的輸出功率（系統功率設定值為該模式功率占全功率輸出的百分數），以及溫度保護范圍等參數。定時控制通過單片機內部定時中斷來完成。功率輸出采用內部中斷控制輸出方波的占空比，用輸出脈沖控制雙向可控硅的通斷時間從而達到對平均輸出功率的控制。這種控制方法簡單，比PWM控制易于操作，適應于這種控制要求不太高的情況。不同的輸出功率對應于不同的工作模式（分為全功率模式、A與B 2種模式），這些模式分別與中藥傳統煎制方法的大火、中火、小火相對應。為了防止系統溫度過高燒壞加熱裝置，系統對加熱溫度進行監控，以免發生故障。
2.2、系統功能
（1）參數可調功能。在開始煎制之前可以調整系統的所有參數，系統將調整好的參數保存于可斷電保持的EEPROM芯片中，供下次參考使用。在煎制的過程中也可以調整目前計時值，以延長或縮短當前煎制時程的時長；
（2）數字顯示功能。用3位LED動態顯示計時值以及系統設定參數。為了便于維護，也用來顯示溫度采集系統熱敏電阻的短路、斷路以及溫度超標等信息；
（3）自動報警功能。系統在出現故障即熱敏電阻短路、斷路以及當前加熱溫度超出系統設定溫度范圍，蜂鳴器立即報警，LED顯示相應的報警信息。用戶確認報警信息后，解除報警狀態；
（4）斷電數據保護功能。系統參數保存到EEPROM 中，斷電后數據不丟失。
3、硬件電路組成
系統硬件電路的設計思想是：在保證系統功能及其運行可靠性的前提下，盡可能降低成本。故本系統選用單片機作為控制和信息處理的核心。單片機體積小，安裝方便，可靠性好，貨源充足，適合于批量生產應用。AT89C52具有3個16位定時中斷器，8k flash EPROM，256字節RAM，32根I／O線，指令系統與MCS51單片機兼容，1000次電可擦寫，程序可三級加密，安全性高，性價比也較高。本系統所需定時中斷層數較多，程序存儲所占容量較大，因此選用AT89C52作為硬件核心，而不選用價格稍低的AT89C51。TLCl549是美國德州儀器公司生產的10位模數轉換器。它采用CMOS工藝，具有內在的采樣和保持、采用差分基準電壓高阻輸入，抗干擾，可按比例量程校準轉換范圍，總不可調整誤差達到±ISB Max（4.8rev），串口通信占用管腳少（僅需占用單片機3個管腳），芯片體積小等特點。因此選用其作為模數轉換器。本系統采用24C01C來存儲系統參數，24C01C的存儲空間為lkB，體積小巧，采用串行通信，只需2個管腳與單片機相連，讀寫方便，可進行頁讀寫操作，數據存儲可靠性強。硬件電路原理。
3、1 溫度采集
采用熱敏電阻將溫度信號轉變為電阻值，通過分壓電路將電阻值轉換為電壓信號，運用模數轉換器TLCl549將電壓信號轉換為單片機可識別的數字量。在軟件中運用電壓與溫度的對應關系，將電壓值變換成為溫度值。由于本系統測量溫度只是為了達到系統保護的目的，對采樣頻率以及溫度精度要求不高，溫度精度≤1℃，采樣頻率 50Hz。本系統采用的這種溫度采集方法成本很低，并且滿足系統要求。溫度采集電路原理.
3.2、功率控制與輸出
運用單片機管腳輸出的方波放大后控制雙向可控硅（BTl36-200）的導通截止。雙向可控硅在門極信號為低電平時，可控硅處于導通狀態，加熱盤中的電阻絲與電網構成回路，電阻絲中有電流流過，加熱盤對湯劑進行加熱。門極信號為高電平時，可控硅處于截止狀態，電阻絲中沒有電流流過，加熱盤停止加熱。設定可控硅的一個導通截止周期為l00ms，則其導通時間（以ms為單位）與各模式的輸出功率設定值相等。通過控制雙向可控硅的導通時間來達到系統輸出功率控制的目的。
3.3、顯示電路與斷電數據保護
為了節省管腳，降低成本，本系統采用動態LED逐位顯示當前計時值。待顯示位數字的, , 代碼段通過P0口輸出至驅動器74LS245，然后在相應位顯示。數碼管接成共陰極形式，通過三極管TRI、TR2、TR3分別選通DGl、DG2、DG3，顯示百位、十位、個位。動態顯示雖然能夠節省成本，但一直困擾系統設計者的問題是如何合理分配各位的顯示時間，使動態顯示達到穩定的視覺效果。常用的顯示方法是將動態顯示各位數字作為主程序框架，在顯示的過程中完成系統其他功能。這種顯示方法主次顛倒，程序設計復雜，可讀性差。本系統運用獨立于主程序之外的定時中斷服務子程序完成顯示功能，程序設計思路簡單清晰、可讀性強。系統所用的24C01C操作簡單，3個管腳外，其余管腳接地即可。
4、系統軟件
系統軟件由主程序、顯示數字中斷服務子程序、功率控制中斷服務子程序、計時中斷服務子程序以及故障處理子程序組成。人眼視覺暫留時間為20ms，每位顯示時間間隔必須小于20ms。顯示中斷每次中斷間隔9ms，輪流切換顯示3位LED，每位數字的顯示時間間隔為18ms（<20ms），可以達到穩定的視覺效果。計時中斷服務子程序包括正計時和，其中又分為以min為單位計時和以s為單位計時。故障處理子程序完成的功能是關閉系統中斷、關閉加熱輸出、根據采樣溫度判斷并顯示故障的類型（短路、斷路以及溫度超標）、發出報警以及等待用戶確認故障信息后程序自動復位等功能。為了編程方便，本系統具體編制了按鍵檢測確認子程序、從D轉換子程序、電壓＼溫度轉換子程序、讀EEPROM以及寫EEPROM等子程序。
5、結束語
自動煎藥機目前以其突出的*性受到了各大醫院與制藥廠家的歡迎，當然它也存在一些需要解決的問題，即：如何解決先煎、后下問題，增加濃縮功能等。這些問題有待于在進一步的實踐中不斷完善
5.經常注意氣路有無漏氣現象；
6.調換氣瓶時，注意要扎緊氣管，避免流入含氧氣體；
真空泵按要求使用，定期檢查加油
6.調換氣瓶時，注意要扎緊氣管，避免流入含氧氣體；
真空泵按要求使用，定期檢查加油
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