基于單片機(jī)的醫(yī)院病房呼叫系統(tǒng)

1、?智能儀表鐫程段計(jì)?鐫程役計(jì)課題名稱(chēng)醫(yī)院病房呼叫系統(tǒng)姓名學(xué)號(hào)所在班級(jí)指導(dǎo)教師揚(yáng)州大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院二OO年九月總目錄第一局部：任務(wù)書(shū)第二局部：課程設(shè)計(jì)報(bào)告第三局部：附錄5第一局部?智能儀表課程設(shè)計(jì)?任務(wù)書(shū)一、課題名稱(chēng)醫(yī)院病房呼叫系統(tǒng)設(shè)計(jì).二、設(shè)計(jì)內(nèi)容及設(shè)計(jì)要求利用單片機(jī)和總線通信實(shí)現(xiàn)醫(yī)院病房的呼叫,具有卞面的功能：1. 在病人病床處設(shè)置按鈕開(kāi)關(guān),每個(gè)病床的開(kāi)關(guān)分為緊急按鈕和正常按鈕兩局部,按鈕啟 動(dòng)時(shí),按鈕旁的指示燈亮,提示病人按鈕已按卞,其中綠色代表正常呼叫,紅色代表緊急呼 叫.2. 護(hù)士一邊,當(dāng)病人按下按鈕時(shí),警報(bào)燈亮,并伴隨蜂鳴,顯示板上病人對(duì)應(yīng)位置的燈亮, 其中一般呼叫綠燈亮,緊急

2、呼叫紅燈亮,亮燈時(shí)伴有閃爍.3. 護(hù)士接到呼叫后,到病房并關(guān)閉呼叫4. 由于病床數(shù)量眾多,一方面單片機(jī)接II有限,另一方面線路過(guò)多不符合實(shí)際,所以選用 總線通信方式,考慮到傳輸距離和速度RS-485串口通信更具優(yōu)勢(shì).三、時(shí)間安排第一周：星期一星期二：布置任務(wù),熟悉資料,確定儀表的功能要求、性能指標(biāo).熟悉實(shí)驗(yàn)板 原理圖和印刷板圖.星期三星期五：進(jìn)行儀表的方案選擇,確定主要芯片、工作方式、輸入輸出信號(hào)的接II方式、鍵盤(pán)和顯示方式、以及通信方式.進(jìn)行碩件設(shè)計(jì)和元器件選擇,畫(huà)出硬件原理圖.第二周：星期一星期五：根據(jù)硬件原理圖,焊接硬件電路；測(cè)試硬件電路的功能：軟件設(shè)計(jì),包括軟件需求說(shuō)明、軟件結(jié)構(gòu)框圖、

3、主要軟件功能模塊的流程圖；編寫(xiě)程序.第三周：星期一星期三：調(diào)試程序,聯(lián)調(diào)軟件和硬件.星期四星期五：寫(xiě)課程設(shè)計(jì)報(bào)告.四、應(yīng)交成果應(yīng)交成果包括： 紙質(zhì)課程設(shè)計(jì)報(bào)告和電子文檔； 硬件原理圖的Protel文件,程序； 可以演示的硬件和軟件成果.五、課程報(bào)告內(nèi)容課程設(shè)計(jì)報(bào)告應(yīng)包扌舌K列局部： 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 儀表的功能要求、性能指標(biāo)要求. 方案選擇：提出多種方案,進(jìn)行方案比擬,說(shuō)明選定方案的理由,描述硬件和軟 件的功能分工. 硬件設(shè)計(jì)：包括硬件結(jié)構(gòu)框圖、原理圖及其各個(gè)主要壞節(jié)的工作原理說(shuō)明,元器 件選擇的計(jì)算方法或者理由,利用提供的實(shí)驗(yàn)板焊接元器件. 軟件設(shè)計(jì)：首先提出軟件的功能需求,然后進(jìn)行軟件的結(jié)構(gòu)

