畢業(yè)設(shè)計(jì)基于AT89S51單片機(jī)實(shí)現(xiàn)病房無線呼叫系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、本科畢業(yè)論文基于at89s51單片機(jī)實(shí)現(xiàn)病房無線呼叫系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué) 院： 計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院專 業(yè)： 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué) 號(hào)： 091011668姓 名： 指導(dǎo)教師： 職 稱： 副教授論文提交日期：二一三年六月摘 要病房呼叫系統(tǒng)主要是將病人的請求快速傳送給值班醫(yī)生或護(hù)士, 用于協(xié)助醫(yī)院病員在病床上方便地呼叫醫(yī)務(wù)人員。該系統(tǒng)不僅是傳送臨床信息的重要手段,它也是提高醫(yī)院和病室護(hù)理水平的必備設(shè)備之一。呼叫系統(tǒng)要求及時(shí)、準(zhǔn)確、可靠、簡便可行。當(dāng)呼叫源有呼叫信號(hào)時(shí),在系統(tǒng)上有相應(yīng)的聲、光呼叫信號(hào)指示,并能顯示出呼叫號(hào)碼。本系統(tǒng)主要由at89s51單片機(jī)為主接器件設(shè)計(jì)的，介紹了電路設(shè)計(jì)及軟件實(shí)現(xiàn)方法，并給出

2、了系統(tǒng)框圖，硬件電路及部分程序設(shè)計(jì)，該呼叫系統(tǒng)使用了高集成度射頻無線收發(fā)芯片進(jìn)行傳輸，不僅僅避免了傳統(tǒng)的有線尋呼系統(tǒng)布線復(fù)雜的問題，而且使整個(gè)電路簡捷、性能穩(wěn)定。關(guān)鍵詞： at89s51 無線 呼叫系統(tǒng) abstract ward calling system is an important means to transfer the clinical information; patients request can be quickly transmitted to doctor or nurse on duty. its mainly used to help patients call

3、 medical person conveniently, which is the necessary equipment of improving hospital ward nursing level. calling system needs have the characteristic of timely, accurate, reliable, simple and feasible. when the calling source has the calling signal, the system has the corresponding sound, indicating

4、 light call signal and it can demonstrates the call number. this system mainly consists of at89s51 single-chip microcomputer as the core design, introduces the implement method of circuit design and software, and gives the system block diagram, hardware circuit and program design, the system uses a

5、high degree of integration of rf transceiver chip franchise for transmission, not only it avoids the traditional wired paging system wiring complexity problems, but also the whole circuit is simple ,stable and performance.key words at89s51 wireless calling system目 錄1 引言71.1 背景及意義71.2 研究內(nèi)容21.3 實(shí)現(xiàn)功能22

6、 開發(fā)工具和開發(fā)環(huán)境的介紹32.1 開發(fā)使用主要硬件介紹32.1.1 單片機(jī)at89s51簡介32.1.2無線收發(fā)模塊2262/227242.2 實(shí)現(xiàn)平臺(tái)介紹72.2.1 kiel c51軟件介紹及使用7 2.2.3 protel99se軟件及設(shè)計(jì)圖73 總體設(shè)計(jì)103.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)10 3.1.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案10 3.1.2 系統(tǒng)原理框架圖10 3.1.3 系統(tǒng)總體電路圖113.2 硬件部分詳細(xì)設(shè)計(jì)12 3.2.1各模塊連接圖12 3.2.2 led顯示屏模塊電路設(shè)計(jì)12 3.2.3蜂鳴器報(bào)警模塊電路設(shè)計(jì)13 3.2.4二極管提示燈模塊電路設(shè)計(jì)14 3.2.5無線接收模塊電路設(shè)計(jì)143.

7、3 軟件部分詳細(xì)設(shè)計(jì)14 3.3.1系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)流程圖14 3.3.2 初始化實(shí)現(xiàn)15 3.3.3 顯示模塊功能實(shí)現(xiàn)15 3.3.4 二極管指示燈模塊功能實(shí)現(xiàn)16 3.3.5 蜂鳴器報(bào)警模塊功能實(shí)現(xiàn)17 3.3.5 無線接收模塊功能實(shí)現(xiàn)17 3.3.6 四個(gè)報(bào)警模塊實(shí)現(xiàn)相互獨(dú)立174.1 系統(tǒng)硬件測試174.2 系統(tǒng)軟件測試174.3 出現(xiàn)的問題及解決辦法17結(jié) 束 語18致 謝19參 考 文 獻(xiàn)20附錄：21一：使用器件21二：實(shí)物圖221 引言1.1 背景及意義近年來隨著科技的飛速發(fā)展，一個(gè)以微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)為先導(dǎo)的信息革命正在蓬勃發(fā)展。單片機(jī)作為計(jì)算機(jī)技術(shù)的一個(gè)分支，正在

