基于51系列單片機的病床呼叫系統(tǒng)的設(shè)計

1、基于51單片機的病床呼叫系統(tǒng)的設(shè)計摘 要病房呼叫系統(tǒng)是病人請求值班醫(yī)生或護士進行診斷、護理的緊急呼叫工具，它主要用于協(xié)助醫(yī)院病員在病床上方便地呼叫醫(yī)務(wù)人員，可將病人的請求快速傳送給值班醫(yī)生或護士，是提高醫(yī)院和病房護理水平的必備設(shè)備之一。醫(yī)院的競爭越來越激烈，商業(yè)醫(yī)院的生存是第一位的，提升檔次和服務(wù)質(zhì)量迫在眉睫，陪護問題一直是醫(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)約病人的寶貴時間系統(tǒng)是基于51系列的單片機設(shè)計的病床呼叫系統(tǒng)。該系統(tǒng)以at89c51單片機為核心輔以矩陣鍵盤、led顯示電路和部分簡單模擬和數(shù)字電路組成的能夠?qū)崿F(xiàn)病人和醫(yī)護人員

2、之間信息的傳遞。每個病人要呼叫可以按鍵，同時會有蜂鳴器響，不同的數(shù)碼管顯示床位號，相應(yīng)的指示燈亮。這里主要矩陣鍵盤輸入信號，這是編程的關(guān)鍵。在該設(shè)計中每個病房都有一個按鍵，當患者有需要時，按下按鍵，此時 值班室的顯示屏可顯示此患者的床位號，多人使用時可實現(xiàn)循環(huán)顯示，醫(yī)護人員按下“響應(yīng)”鍵取消當前呼叫。此系統(tǒng)能夠為醫(yī)院提供一個成本低、效率高、操作方便和易于安裝維護的快捷系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：at89c51，矩陣鍵盤，led，病床呼叫design of wards call system based on microcontrollerabstractwardcall systemis thepatien

3、ts request tothe doctor on dutyor nurseemergency calltoolsfordiagnosis,care,andit is mainly usedtoassistthehospitalpatientinthe bedeasilycallthemedical staff,the patientsrequestcan bequickly sentto theduty doctor or nurseis to improve oneoftheessentialequipmentofhospitaland ward level of care.increa

4、singly fiercecompetitioninthehospital,commercialhospital survivalis the first to enhance thegradeandquality of serviceisimminent,accompany theissue has beenthe main bodyofthepatient conflict, but alsolong-troubledhealth systemquality of serviceissues,usingthewardcall systemmore convenient for patien

5、tsto find a doctorto savethevaluable timeofthepatient.thesystem is awardcall systembased onthe51seriesmicro-chipdesign.the sy-stem usesat89c51 micro-controlleras the core,supplementedbymatrixkeyboard, leddot matrix displayofa simplecircuitand someanaloganddigital circuitsto achievethe transfer of in

6、formationbetweenpatients and health care.in this design,each wardhas abutton,whenpatientsin need, press the button,the displayofthe duty roomto displaythenumberofbedsinthis patient,peopleuseto achieve circular display,press themedical staffresponseto cancelthe current call.this system can providealo

7、w cost, high efficiency,easy operation andeasy installation and maintenancesystemfor the hospital.keyword: at89c51，matrixkeyboard, led, wardcall目 錄前 言1第一章 系統(tǒng)整體設(shè)計21.1 功能與方案確定21.1.1 功能要求21.1.2 方案論證21.1.3 總體結(jié)構(gòu)框圖31.2 框架模塊功能描述3第二章 系統(tǒng)硬件設(shè)計42.1 硬件構(gòu)成示意圖42.2 單片機介紹42.3 主要單元模塊介紹42.3.1 控制器at89c5142.3.2鍵盤電路設(shè)計72.3

8、.3顯示電路設(shè)計102.3.3報警電路設(shè)計122.3.4控制電路設(shè)計12第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計133.1 系統(tǒng)軟件環(huán)境介紹133.1.1 keil_c133.1.2 protues isis133.2 系統(tǒng)程序設(shè)計153.2.1 系統(tǒng)主程序流程圖153.2.2 顯示程序流程圖173.2.3 鍵盤掃描流程圖17第四章 系統(tǒng)調(diào)試與結(jié)果194.1 硬件調(diào)試194.2 軟件調(diào)試20結(jié) 論21參考文獻22致 謝24附 錄25前 言伴隨著醫(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。這使得衡量一個醫(yī)院的綜合水平高低，不

9、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)代社會需求，謀求適合現(xiàn)代社會需求的客戶服務(wù)系統(tǒng)，是所有企事業(yè)單位計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聲譽。如何利用先進的信息技術(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)中的一個重要著眼點。 醫(yī)院的競爭越來越激烈，商業(yè)醫(yī)院的生存是第一位的，提升檔次和服務(wù)質(zhì)量迫在眉睫，陪護問題一直是醫(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)約病人的寶貴時間。病床呼叫系統(tǒng)是一種應(yīng)用于醫(yī)院病房、養(yǎng)老院等地方，用來聯(lián)系

