基于STM32输液瓶液位监控系统设计电路连接

### 基于 STM32 的输液瓶液位监控系统电路连接设计方案 #### 1. 系统概述 基于 STM32 的输液瓶液位监控系统是一种智能化医疗设备，通过非接触电容式液位传感器实时监测输液瓶中的液体高度，并利用红外光电滴速检测技术测量药液的流速。整个系统由多个子模块组成，包括 STM32 单片机核心控制单元、时钟晶振电路、复位电路、TFT 显示屏、舵机驱动电路、蜂鸣器报警电路以及无线通信模块等。 #### 2. 主要硬件组件及其功能 以下是系统的主要组成部分及各自的功能描述： - **STM32 单片机**：作为系统的中央处理器 (MCU)，负责数据采集、处理和逻辑判断。 - **时钟晶振电路**：提供稳定的时钟信号以确保 MCU 正常运行[^2]。 - **复位电路**：支持上电自动复位和手动复位操作，增强系统的可靠性。 - **TFT 彩屏液晶显示电路**：用于直观展示当前液滴速度和剩余液量信息[^1]。 - **舵机驱动电路**：调节输液管夹紧力度从而动态调整液滴速率。 - **红外光电滴速检测电路**：精确计算每分钟内的滴数并反馈给 MCU 进行分析。 - **非接触电容式液位传感器电路**：持续探测输液瓶内部液体水平变化情况。 - **蜂鸣器报警电路**：当出现异常状况（如无液或过快/慢滴速）时发出声音警告提示。 - **无线蓝牙/WiFi 模块**：允许远程监控与管理，便于医护人员掌握多台设备状态。 - **按键输入接口**：供用户设置参数或者启动停止等功能需求。 - **电源供应部分**：为上述各部件供电保障其正常工作。 #### 3. 电路连接方案详解 ##### （1）STM32 核心板与其他外设之间的电气连接方式 为了简化说明过程，在此仅列举几个典型例子来阐述具体接线方法： ###### a) STM32 和 TFT 屏幕之间 SPI 总线配置 ```plaintext |-------------------|--------------| | STM32 Pin | TFT Pin | |-------------------|--------------| | PA7(MOSI) | SDIN | | PA6(SCLK) | SCLK | | PB8(T_CS) | CS | | PB9(T_RS/A0) | A0/D/C | | RESET | RES | | GND | VSS/GND | | 3V3/VCC | VDD | ``` ###### b) 非接触电容式液位传感探头接入 ADC 输入端口 假设使用的是 PC0 至 PC5 中的一个模拟通道，则可以按照如下表所示完成物理连线： ```plaintext |--------------------|---------------| | Non-contact Sensor | STM32 | |--------------------|---------------| | Signal Output (+) | PCx(ADC_INx) | | Ground (-) | GND | ``` 注意这里 x 取决实际分配资源而定。 ###### c) 舵机电压调控 PWM 输出设定 通常情况下我们会选取定时器 TIMx 来生成周期性的脉宽调制波形送给伺服马达控制器，下面给出一组可能映射关系实例： ```plaintext |----------------------------|-------------| | Servo Motor Control Signals | STM32 Pins | |----------------------------|-------------| | Channel 1 | PB0(TIM3CH3)| | Channel 2 | PB1(TIM3CH4)| ``` ##### （2）其他辅助元件布局建议 除了以上提到的关键节点之外还需要考虑一些细节方面比如抗干扰措施等等。例如对于敏感型元器件最好加装滤波电容器减少高频噪声影响；另外合理规划 PCB 上走线路径避免交叉耦合等问题发生均有助于提升整体性能表现。 #### 4. 结论 综上所述，设计一套完整的基于 STM32 的输液瓶液位监控系统不仅涉及到了众多基础电子学知识而且还要兼顾到临床应用环境特殊性要求。只有充分理解各个模块作用原理并且严格按照规范执行才能打造出既安全又高效的成品解决方案。