8、不斷的應(yīng)用到實(shí)際生活中，同時(shí)帶動(dòng)傳統(tǒng)控制檢測的更新。伴隨著醫(yī)療體制改革的不斷深化和醫(yī)療事業(yè)的飛速發(fā)展，越來越多的人們需要迅捷、方便地得到醫(yī)院的各種各樣的醫(yī)療服務(wù)，這必將使醫(yī)院之間的競爭日趨激烈。這使得衡量一個(gè)醫(yī)院的綜合水平高低，不再僅僅局限于軟、硬件的建設(shè)上，更要比服務(wù)。原有的服務(wù)體系已不足以適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)需求，謀求適合現(xiàn)代社會(huì)需求的客戶服務(wù)系統(tǒng)，是所有企事業(yè)單位計(jì)劃做或正在做的工作。這些工作有利于改善服務(wù)量，提高效率并增加企業(yè)效益，從而贏得良好的社會(huì)聲譽(yù)。如何利用先進(jìn)的信息技術(shù)為醫(yī)院服務(wù)，更大程度的提高醫(yī)院的服務(wù)質(zhì)量及利潤，是醫(yī)院信息化建設(shè)中的一個(gè)重要著眼點(diǎn)。 醫(yī)院的競爭越來越激烈，商業(yè)醫(yī)院的

9、生存是第一位的，提升檔次和服務(wù)質(zhì)量迫在眉睫，陪護(hù)問題一直是醫(yī)患矛盾的主體，也是長期困擾衛(wèi)生系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量的大問題，使用病房呼叫系統(tǒng)，方便病人更快找到醫(yī)生，以節(jié)約病人的寶貴時(shí)間。病房呼叫系統(tǒng)只是醫(yī)院管理系統(tǒng)中的一小部分，隨著醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展以及計(jì)算機(jī)的發(fā)展，醫(yī)院管理系統(tǒng)也向標(biāo)準(zhǔn)化，系統(tǒng)化，局域網(wǎng)絡(luò)，集中式數(shù)據(jù)庫，自頂向下的一體化設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)的共享以及電子病例等方面發(fā)展。醫(yī)院管理系統(tǒng)的發(fā)展要適應(yīng)醫(yī)療制度改革形勢的需要提供支持醫(yī)療保險(xiǎn)賬目核算，藥品醫(yī)療分開管理，分別核算，營利性醫(yī)院與非營利性醫(yī)院的不同管理算法。系統(tǒng)的建設(shè)將本著“以患者為中心”的原則，以方便患者,提高就診效率為目的，力爭為患者提供最滿意的服

10、務(wù)，同時(shí)也將提高醫(yī)療的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。呼叫系統(tǒng)的優(yōu)劣直接關(guān)系到病員的安危，也可減少醫(yī)護(hù)人員巡視病床的辛勞，能放心地、高效地處理其它醫(yī)護(hù)問題,歷來受到各大醫(yī)院的普遍重視,已成為各醫(yī)院現(xiàn)代化的標(biāo)志。鑒于此,設(shè)計(jì)及時(shí)、準(zhǔn)確、可靠、簡便可行、利于推廣的呼叫系統(tǒng)有很高的應(yīng)用價(jià)值和意義。1.2 研究內(nèi)容 （1）熟悉at89s81芯片，掌握使用芯片的關(guān)鍵技術(shù)，熟練運(yùn)用芯片。（2）利用at89s51單片機(jī)模擬病房呼叫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。（3）完成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的流程圖、原理圖、pcb板圖等。（4）要求設(shè)計(jì)四個(gè)指示燈顯示，四個(gè)蜂鳴器報(bào)警，并且用數(shù)碼管顯示報(bào)警床位的序號(hào)。（5）要求使用無線收發(fā)模塊實(shí)現(xiàn)四個(gè)病房的按鍵功能，

11、使電路設(shè)計(jì)更加簡捷（6）要求數(shù)碼管顯示電路用串口實(shí)現(xiàn)，節(jié)省i/o口資料（7）完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)的理論說明及得到的結(jié)論。1.3 實(shí)現(xiàn)功能（1）當(dāng)病床呼叫時(shí)，顯示呼叫病人所在的病床號(hào)；相應(yīng)的指示燈亮、蜂鳴器報(bào)警10秒鐘；（2）多個(gè)病床呼叫護(hù)士站時(shí)，可分時(shí)顯示呼叫病人所在的病床號(hào)相應(yīng)的指示燈亮，蜂鳴器報(bào)警10秒鐘；（3）顯示屏最多可同時(shí)顯示4個(gè)病人的病床號(hào) 2 開發(fā)工具和開發(fā)環(huán)境的介紹2.1 開發(fā)使用主要硬件介紹2.1.1 單片機(jī)at89s51簡介 在本科階段學(xué)習(xí)的是at89c51單片機(jī)，而這次設(shè)計(jì)卻采用的是at89s51單片機(jī)，這兩個(gè)系列的單片機(jī)在基本原理上是相同的，但at89s51系列單片機(jī)是c51的