10、溝通醫(yī)護人員和病員的專用呼叫系統(tǒng)，是提高醫(yī)院水平的必備設(shè)備之一。病床呼叫系統(tǒng)的優(yōu)劣直接影響到病員的安危，歷來受到各大醫(yī)院的普遍重視。它要求及時、準確可靠、簡便可行、利于推廣。目前市場上存在著許多種型號不一功能各異的醫(yī)院病房呼叫系統(tǒng)，主要為兩大類：有線式和無線式。無線式病房呼叫系統(tǒng)不存在鋪設(shè)線路的問題，但是可靠性差，而且無線電波會干擾其他醫(yī)療儀器設(shè)備3。本文設(shè)計的是有線式的，適合較小的醫(yī)院病房使用，具有成本低，易于操作、安裝和維護，而且具有可靠穩(wěn)定，對其他醫(yī)療設(shè)備不會產(chǎn)生干擾的特點；但受到布線較多，影響美觀，故不適宜較大的醫(yī)院。病床呼叫管理系統(tǒng)便于病員快捷的呼叫護士，縮短人工呼叫的時間。當今病房

11、呼叫系統(tǒng)正在逐步地向智能化發(fā)展，它可以和錄像機一起使用，當病人按下開關(guān)時，在護士值班室的大屏幕能夠觀察病人的需要。并且可以配備對講機等設(shè)備，能夠使病員及時快捷地與醫(yī)護人員進行溝通。第一章 系統(tǒng)整體設(shè)計1.1 功能與方案確定1.1.1 功能要求本課題主攻方向是使系統(tǒng)實現(xiàn)以下目的：一任一病房（共64張）呼叫，醫(yī)護值班室馬上能響應(yīng)并顯示；二顯示病房床號；三若有多個病床呼叫就循環(huán)顯示；四處理完畢后可以清除記錄。1.1.2 方案論證方案一：使用8051單片微機外加作地址鎖存用的一塊8三態(tài)鎖存器74ls373芯片和一塊eprom芯片可構(gòu)成一個完整的最小微機電路。以此為基礎(chǔ)，在智能裝置中若要配置多位數(shù)碼管顯

12、示器，以及m行n列矩陣鍵盤的話，可通過擴展諸如8255或8279之類的并行1/0芯片來完成，或者通過串行通訊口p3.0(rxd)和p3:1(txd)經(jīng)多塊串并，并串轉(zhuǎn)換電路74ls164和74ls165 ic芯片實現(xiàn)接口。按照一般的設(shè)計方法，顯示和鍵盤搜索按下鍵均按動態(tài)掃描的方法進行，顯示電路接口由p1口和p2口組成，鍵盤接口由p2口和p3口組成。在完成顯示功能過程中，p1口鎖存器顯示字符的八段字形碼，p2口的高6位(p2.7-p2.2)鎖存待顯示字符的位選碼。8051按分時方式執(zhí)行程序進入到鍵盤搜索時，經(jīng)p2.7-p2.2輸出鍵盤掃描的行選碼，鍵盤的列輸入由p3口的p3.7-p3.4承擔緩沖

13、功能。利用p2 .7-p2.2輸出數(shù)據(jù)代碼的做法是通過改變程序計數(shù)器高6位數(shù)值來實現(xiàn)的。方案二：用8051自身接口實現(xiàn)數(shù)碼管靜態(tài)顯示和鍵盤掃描，使用8051單片微機外加作地址鎖存用的兩塊8三態(tài)鎖存器74ls373芯片可構(gòu)成一個完整的最小微機電路。以此為基礎(chǔ)，在智能裝置中若要配置多位數(shù)碼管顯示器，以及m行n列矩陣鍵盤的話，可以不擴展i/o芯片而由8051自身i/o口，實現(xiàn)上述功能, 即用p0口的八個端口作為led的段選,用p1口和p2口的做鍵盤電路的接口。綜上所述，方案一中鍵盤顯示均采用動態(tài)掃描方式，其軟件實現(xiàn)起來比較簡單，但硬件電路過于復(fù)雜，沒有合理利用單片機的i/o而方案二外圍電路簡單，且軟

14、件實現(xiàn)起來也不是太復(fù)雜，合理利用單片機i/o口，比較起來本文采用的是方案二。1.1.3 總體結(jié)構(gòu)框圖輸入部分鍵盤輸入 控制器at89c511輸出部分led顯示圖1-1 病房呼叫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖1.2 框架模塊功能描述一.輸入部分包括按鍵輸入，按鍵輸入相當于一個外界的干擾信號，用于向單片機傳輸命令或數(shù)據(jù)。二.調(diào)節(jié)電路部分包括晶振和復(fù)位，需要時對控制器發(fā)出中斷信號，以對系統(tǒng)進行調(diào)節(jié)。三微處理器采用常見的at89c51單片機為控制核心，通過軟件編程，對實時采集的信息進行處理，同時也調(diào)節(jié)電路進行驅(qū)動和控制。四輸出部分包括led顯示電路，將從鍵盤上輸入的信號顯示出來，給人以直觀的印象。五系統(tǒng)過程的綜述：鍵盤