12、升級(jí)產(chǎn)品，一方面解決了功能少，速度慢，ram/rom小，性能不夠穩(wěn)定的缺點(diǎn)。另一方面s51單片機(jī)下載程序方便，采用isp下載方式，而c51下載程序比較麻煩，需要專用的下載器。2.1.2無線收發(fā)模塊2262/2272 pt2262/2272是臺(tái)灣普城公司生產(chǎn)的一種cmos工藝制造的低功耗低價(jià)位通用編解碼電路，pt2262/2272最多可有12位(a0-a11)三態(tài)地址端管腳(懸空,接高電平,接低電平),任意組合可提供531441地址碼,pt2262最多可有6位(d0-d5)數(shù)據(jù)端管腳,設(shè)定的地址碼和數(shù)據(jù)碼從17腳串行輸出，可用于無線遙控發(fā)射電路。 編碼芯片pt2262發(fā)出的編碼信號(hào)由：地址碼、數(shù)

13、據(jù)碼、同步碼組成一個(gè)完整的碼字，解碼芯片pt2272接收到信號(hào)后，其地址碼經(jīng)過兩次比較核對(duì)后，vt腳才輸出高電平，與此同時(shí)相應(yīng)的數(shù)據(jù)腳也輸出高電平，如果發(fā)送端一直按住按鍵，編碼芯片也會(huì)連續(xù)發(fā)射。當(dāng)發(fā)射機(jī)沒有按鍵按下時(shí)，pt2262不接通電源，其17腳為低電平，所以315mhz的高頻發(fā)射電路不工作，當(dāng)有按鍵按下時(shí)，pt2262得電工作，其第17腳輸出經(jīng)調(diào)制的串行數(shù)據(jù)信號(hào)，當(dāng)17腳為高電平期間315mhz的高頻發(fā)射電路起振并發(fā)射等幅高頻信號(hào)，當(dāng)17腳為低平期間315mhz的高頻發(fā)射電路停止振蕩，所以高頻發(fā)射電路完全收控于pt2262的17腳輸出的數(shù)字信號(hào)，從而對(duì)高頻電路完成幅度鍵控（ask調(diào)制）相

14、當(dāng)于調(diào)制度為100的調(diào)幅。 pt2262/2272特點(diǎn)：cmos工藝制造，低功耗，外部元器件少，rc振蕩電阻，工作電壓范圍寬：2.615v ，數(shù)據(jù)最多可達(dá)6位，地址碼最多可達(dá)531441種。應(yīng)用范圍：車輛防盜系統(tǒng)、家庭防盜系統(tǒng)、遙控玩具、其他電器遙控。2.1.2.3 基于pt2262的無線編碼模塊編碼發(fā)射模塊外形小巧、美觀，與很多車輛防盜系統(tǒng)中的遙控器一樣。根據(jù)功能的多少按鍵數(shù)也不一樣，我們本章所用的發(fā)射模塊為a、b、c、d四個(gè)按鍵。編碼發(fā)射模塊主要由pt2262編碼ic和高頻調(diào)制、功率放大電路組成，常用的編碼發(fā)射模塊實(shí)物和內(nèi)部框圖如圖2-7和圖2-8所示。遙控發(fā)射器工作電壓為dc 12v(電

15、池供電)，尺寸(mm)： 58*39*14 ,工作頻率：315mhz ,工作電流(ma)：13 編碼類型： 固定碼(板上焊盤跳接設(shè)置) 應(yīng)用說明：與各類型帶解碼功能的接收模塊聯(lián)合使用，解碼輸出后進(jìn)行相應(yīng)控制，如采用單片機(jī)進(jìn)行讀取接收并解碼數(shù)據(jù)然后控制相應(yīng)的燈或電源開關(guān)。圖1 無線模塊實(shí)物圖圖2 無線編碼模塊原理圖其中編碼部分電路由pt2262編碼ic來組成，具體電路見圖3所示。圖3 pt2262編碼原理圖2.1.2.3 基于pt2272的無線解碼模塊解碼接收模塊包括接收頭和解碼芯片pt2272兩部分組成。接收頭將收到的信號(hào)輸入pt2272的14腳（din），pt2272再將收到的信號(hào)解碼。解碼

16、接收模塊和電路原理圖如圖2-10，接收板實(shí)物如圖2-11所示。接收板工作電壓為dc 5v，接收靈敏度： -103dbm ,尺寸(mm)： 49*20*7 ,工作頻率：315mhz,工作電流：5ma ,編碼類型：固定碼(板上焊盤跳接設(shè)置) 應(yīng)用說明：與各類型遙控器配合使用，解碼輸出后進(jìn)行相應(yīng)控制，如采用單片機(jī)進(jìn)行讀取接收并解碼數(shù)據(jù)然后控制相應(yīng)的燈或電源開關(guān)。圖4 pt2272 電路原理圖圖5 pt2272實(shí)物圖無線收發(fā)模塊的地址碼設(shè)定在通常使用中，一般采用8位地址碼和4位數(shù)據(jù)碼，這時(shí)編碼芯片pt2262和解碼芯片pt2272的第18腳為地址設(shè)定腳，有三種狀態(tài)可供選擇：懸空、接正電源、接地三種狀態(tài)

17、，地址編碼不重復(fù)度為38=6561組，只有發(fā)射端pt2262和接收端pt2272的地址編碼完全相同，才能配對(duì)使用，遙控模塊的生產(chǎn)廠家為了便于生產(chǎn)管理，出廠時(shí)遙控模塊的pt2262和pt2272的八位地址編碼端全部懸空，這樣用戶可以很方便選擇各種編碼狀態(tài)，用戶如果想改變地址編碼，只要將pt2262和pt2272的18腳設(shè)置相同即可，例如將發(fā)射機(jī)的pt2262的第2腳接地，第3腳接正電源，其它引腳懸空，那么接收機(jī)的pt2272只要也第2腳接地，第3腳接正電源，其它引腳懸空就能實(shí)現(xiàn)配對(duì)接收。地址設(shè)置跳線如圖2-12所示，用戶可以在pcb板上直接將地址引腳（pcb板中間8個(gè)過孔焊盤）與l（低電平）或h

18、（高電平）相連，從而實(shí)現(xiàn)地址設(shè)置。pt2262與pt2272地址設(shè)置要完全一樣。當(dāng)兩者地址編碼完全一致時(shí)，接收機(jī)對(duì)應(yīng)的d1d4端輸出約4v互鎖高電平控制信號(hào)，同時(shí)vt端也輸出解碼有效高電平信號(hào)。o o o o o o o o l- - - - - - - -1 1 1 1 1 1 1 1 h圖6 地址設(shè)置跳線設(shè)置圖2.2 實(shí)現(xiàn)平臺(tái)介紹2.2.1 kiel c51軟件介紹及使用2.2.1.1軟件簡介 支持8051微控制器體系結(jié)構(gòu)的keil開發(fā)工具，適合每個(gè)階段的開發(fā)人員，不管是專業(yè)的應(yīng)用工程師，還是剛學(xué)習(xí)嵌入式軟件開發(fā)的學(xué)生。產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的keil c編譯器、宏匯編器、調(diào)試器、實(shí)時(shí)內(nèi)核、單板計(jì)算機(jī)和

19、仿真器，支持所有的251系列微控制器，幫助你如期完成項(xiàng)目進(jìn)度。2.2.1.2軟件編譯圖7 編譯實(shí)現(xiàn)過程 2.2.3 protel99se軟件及設(shè)計(jì)圖2.2.3.1軟件簡介（1）protel99se是protel公司近10年來致力于windows平臺(tái)開發(fā)的最新結(jié)晶，能實(shí)現(xiàn)從電學(xué)概念設(shè)計(jì)到輸出物理生產(chǎn)數(shù)據(jù)，以及這之間的所有分析、驗(yàn)證和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)管理。因而今天的protel最新產(chǎn)品已不是單純的pcb（印制電路板）設(shè)計(jì)工具，而是一個(gè)系統(tǒng)工具，覆蓋了以pcb為核心的整個(gè)物理設(shè)計(jì)。 最新版本的protel軟件可以毫無障礙地讀orad、pads、accel(pcad)等知名eda公司設(shè)計(jì)文件，以便用戶順利過渡

20、到新的eda平臺(tái)。（2）protel99 se共分5個(gè)模塊，分別是原理圖設(shè)計(jì)、pcb設(shè)計(jì)（包含信號(hào)完整性分析）、自動(dòng)布線器、原理圖混合信號(hào)仿真、pld設(shè)計(jì)。 以下介紹一些protel99se的部分最新功能：可生成30多種格式的電氣連接網(wǎng)絡(luò)表；強(qiáng)大的全局編輯功能；在原理圖中選擇一級(jí)器件，pcb中同樣的器件也將被選中；同時(shí)運(yùn)行原理圖和pcb，在打開的原理圖和pcb圖間允許雙向交叉查找元器件、引腳、網(wǎng)絡(luò)；既可以進(jìn)行正向注釋元器件標(biāo)號(hào)（由原理圖到pcb），也可以進(jìn)行反向注釋（由pcb到原理圖），以保持電氣原理圖和pcb在設(shè)計(jì)上的一致性；滿足國際化設(shè)計(jì)要求（包括國標(biāo)標(biāo)題欄輸出，gb4728國標(biāo)庫）；方便