15、（按鈕）輸入信號，at89c51單片機收到信號后進行處理，通過輸出系統(tǒng)將信號顯示在led屏上，此時還可以通過按鍵進行中斷調(diào)節(jié)，顯示會發(fā)生相應(yīng)變化，實際情況出發(fā)，人們易于操作。第2章 系統(tǒng)硬件設(shè)計2.1 硬件構(gòu)成示意圖圖2-1 硬件構(gòu)成示意圖2.2 單片機簡介單片機全稱為單片微型計算機（single chip microcomputer）,又稱為微控制器（micro controller unit）或嵌入式控制器（embedded controller）。它是將計算機的基本部件微型化并集成到一塊芯片上的微型計算機，通常片內(nèi)都含有cpu、rom、ram、并行i/o、串行i/o、定時器/計數(shù)器、中斷

16、控制、系統(tǒng)時鐘及系統(tǒng)總線等。隨著技術(shù)的發(fā)展，單片機片內(nèi)集成的功能越來越強大，并朝著片上系統(tǒng)方向發(fā)展。單片機有著體積小、功耗低、功能強、性能價格比高、易于推廣應(yīng)用等顯著優(yōu)點，在自動化裝置、智能儀器儀表、過程控制、通信、家用電器等許多領(lǐng)域得到日益廣泛的應(yīng)用1。2.3 主要單元模塊介紹2.3.1 控制器at89c51 at89c51是美國atmel公司生產(chǎn)的低電壓,高性能cmos8位單片機，片內(nèi)含4k bytes的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲器(perom)和128 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器(ram)，器件采用atmel公司的高密度，非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標準mcs-51指令系統(tǒng),片內(nèi)置通用8

17、位中央處理器(cpu)和flash存儲單元，功能強大at89c51單片機可為您提供許多高性價比的應(yīng)用場合，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域2。主要特性：一與mcs-51產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容；二4k字節(jié)可重擦寫flash閃速存儲器；三1000次擦寫周期 三全靜態(tài)操作:0hz-24mhz ；四三級加密程序存儲器； 五1288字節(jié)內(nèi)部ram； 六32個可編程i/o口線；七2個16位定時/計數(shù)器； 八6個中斷源； 九可編程串行uart通道； 十低功耗空閑和掉電模式。輸入輸出引腳at89c51引腳如圖2-2示：圖2-2 at89c51引腳圖p0p3：通用i/o口；vcc：電源端，一般接5v；gnd：電源地；xt

18、al1，xtal2：外接晶體振蕩器，不能超過24m；需加微調(diào)電容，一般為30pf；rst/vpd：復(fù)位端，平時為低電平；ale/prog：地址鎖存允許信號端；ea/vpp：外部程序存儲器地址允許輸入端/固化編程電壓輸入端。復(fù)位電路：rst引腳是復(fù)位信號輸入端嗎，高電平有效。采用上點復(fù)位，因為本系統(tǒng)設(shè)計的值班室“響應(yīng)按鈕”具有復(fù)位鍵，所以不需要進行手動復(fù)位，以節(jié)省資源，如圖4所示圖2-3 復(fù)位設(shè)計時鐘電路：時鐘是時序的基礎(chǔ)，at89c51核片內(nèi)由一個反相放大器構(gòu)成振蕩器，可以由它產(chǎn)生時鐘，時鐘可以由兩種方式產(chǎn)生內(nèi)部方式和外部方式。本系統(tǒng)采用內(nèi)部方式，在xtal1和xtal2端外接石英晶體作為定時

19、元件，內(nèi)部反相放大器自激振蕩，產(chǎn)生時鐘。時鐘發(fā)生器對振蕩脈沖二分頻。電容采用33pf電容。如下圖2-4所示。圖2-4 時鐘電路2.3.2鍵盤電路設(shè)計一矩陣式鍵盤最簡單的鍵盤，每個鍵對應(yīng)i/o端口的一位，沒有什么鍵閉和時，各位均處于高電位。當有一個鍵按下時，就是對應(yīng)位接地而成為低電位，而其它位仍為高電位。這樣，cpu只要檢測到某一位為”0”，便可判別出對應(yīng)鍵已經(jīng)按下。但是，當鍵盤上的鍵較多時，引線太多，占用的i/o端口也太多。比如，一個有64個鍵的鍵盤，采用這種方法來設(shè)計時，就需要64條連線和8個8位并行端口。所以，這種簡單結(jié)構(gòu)只用在僅由幾個鍵的小鍵盤中。通常使用的鍵盤結(jié)構(gòu)是矩陣式的，如圖2-5

20、所示。設(shè)有個鍵盤，那么，采用矩陣式結(jié)構(gòu)以后，便只要條引線就行了。比如，有個鍵，那么，只要用兩個并行端口和16條引線便可以完成鍵盤的連接3。圖2-5 矩陣鍵盤二鍵的識別為了識別鍵盤上的閉和鍵，通常采用兩種方法，一種稱為行掃描法，另一種稱為行反轉(zhuǎn)法。1.行掃描法的原理4：行掃描法識別閉和鍵的原理如下：先使第0行接地，其余行為高電平，然后看第0行是否有鍵閉和，這是通過檢查列線電位來實現(xiàn)的，即在第0行接地時，看是否有條列線變成低電平。如果有某條列線變?yōu)榈碗娖?，則表示第0行和此列線相交位置上的鍵被按下；如果沒有任何一條列線為低電平，則說明第0行上沒有鍵被按下。此后，再將第1行接地，然后檢測列線中是否有變

21、為低電平的線。如此往下逐行掃描，直到最后一行。在掃描過程中，當發(fā)現(xiàn)某一行有鍵閉合時，也就是列線輸入中有一位為0時，便在掃描中途退出，而將輸入值進行移位，從而確定閉合鍵所在的列線位置。根據(jù)行線位置和列線位置便能再掃描法來確定具體位置。將行線和一個并行接口相接，cpu每次使并行輸出接口的某一位為0，便相當于將某一行線接地，而其他位為1，則相當于使其他行線處于高電平5。為了檢查列線上的電位，將列線和一個并行輸入輸出口相接，cpu只要讀取輸入輸出口中的數(shù)據(jù)，就可以設(shè)法判別出第幾號鍵被按下6。從上面的原理中知道，程控掃描法是由程序控制鍵掃描的方法。程控掃描的任務(wù)是：（1）首先判斷是否有鍵按下。其方法是使

22、所有的行輸出均為低電平，然后從端口a讀入列值 。如果沒有鍵按下，則讀入的列值為ffh；如果有鍵按下，則讀入的列值不為ffh。（2）去除鍵抖動。若有鍵按下，則延時510ms，再一次判斷有無鍵按下，如果此時仍有鍵按下，則認為鍵盤上有一個鍵處于穩(wěn)定閉合期。（3）若有鍵閉合，則求出閉合鍵的鍵值. 求鍵值的方法是對鍵盤逐行掃描。如圖2-6行掃描法。調(diào)顯示程序掃描整個鍵盤有鍵按下？再次掃描整個鍵盤有鍵按下？延時10ms輸出使xi為低電平此行有鍵按？行值08h求下一行為低電平模型各行掃描完了？列值1列數(shù)據(jù)右移1位延時有鍵按下？鍵釋放了？計算鍵值（buff） 鍵值調(diào)查找功能鍵程序ynynyynnynny開始圖

23、2-6 行掃描法流程圖2.行反轉(zhuǎn)法的原理7：行反轉(zhuǎn)法也是識別閉合鍵的常用方法，它的原理如下所述。這了敘述方便，以44=16鍵的鍵盤為例。圖2-7是行反轉(zhuǎn)法的工作示意圖。圖2-7 行反轉(zhuǎn)法連接圖從圖中可以看到，用行反轉(zhuǎn)法識別閉合鍵時，要將行線接一個并行口，先讓它工作為輸出方式，將列線接到一個并行口，先讓它工作在輸出方式。程序使cpu通過輸出端口往各行線上全部送低電平，然后讀入列線的值8。如果此時有某一個鍵被按下，則必定會使某一列線值為0，然后，程序再對兩個并行端口進行方式設(shè)置，使接行線的并行端口工作在輸出方式，而使接列線的并行端口工作在輸出方式，并且將剛才讀得的列線值從所接的并行端口輸出，再讀取

24、行線的輸入值，那么，在閉合鍵所在的行線上的值必定為0。這樣，當一個鍵被按下時，必定可以讀得一對惟一的行值和列值9。在鍵盤設(shè)計時，除了以鍵碼的識別以外，還有抖動問題需要解決10。有軟件方法可以很容易解決抖動問題，這就是通過延遲來等待抖動消失，這之后，再讀入鍵碼。2.3.3顯示電路設(shè)計一led顯示原理 led即發(fā)光二極管，它是一種由某種半導體材料制成的pn結(jié)，由于摻雜濃度很高，當正相偏置時，會產(chǎn)生大量的電子-空穴復(fù)合，把多余的能量釋放為光能。led顯示器具有工作電壓低、體積小、壽命長（約十萬小時）、響應(yīng)速度快，顏色豐富（紅、黃、綠等）等特點，是智能儀器最常使用的顯示器11。led的正向工作電壓降一