21、易用的數(shù)模混合仿真（兼容spice 3f5）；支持用cupl語言和原理圖設(shè)計(jì)pld，生成標(biāo)準(zhǔn)的jed下載文件；pcb可設(shè)計(jì)32個(gè)信號(hào)層，16個(gè)電源-地層和16個(gè)機(jī)械加工層；強(qiáng)大的“規(guī)則驅(qū)動(dòng)”設(shè)計(jì)環(huán)境，符合在線的和批處理的設(shè)計(jì)規(guī)則檢查；智能覆銅功能，鈾可以自動(dòng)重鋪；提供大量的工業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)電路板做為設(shè)計(jì)模版；放置漢字功能；可以輸入和輸出dxf、dwg格式文件，實(shí)現(xiàn)和autocad等軟件的數(shù)據(jù)交換；智能封裝導(dǎo)航（對(duì)于建立復(fù)雜的pga、bga封裝很有用）；方便的打印預(yù)覽功能，不用修改pcb文件就可以直接控制打印結(jié)果；獨(dú)特的3d顯示可以在制板之前看到裝配事物的效果；強(qiáng)大的cam處理使您輕松實(shí)現(xiàn)輸出光繪文件

22、、材料清單、鉆孔文件、貼片機(jī)文件、測試點(diǎn)報(bào)告等；經(jīng)過充分驗(yàn)證的傳輸線特性和仿真精確計(jì)算的算法，信號(hào)完整性分析直接從pcb啟動(dòng)；反射和串?dāng)_仿真的波形顯示結(jié)果與便利的測量工具相結(jié)合；專家導(dǎo)航幫您解決信號(hào)完整性問題。2.2.3.2 protel99se原理圖繪制過程（1）設(shè)計(jì)圖紙大小首先要構(gòu)思好零件圖，設(shè)計(jì)好圖紙大小。圖紙大小是根據(jù)電路圖的規(guī)模和復(fù)雜程度而定的，設(shè)置合適的圖紙大小是設(shè)計(jì)好原理圖的第一步。（2）設(shè)置protel99se/schematic設(shè)計(jì)環(huán)境 包括設(shè)置格點(diǎn)大小和類型，光標(biāo)類型等等，大多數(shù)參數(shù)也可以使用系統(tǒng)默認(rèn)值。（3）旋轉(zhuǎn)零件用戶根據(jù)電路圖的需要，將零件從零件庫里取出放置到圖紙上，

23、并對(duì)放置零件的序號(hào)、零件封裝進(jìn)行定義和設(shè)定等工作。（4）原理圖布線利用protel 99se/schematic提供的各種工具，將圖紙上的元件用具有電氣意義的導(dǎo)線、符號(hào)連接起來，構(gòu)成一個(gè)完整的原理圖。（5）調(diào)整線路將初步繪制好的電路圖作進(jìn)一步的調(diào)整和修改，使得原理圖更加美觀。（6）檢查原理圖 使用portel99se 的電氣規(guī)則，即執(zhí)行菜單命令tool/rec對(duì)畫好的電路原理圖進(jìn)行電氣規(guī)則檢查。若有錯(cuò)誤，根據(jù)錯(cuò)誤情況進(jìn)行改正。（7）報(bào)表輸出通過protel99se/schematic提供的各種報(bào)表工具生成各種報(bào)表，其中最重要的報(bào)表是網(wǎng)絡(luò)表，網(wǎng)絡(luò)表是電路原理圖設(shè)計(jì)和印刷電路板設(shè)計(jì)之間的橋梁，執(zhí)行

24、菜單命令design/create net list可以生成具有元件名、元件封裝、參數(shù)及元件之間連接關(guān)系的網(wǎng)絡(luò)表。（8）文件保存及打印輸出最后的步驟是文件保存及打印輸出。2.2.3.3 使用pritel99se繪制的無線病房呼叫系統(tǒng)的原理圖圖8 pcb版圖3 總體設(shè)計(jì)3.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)3.1.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案本系統(tǒng)以at89s51單片機(jī)為核心，通過無線接收模塊獲得病人呼叫信號(hào)，通過該單片機(jī)操作病房顯示電路（利用病房顯示驅(qū)動(dòng)電路），蜂鳴器報(bào)警電路，二極管指示燈電路。當(dāng)在初始化時(shí)，數(shù)碼管顯示全零，蜂鳴器報(bào)警電路，指示燈電路均不工作。當(dāng)病人按下手中的遙控器時(shí)，相應(yīng)的數(shù)碼管則顯示對(duì)應(yīng)的病床號(hào)，對(duì)應(yīng)的蜂

25、鳴器報(bào)警，指示燈顯示。3.1.2 系統(tǒng)原理框架圖 原理:無線發(fā)射模塊發(fā)射出報(bào)警信號(hào)，通過無線接收模塊接收，傳個(gè)at89s51單片機(jī)，通過對(duì)數(shù)據(jù)處理把信號(hào)通過指示燈電路，蜂鳴器電路，數(shù)碼顯示電路做出響應(yīng)。各個(gè)模塊的電路通過單片機(jī)的i/o 口連接圖9 系統(tǒng)原理框架圖3.1.3 系統(tǒng)總體電路圖該電路圖就是設(shè)計(jì)的各模塊詳細(xì)的電路圖，并標(biāo)注了所使用器件的型號(hào)，引腳圖10 系統(tǒng)總體電路圖3.2 硬件部分詳細(xì)設(shè)計(jì)3.2.1各模塊連接圖該無線病房呼叫系統(tǒng)以at89s51單片機(jī)為核心，通過其端口分別連接四個(gè)蜂鳴器報(bào)警器，四個(gè)數(shù)碼管顯示，四個(gè)指示燈，和一個(gè)無線接收設(shè)備圖11 模塊連接圖3.2.2 led顯示屏模塊

26、電路設(shè)計(jì)3.2.2.1 使用器件 （1）共陰數(shù)碼管介紹：數(shù)碼管由七個(gè)條狀和一個(gè)點(diǎn)狀發(fā)光二極管管芯制成，稱為七段數(shù)碼管。根據(jù)其結(jié)構(gòu)的不同，可分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管兩種。共陽共陰，是針對(duì)數(shù)碼管的公共腳而說的。簡單來說就是里面的二極管連接方向相反。共陰極數(shù)碼管就是二極管的負(fù)極并在一起為公共端，正極分別代表a-h；正常工作時(shí)，負(fù)極要接低電平，a-h接高電平，使二極管導(dǎo)通，就可點(diǎn)亮a-h。共陽極數(shù)碼管就是二極管的正極并在一起為公共端，負(fù)極分別代表a-h。正常工作時(shí)，正極要接高電平，a-h接低電平電平，使二極管導(dǎo)通，就可點(diǎn)亮a-h。判斷方法：用兩節(jié)電池一根電線，測試！如點(diǎn)亮了，負(fù)極不動(dòng)，正極分別接

27、其它端，如果也都能亮就是共陰。如果正極不動(dòng)，負(fù)極分別接其它端都能亮就是共陽 （2）74hc16474hc164是串入并出器件,串入是一位一位進(jìn)的,先進(jìn)入的后出。例如:數(shù)碼管要顯示數(shù)字1,數(shù)字1共陰數(shù)碼管的并口代碼是06,二進(jìn)制是00000110,所以要顛過來送數(shù),先送高位后出高位,為01100000,代碼為60,這樣才能顯示數(shù)字13.2.2.2電路設(shè)計(jì)主要由74hc164和數(shù)碼管組成的,通過串口輸入和串口輸出把號(hào)碼顯示到數(shù)碼管上，由于原串口已被分配給提示燈電路，通過p1、p2口模擬了4個(gè)串口，由4個(gè)74hc164來實(shí)現(xiàn)， 在程序中主要是用循環(huán)來實(shí)現(xiàn)給一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)，輸入一個(gè)數(shù)據(jù)，當(dāng)有病人按下手中

28、的呼救器時(shí)，數(shù)碼管將顯示出是幾號(hào)床位上的病人呼叫,而且一直在顯示,直到有護(hù)士發(fā)現(xiàn)，將其復(fù)位。數(shù)碼管顯示電路如下：圖12 數(shù)碼管顯示電路3.2.3蜂鳴器報(bào)警模塊電路設(shè)計(jì) 蜂鳴器報(bào)警電路是由4.7k電阻，三極管，蜂鳴器三部分組成。蜂鳴器報(bào)警電路占用了四個(gè)i/o口， 分別接在p2口的p2.4-p2.7引腳上。三極管起開關(guān)作用，當(dāng)基極處于高電平時(shí)，三極管導(dǎo)通，蜂鳴器發(fā)出報(bào)警聲，當(dāng)基極處于低電平時(shí)，三極管關(guān)斷，蜂鳴器不發(fā)出報(bào)警。 蜂鳴器如圖2-4所示：圖13 蜂鳴器電路圖3.2.4二極管提示燈模塊電路設(shè)計(jì) 指示燈電路由1k電阻和發(fā)光二極管組成，其中發(fā)光二極管陰極接at89s51單片機(jī)的4個(gè)i/o口，分別