25、般在1.2-2.6v，發(fā)光工作電流在5ma-20ma，發(fā)光強度基本上與正向電流成正比，故電路須串聯(lián)適當?shù)南蘖麟娮?2。led很適合于脈沖工作狀態(tài)，在平均電流相同的情況下，脈沖狀態(tài)比直流工作狀態(tài)產(chǎn)生的亮度增強20%左右。led顯示器有單個、七段和點陣式幾種類型，本設(shè)計將使用七段led顯示器。二七段led顯示七段led顯示器由數(shù)個led組成一個陣列，并封裝與一個標準外殼中。為適用于不同的驅(qū)動電路，有共陰極和共陽極兩種結(jié)構(gòu)，如圖所示。用七段led顯示器可組成0-9數(shù)字和多種字母，為了適應(yīng)各種裝置的需要，這種顯示中還有一個小數(shù)點，所以實際共有八段13。圖2-8 led顯示器的兩種結(jié)構(gòu)為了顯示某個數(shù)或字

26、符，就要點亮對應(yīng)的段，這就需要譯碼。譯碼有硬件和軟件之分，硬件譯碼的優(yōu)點是計算機時間的開銷比較小，但硬件開支大14。與硬件電路相比，軟件譯碼顯示電路省去了硬件譯碼器，本設(shè)計采用軟件譯碼的方式。按照顯示方式，七段led系統(tǒng)又有靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示之分15。這次設(shè)計采用的是靜態(tài)顯示，利用74ls373和顯示器組成了顯示系統(tǒng)。在每一次顯示輸出后能夠保持不變，僅在待顯示數(shù)字需要改變時，才更新鎖存內(nèi)容。2.3.3報警電路設(shè)計采用發(fā)光二極管和蜂鳴器相串聯(lián)，用三極管加限流電阻作為控制開關(guān)，用單片機p3.7端口控制，當有高電平導通，顯示器顯示床號的同時蜂鳴器發(fā)出“嘀嘀”聲作為呼叫提示。電路連接圖如2-9圖所示。

27、圖2-9 報警設(shè)計2.3.4控制電路設(shè)計控制按鍵接p3.3端口，當有呼叫發(fā)出時，值班室人員收到相應(yīng)信息后，可按下“響應(yīng)按鈕”，通過編程令單片機執(zhí)行中斷程序。第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計3.1 系統(tǒng)軟件環(huán)境介紹3.1.1 keil_c于at89c51的控制設(shè)計，以keil_c為軟件編程環(huán)境，以proteus軟件為電路仿真設(shè)計環(huán)境。二者的結(jié)合為該系統(tǒng)的設(shè)計提供有利條件。keil_c軟件界面如圖3-1所示：圖3-1 keil_c軟件界面該軟件是一款集編程和仿真于一體的軟件，它支持匯編、c語言及二者的混合編程16。3.1.2 protues isisproteus isis是英國labcenter公司開發(fā)的電

28、路分析與實物仿真軟件。它運行于windows操作系統(tǒng)上，可以仿真、分析(spice)各種模擬器件和集成電路17。該軟件的特點是：一全部滿足我們提出的單片機軟件仿真系統(tǒng)的標準，并在同類產(chǎn)品中具有明顯的優(yōu)勢。二具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真、rs232動態(tài)仿真、i2 c調(diào)試器、spi調(diào)試器、鍵盤和lcd系統(tǒng)仿真的功能；有各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號發(fā)生器等18。三目前支持的單片機類型有：arm7系列、68000系列、8051系列、avr系列、pic12系列、pic16系列、pic18系列、z80系列、hc11系列以及各種外圍芯片。四支持大量的存儲器和

29、外圍芯片?？傊撥浖且豢罴瘑纹瑱C和spice分析于一身的仿真軟件，功能極其強大 ，可仿真arm、51、avr、pic19。proteus isis的工作界面是一種標準的windows界面，如圖所示，包括：標題欄、主菜單、標準工具欄、繪圖工具欄、狀態(tài)欄、對象選擇按鈕、預(yù)覽對象方位控制按鈕、仿真進程控制按鈕、預(yù)覽窗口、對象選擇器窗口、圖形編輯窗口20。圖3-2 電路仿真界面運行proteus程序后，進入軟件的主界面。通過左側(cè)工具欄中的p(從庫中選擇元件命令)命令，在pick devices 左側(cè)窗口中選擇所需元件的關(guān)鍵字21，然后放置元件并調(diào)整方向和位置以及參數(shù)設(shè)置，最后進行連線22(圖3-2

30、電路仿真界面)。3.2 系統(tǒng)程序設(shè)計病房呼叫系統(tǒng)軟件設(shè)計均采用模塊化設(shè)計，整個程序主要包括主程序、鍵盤掃描程序、顯示程序。所有程序均采用c語言編寫。病房呼叫系統(tǒng)的軟件設(shè)計思路說明如下：主程序的作用為程序初始化，顯示病房編號(病房號的獲得在鍵盤掃描程序中實現(xiàn))，并在多人按鍵時實現(xiàn)循環(huán)顯示的功能。通過不斷的掃描，檢查是否有病人呼叫。顯示程序通過掃描64個病床的判斷標志位來決定是否需要顯示床號。鍵盤掃描程序是重要組成部分，它的功能是判斷是否有按鍵并進一步確認是哪個按鍵按下或釋放，同時修改相應(yīng)的標志位，以運用到顯示程序中。3.2.1 系統(tǒng)主程序流程圖主程序流程圖給出了系統(tǒng)工作的基本過程，描述了信號的基