29、接在p3口的p3.4-p3.7引腳上，發(fā)光二極管陽極與電源間接電阻是為了防止電流過大燒壞二極管設(shè)置的。圖14 提示燈電路3.2.5無線接收模塊電路設(shè)計(jì) 無線接收模塊電路由三極管和無線接收設(shè)備組成，分別占用了4個(gè)i/o口，接在p1口的p1.4-p1.7口上圖15 無線收發(fā)模塊3.3 軟件部分詳細(xì)設(shè)計(jì)3.3.1系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)流程圖程序?qū)崿F(xiàn)思路：當(dāng)有病房呼叫的報(bào)警信號(hào)時(shí)，通過寫一個(gè)簡單循環(huán)語句判斷是哪個(gè)病房的鍵按下的， 當(dāng)是判斷出是一號(hào)病房按下時(shí)，則退出循環(huán)，一號(hào)病房對(duì)應(yīng)的指示燈亮，蜂鳴器報(bào)警，數(shù)碼顯示管顯示病房號(hào)，若不是時(shí)，則繼續(xù)進(jìn)入循環(huán)程序，判斷是否是二號(hào)病房，依次進(jìn)行判斷，并且時(shí)刻判斷。圖16

30、流程圖3.3.2 初始化實(shí)現(xiàn)在判斷哪個(gè)病房呼叫前要首先將程序初始化，數(shù)碼顯示管全部顯示為零，發(fā)光二極管熄滅，指示燈不亮，并且判斷是否有按鍵按下代碼實(shí)現(xiàn)如下：begin:mov tmod,#10h mov th1,#3ch mov tl1,#0b0h setb et1 setb tr1 clr bc1 clr bc2 clr bc3 clr bc4 clr flag1 clr flag2 clr flag3 clr flag43.3.3 顯示模塊功能實(shí)現(xiàn)當(dāng)有按鍵按下時(shí)，就會(huì)調(diào)用顯示子程序，在電路圖中使用的是：串行方式，假如現(xiàn)在是2號(hào)床位上的病人呼叫，則在數(shù)碼管上應(yīng)顯示“2”，串行方式中，數(shù)碼管上

31、顯示的數(shù)字是先成二進(jìn)制數(shù)，再一位一位地輸進(jìn)去的，然后才顯示數(shù)字。這里是在模擬串口，因?yàn)樵搯纹瑱C(jī)中只有一個(gè)串口，而這里要用多個(gè)串口。當(dāng)這段程序執(zhí)行完以后，再進(jìn)入循環(huán)。十進(jìn)制數(shù)與相應(yīng)二進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換表(如表1所示)。表1 十進(jìn)制與二進(jìn)制轉(zhuǎn)換表顯示數(shù)值a b c d e f g dp驅(qū)動(dòng)代碼（16進(jìn)制）0123451 1 1 1 1 1 0 00 1 1 0 0 0 0 01 1 0 1 1 0 1 01 1 1 1 0 0 1 00 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 03fh06h5bh4fh66h6dh串口顯示代碼： tab:db 0fch, 60h, 0dah, 0f2h,

32、 66h, 0b6h3.3.4 二極管指示燈模塊功能實(shí)現(xiàn)通過不斷的掃描無線接收模塊所接的 i/o口是高電平還是低電平來判斷是否有病人呼叫，當(dāng)是低電平時(shí)，病床數(shù)碼管將顯示數(shù)據(jù)送表首地址，找出顯示數(shù)字的串口代碼，從而通過循環(huán)判斷是幾號(hào)病房在呼叫。實(shí)現(xiàn)代碼如下：start:clr c mov dptr, #tab mov a, r0 movc a,a+dptr mov r1, #9s1:cjne r0, #1, s2 s2:cjne r0, #2, s3 sjmp ss2s3:cjne r0, #3, s4 sjmp ss3s4:cjne r0, #4, s1 ljmp ss43.3.5 蜂鳴器報(bào)警