31、本流向，起到一個向?qū)У淖饔?。圖3-1 主程序流程圖主程序程序描述：首先對各存儲單元初始化，設(shè)定定時初值，清零鍵，然后繼續(xù)掃描鍵盤，如掃描到鍵盤有鍵按下，則進而判斷是哪個床位按下，進而顯示病床號時，要判斷標志位，若已經(jīng)按下，則不響應(yīng)，否則顯示病床號。最后，返回掃描鍵值程序，準備下一次的判斷。3.2.2 顯示程序流程圖顯示程序主要是來判斷是否需要顯示,以及如何去顯示,是十分重要的程序之一。設(shè)計流程圖如圖所示。圖3-2 顯示程序流程圖顯示程序描述：設(shè)定床號顯示標志為biaon,令n從1開始，判斷biaon是否為0，若不為零，表示有病房呼叫，則顯示床號，繼續(xù)掃描鍵值判斷是否有別的病房呼叫，若n為0，表

32、示無呼叫，則繼續(xù)掃描下一病床編號。3.2.2 鍵盤掃描流程圖鍵盤電路設(shè)計成8*8矩陣式，在程序中可以先判斷按鍵編碼，然后在顯示子程序中通過程序進行譯碼，再顯示。設(shè)計流程圖如圖所示。圖3-3 鍵盤掃描程序流程圖鍵盤掃描程序原理參考行反轉(zhuǎn)法。首先將列線（p1口）全部置高，行線（p2口）置低，再判斷列線是否有低電平，有則代表有按鍵按下，則逐行將電平置低，獲取鍵值。如無按鍵，將再返回判斷，接著重新判斷按鍵是否釋放，若釋放則修改對應(yīng)的標志，否則返回重新判斷。第四章 系統(tǒng)調(diào)試與結(jié)果系統(tǒng)調(diào)試工作是系統(tǒng)開發(fā)過程中必不可少的一個過程，一個完整的控制系統(tǒng)調(diào)試包含控制系統(tǒng)的硬件聯(lián)調(diào)、軟件聯(lián)調(diào)、系統(tǒng)仿真、仿真燒錄和現(xiàn)

33、場安裝調(diào)試等幾個環(huán)節(jié)。在系統(tǒng)設(shè)計組裝完成后，首先是進行實驗室條件下的系統(tǒng)硬件調(diào)試，調(diào)試成功后，有了硬件的保證，就容易發(fā)現(xiàn)軟件的漏洞，進而促進改進和完善。所有的調(diào)試通過后，要進行現(xiàn)場運行并能持續(xù)一定的時間，待其中未發(fā)現(xiàn)故障后，方可驗收合格，才算完成了整個系統(tǒng)的設(shè)計工作4.1 硬件調(diào)試下面是我們通過proteus軟件編程，使對應(yīng)的軟件仿真模塊變成可視化的控制界面：b.鍵入1后界面a.系統(tǒng)初始界面c.鍵入6后界面（循環(huán)顯示）d.按下復(fù)位鍵后界面啟動電源，顯示屏顯示00，在按下1號鍵時，界面部分顯示01；如果現(xiàn)在不按清零鍵，再按下6號鍵時，按鍵號循環(huán)顯示,可以看出該系統(tǒng)具有記憶功能，以至于不會忽略之前

34、按下的按鍵；圖反映了控制電路的可行性，按復(fù)位后則去掉當前界面顯示房間.。綜上所述，本系統(tǒng)實現(xiàn)了主要功能：顯示病床號，亮報警提醒值班人員，若有多個病床同時呼叫，則循環(huán)顯示病床號，確保性息不丟失，待值班人員處理呼叫信息。通過protuesisis軟件仿真，能達到上述結(jié)論，滿足課題目目的，達到要求。4.2 軟件調(diào)試單片機應(yīng)用系統(tǒng)的軟件調(diào)試也沒有規(guī)律可循，調(diào)試時更多的是憑經(jīng)驗。軟件調(diào)試的主要任務(wù)是排查錯誤。通過在keil_c編譯器下調(diào)試程序，有兩種錯誤，一種邏輯錯誤，也就是語法錯誤，是很容易被發(fā)現(xiàn)的，另一種是功能錯誤，是指在沒有語法錯誤的基礎(chǔ)上，由于設(shè)計思想或算法的問題導致不能實現(xiàn)軟件功能的一種錯誤。

35、通過這兩方面錯誤，不斷地調(diào)試，以及對各模塊的調(diào)試，最后組成一個完整的程序。結(jié) 論至此，本設(shè)計的主要內(nèi)容已經(jīng)完成。本章是在對前面完成的工作進行總結(jié)的基礎(chǔ)上，提出今后進一步工作的建議和設(shè)想。選擇這個課題，難點為：病人都按開關(guān)時，在數(shù)碼顯示器能循環(huán)顯示病床，這也就是考驗我們對所學知識有比較透徹的了解和我們的耐心。隨著集成電路和計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，使電子儀器的整體水平發(fā)生巨大變化，傳統(tǒng)的儀器逐步的被智能儀器所取代。智能儀器的核心部件是單片機，因其極高的性價比得到廣泛的應(yīng)用與發(fā)展，從而加快了智能儀器的發(fā)展在做畢業(yè)設(shè)計的過程中，雖然碰到了不少的困難，但是在老師的指導以及自己的努力下，終于取得了一定成果。

36、1、 主要工作及結(jié)論1、 熟悉at89c51單片機功能及工作特性，掌握其接口擴展方法。2、 對鍵盤和顯示器進行選型比較，得出各種型號優(yōu)劣比。3、 采用面向?qū)ο蟮乃枷?，分層次、分模塊構(gòu)建設(shè)計的總體框架。2、 存在的問題1、 電子電路的設(shè)計中對各種影響因素的考慮不夠完全。2、 系統(tǒng)設(shè)計不夠優(yōu)化，有待改善。如顯示屏上數(shù)字有閃爍跡象，顯示程序仍可完善；又如系統(tǒng)可增加優(yōu)先級的設(shè)定，方便處理急救病人。3、 沒有擴展更多電路，如日歷時鐘電路、通訊接口電路等。這些都為我今后的學習和工作留下了積極的影響。參考文獻1 譚浩強.mcs-51單片機應(yīng)用教程.北京：清華大學出版社,2004：57622 張振榮.mcs-

37、51單片機及實用教程.北京：人民郵電出版社,2000：2312363 康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ).北京：高等教育出版社,2000：17234 李伯成.單片機及嵌入式系統(tǒng).北京：清華大學出版社,2005：3373465 肖金球.單片機原理與接口技術(shù).北京：清華大學出版社,2004：1531596 王環(huán),張亞寧 .單片機程序設(shè)計實例.北京：清華大學出版社,2003：5205247 康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)(模擬部分). 北京：高等教育出版社,1999：1121198 李勛.單片機微型計算機大學讀本.北京：北京航空航天大學出版社,2002：75779 丁元杰.單片微機原理及應(yīng)用.北京：機械工業(yè)出版社,1996

38、:25627610何立民.單片機應(yīng)用技術(shù)選編.北京：航空航天大學出版社,1996.21822411張培仁等.mcs-51單片機原理與應(yīng)用.北京.清華大學出版社,2003：13014512治剛.單片機應(yīng)用技術(shù)與實訓.北京：清華大學出版社,2004：13013313陳明熒.8051單片機課程設(shè)計實訓教材.北京：清華大學出版社，2004：32532914胡漢才.單片機原理及接口技術(shù).北京：清華大學出版社，1995：11112315徐淑華等.單片機微機原理及應(yīng)用.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，1994：33635116at89c51 data sheep philips semiconductors

39、1999.dec17yang. y., yi. j., woo, y.y., and kim. b.: optimum design for linearityand efficiency of microwave doherty amplifier using a new loadmatching technique, microw. j., 2001, 44, (12), pp. 203618vizimuller, p.: rf design guide-systems, circuits, and equations (artechhouse, boston, ma, 1995)6r.

40、dye, “visual object-orientated programming,” dr. dobbs macintoshjournal, sept. 1st ( 1991).19nishino s f,paoli g c,spain j c. aerobic degradation of dinitroto-luenes and pathway for bacterial degradation of 2,6-dinitrotoluene volume 66,2006.20kennes c,w m wu,l bhatnagar et al. anaerobic dechlorinati

41、on and mineralization of pcp and 2,4,6-trichlorophenol by the methanogenic pcp-degrading granules volume 44,2004.21philips. product specification. coms single-chip 8-bit microcontroller.22hermarn k p. neubert. instrument transducers-an introduction to their performance and design.2nd edm. clarendon

42、press, oxford. 1975.致 謝四年的大學生活也將隨著論文結(jié)束而結(jié)束了。在這里我要向那些曾經(jīng)給予我關(guān)心和幫助的老師、同學和朋友們致以誠摯的謝意。如果沒有他們的幫助，這篇論文將難以順利完成。首先要感謝我的指導老師宋霄薇的耐心指導，宋老師治學嚴謹，平易近人。從畢業(yè)設(shè)計工作的進行，到畢業(yè)論文的撰寫和修改，給我提供了許多十分有益的指導和建議，幫助我開拓思路，深入研究。也向所有教導和關(guān)心過我的領(lǐng)導老師致以最誠摯的謝意！衷心的希望老師們都能事業(yè)順利，桃李芬芳！感謝身邊的同學對我的幫助，他們使我在設(shè)計過程中得到許多啟示。我很榮幸生活學習在這個團結(jié)，健康，向上的集體中，在大學度過的這四年給我留下