33、模塊功能實(shí)現(xiàn)如果有病人呼叫，即有按鍵按下，那么相應(yīng)的蜂鳴器所接的i/o口也設(shè)置為高電平，而且每一個(gè)蜂鳴器發(fā)出的聲音是不一樣的，同時(shí)與床位號(hào)對(duì)應(yīng)的指示燈也會(huì)亮。在程序中只用一條語句即可實(shí)現(xiàn)：clr p2.4，因?yàn)樵诒倦娐吩O(shè)計(jì)時(shí)，每個(gè)引腳都是低電平有效的，所以在清零時(shí)蜂鳴器才能發(fā)出聲音。3.3.5 無線接收模塊功能實(shí)現(xiàn)3.3.6 四個(gè)報(bào)警模塊實(shí)現(xiàn)相互獨(dú)立設(shè)計(jì)思路：把定時(shí)器當(dāng)鐘表用，時(shí)鐘總在不停的走，判斷有病房呼叫了，開始聲光報(bào)警10s，四路報(bào)警相互獨(dú)立，誰不干擾誰實(shí)現(xiàn)代碼如下： ws1:mov a, r7 add a, #200 mov 31h, a setb bc1 setb flag1 ljm

34、p tt24 系統(tǒng)測試以及實(shí)現(xiàn)過程中出現(xiàn)的問題4.1 系統(tǒng)硬件測試 (1)靜態(tài)檢查。根據(jù)硬件電路圖核對(duì)元器件的型號(hào)、極性、安裝是否正確，檢查硬件電路連線是否與電路圖一致，有無短路、虛焊等現(xiàn)象。 (2)通電檢查。通電檢查時(shí)，可以模擬各種輸入信號(hào)分別送入電路的各有關(guān)部分，觀察i/o口的動(dòng)作情況，查看電路板上有無元器件、冒煙、異味等現(xiàn)象，各相關(guān)設(shè)備的動(dòng)作是否符合要求，整個(gè)系統(tǒng)的功能是否符合要求。4.2 系統(tǒng)軟件測試 程序模塊編寫完成后，通過匯編或編譯后，在開發(fā)系統(tǒng)上進(jìn)行調(diào)試。調(diào)試時(shí)應(yīng)先分別調(diào)試各模塊子程序，調(diào)試通過后，在調(diào)試中斷服務(wù)子程序最好調(diào)試主程序，并將各部分進(jìn)行聯(lián)調(diào)。4.3 出現(xiàn)的問題及解決辦

35、法在操作過程中注意以下幾個(gè)問題（1）焊接電路時(shí)一定要焊實(shí)，有些焊接的地方表面上是焊上了，但實(shí)際上里面是空的，影響電路的通暢。（2）當(dāng)顯示界面不顯示時(shí)，最有可能是電路問題，應(yīng)當(dāng)好好檢查一下電路是否焊好，器件的正負(fù)極是否接反，器件是否是壞的等問題。（3）若是一切電路正常，當(dāng)出現(xiàn)遙控系統(tǒng)無法進(jìn)行遙控時(shí)應(yīng)當(dāng)檢查電源電壓是否過低，可能是電壓過低無法正常啟動(dòng)設(shè)備，應(yīng)當(dāng)及時(shí)更換電源。（4）編寫的程序在編譯過成中一定要設(shè)置一下編譯器，否則出現(xiàn)不了hex文件（5）燒寫過程中燒寫的事hex文件，燒寫時(shí)還要注意不要把a(bǔ)t89s51弄反，否則無法處理器很容易被燒壞。結(jié) 束 語 該無線病房呼叫系統(tǒng)是以at89s51單片

36、機(jī)設(shè)計(jì)的，由收發(fā)模塊，顯示模塊，報(bào)警模塊，指示燈模塊這幾部分組成，當(dāng)有病房的病人呼叫時(shí)，按下手中的遙控（發(fā)射設(shè)備），在醫(yī)療監(jiān)控室內(nèi)的顯示屏上就會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的病房的病床號(hào)，同時(shí)報(bào)警器緊急報(bào)警，及時(shí)的通知醫(yī)生進(jìn)行救治。不足之處，該系統(tǒng)不能自動(dòng)復(fù)位，當(dāng)病房號(hào)顯示完后，不能夠循環(huán)進(jìn)行下一輪的呼叫工作（不能循環(huán)進(jìn)行）；其次就是系統(tǒng)用到的器件的個(gè)數(shù)比較多，比如說數(shù)碼管以及蜂鳴器，指示燈都是四個(gè)，都比較繁瑣；再次就是沒有實(shí)現(xiàn)病人與護(hù)士之間的對(duì)話功能，如果能夠?qū)崿F(xiàn)這個(gè)功能那么將為病人提供更好的服務(wù)，最后不知道為什么接收距離太短，可能是收發(fā)器的問題。致 謝本論文是在張永安老師的精心指導(dǎo)下完成了，在寫的過程中對(duì)我提出了很多問題及要求，幫助我順利的完成了該論文，同時(shí)還要感謝和我一塊做設(shè)計(jì)的同學(xué)通過這