43、了終生難忘的記憶。最后，我要特別感謝我的父母，我所有的成績都是他們的支持和鼓勵下才能取得的，他們真摯的愛和無私的支持，使我一直不畏前路的任何困難，勇往直前，不斷進步。附 錄附錄一整體電路圖附錄二.程序數(shù)碼管動態(tài)掃描延時:void delay(uint x)while(x-) for(i=0;i120;i+)key_value();按鍵值的數(shù)碼管顯示子程序: void display(uchar k) s=1;g=0; /點亮數(shù)碼管1 delay1ms(2); p0=tabk/10; /顯示十位 delay1ms(2); /動態(tài)掃描延時 s=0;g=1; /點亮數(shù)碼管2 delay1ms(2);

44、 p0=tabk%10; /顯示個位 delay1ms(2); /動態(tài)掃描延時 蜂鳴器:void beep()uchar i;for(i=0;i20;i+)delay1ms(1);beep=beep;beep=0;主函數(shù): void main(void) uchar q=0; beep=0; while(1) /無限循環(huán) for(m=1;m=64;m+) if(biao !=0) display(biao ); /調(diào)用按鍵值的數(shù)碼管顯示子程序 beep(); q=1; delay(500); key_value(); /判斷床位 if(q=0)display(0); else q=0;鍵盤掃描

45、，判斷鍵位: void key_value(void) p1=0xff; /所有列線置為高電平? p2=0x00; /所有行線置為低電平“0”?” if(p1&0xff)!=0xff) /列線中有一位為低電平“0”，說明有鍵按下 p2=0xfe; /第一行置為低電平“0”（p1.1出低電平“0”） if(p1=0xfe) keyval=1; /可判斷是s1鍵被按下 if(p1=0xfd) keyval=2; /可判斷是s2鍵被按下 if(p1=0xfb) keyval=3; /可判斷是s3鍵被按下 if(p1=0xf7) keyval=4; /可判斷是s4鍵被按下 if(p1=0xef) ke

46、yval=5; /可判斷是s5鍵被按下 if(p1=0xdf) keyval=6; /可判斷是s6鍵被按下 if(p1=0xbf) keyval=7; /可判斷是s7鍵被按下 if(p1=0x7f) keyval=8; /可判斷是s8鍵被按下 p2=0xfd; /第二行置為低電平“0”（p1.1出低電平“0”） if(p1=0xfe) keyval=9; /可判斷是s9鍵被按下 if(p1=0xfd) keyval=10; /可判斷是s10鍵被按下 if(p1=0xfb) keyval=11; /可判斷是s11鍵被按下 if(p1=0xf7) keyval=12; /可判斷是s12鍵被按下 i

47、f(p1=0xef) keyval=13; /可判斷是s13鍵被按下 if(p1=0xdf) keyval=14; /可判斷是s14鍵被按下 if(p1=0xbf) keyval=15; /可判斷是s15鍵被按下 if(p1=0x7f) keyval=16; /可判斷是s16鍵被按下 p2=0xfb; /第三行置為低電平“0”（p1.2輸出低電平“0”） if(p1=0xfe) keyval=17; /可判斷是s17鍵被按下 if(p1=0xfd) keyval=18; /可判斷是s18鍵被按下 if(p1=0xfb) keyval=19; /可判斷是s19鍵被按下 if(p1=0xf7) k

48、eyval=20; /可判斷是s20鍵被按下 if(p1=0xef) keyval=21; /可判斷是s21鍵被按下 if(p1=0xdf) keyval=22; /可判斷是s22鍵被按下 if(p1=0xbf) keyval=23; /可判斷是s23鍵被按下 if(p1=0x7f) keyval=24; /可判斷是s24鍵被按下 p2=0xf7; /第四行置為低電平“0”（p1.2輸出低電平“0 if(p1=0xfe) keyval=25; /可判斷是s25鍵被按下 if(p1=0xfd) keyval=26; /可判斷是s26鍵被按下 if(p1=0xfb) keyval=27; /可判斷

49、是s27鍵被按下 if(p1=0xf7) keyval=28; /可判斷是s28鍵被按下 if(p1=0xef) keyval=29; /可判斷是s29鍵被按下 if(p1=0xdf) keyval=30; /可判斷是s30鍵被按下 if(p1=0xbf) keyval=31; /可判斷是s31鍵被按下 if(p1=0x7f) keyval=32; /可判斷是s32鍵被按下 p2=0xef; /第五行置為低電平“0”（p1.1出低電平“0”） if(p1=0xfe) keyval=33; /可判斷是s33鍵被按下 if(p1=0xfd) keyval=34; /可判斷是s34鍵被按下 if(p1=0xfb) keyval=35; /可判斷是s35鍵被按下 if(p1=0xf7) keyval=36; /可判斷是s36鍵被