4、設(shè)計(jì),再畫(huà)出主要功 能模塊的軟件框圖. 程序編寫(xiě)和調(diào)試. 設(shè)計(jì)小結(jié).報(bào)告中碩件原理于用Piotel畫(huà)出,軟件框圖和程序流程圖用Vise畫(huà)出.第二局部課稈設(shè)計(jì)報(bào)告第一章技術(shù)指標(biāo)81.1課題及要求81.2功能描述8第二章整體方案設(shè)計(jì)82.1整體方案結(jié)構(gòu)方框圖82.2整體方案原理9第三章單元電路設(shè)計(jì)93.1主限制電路設(shè)計(jì)93.2護(hù)士值班室報(bào)警電路設(shè)計(jì)113.3單片機(jī)復(fù)位電路123.4 RS-485通信電路133.5整體電路133.6整機(jī)原件清單16第四章測(cè)試與調(diào)整174.1主限制電路的測(cè)試與調(diào)整174.2護(hù)士值班室報(bào)警電路的測(cè)試與調(diào)整174.3主控軟件框圖174.4接收軟件框圖194.5整體電路測(cè)試

5、19第五章設(shè)計(jì)小結(jié)205.1設(shè)計(jì)任務(wù)完成情況205.2問(wèn)題及改良205.3心得體會(huì)20第一章技術(shù)指標(biāo)1.1課題及要求一個(gè)病房有兩個(gè)床位,每個(gè)病人都有兩個(gè)按鈕緊急呼叫,一般呼叫來(lái)呼叫護(hù)士, 護(hù)士站接收信息,去病房效勞并解除呼叫.1. 2功能描述1. 在病人病床處設(shè)置按鈕開(kāi)關(guān),每個(gè)病床的開(kāi)關(guān)分為緊急按鈕和正常按鈕兩局部,按鈕啟 動(dòng)時(shí),按鈕旁的指示燈亮,提示病人按鈕已按卞,其中綠色代表正常呼叫,紅色代表緊急呼 叫.病人按下開(kāi)關(guān)后不能再關(guān)閉呼叫,只有等護(hù)士來(lái)以后,才能由護(hù)士取消2. 護(hù)士一邊,當(dāng)病人按下按鈕時(shí),警報(bào)燈亮,并伴隨蜂鳴,顯示板上病人對(duì)應(yīng)位置的燈亮, 其中一般呼叫綠燈亮,緊急呼叫紅燈亮,亮燈

6、時(shí)伴有閃爍.3. 護(hù)士接到呼叫后,到病房并關(guān)閉呼叫4. 由于病床數(shù)量眾多,一方面單片機(jī)接II有限,另一方面線路過(guò)多不符合實(shí)際,所以選用 總線通信方式,考慮到傳輸距離和速度RS-485串口通信更具優(yōu)勢(shì).第二章整體方案設(shè)計(jì)92.1整體方案結(jié)構(gòu)方框圖2.2整體方案原理1病房?jī)?nèi)設(shè)有發(fā)送主機(jī),當(dāng)病人有需求時(shí)按呼叫按鈕,主機(jī)一端11接收到一個(gè)高電平 時(shí),相應(yīng)的指示燈亮.同樣,當(dāng)病人遇到緊急情況時(shí),按亮緊急指示燈.2. 發(fā)送主機(jī)不斷地向接收主機(jī)以總線的方式發(fā)送信息,使接收端主機(jī)端I I表現(xiàn)出電平 的上下變化點(diǎn)亮相應(yīng)的指示燈,采用延時(shí)程序使指示燈閃爍,當(dāng)有指示燈亮?xí)r,接收主機(jī)原 定的穩(wěn)定狀態(tài)打破,使蜂鳴器鳴叫

7、.3. 醫(yī)護(hù)站接到呼叫信息,前往相應(yīng)的病房?jī)?nèi),按取消按鈕取消按鈕由發(fā)送主機(jī)定義, 并且只有該取消按鈕能取消指示燈的閃爍,解除呼叫.主機(jī)用51單片機(jī)代替,按鈕、指示燈和蜂鳴器用單片機(jī)的I/OII限制.第三章單元電路設(shè)計(jì)3.1主限制電路設(shè)計(jì)SI、S2為1號(hào)病床的兩個(gè)按鈕,分別限制呼叫和緊急兩種指示燈；S3、S4為2號(hào)病床的 兩個(gè)按鈕,分別限制呼叫和緊急兩種指示燈；S5取消1號(hào)病床指示燈,S6取消2號(hào)病床指示 燈.L:R1R15V36351132二2:2:三237221t o 1 2 rJ斗 5 $ '/p E £ 7 6 5 4 3 2 1 O VC加POP0PO期P0P0P0V

8、PP.4L沁瑰P2P2P2P2MP2P2LED顯示局部LED燈LX L2、L3、L4分別對(duì)應(yīng)開(kāi)關(guān)SI、S2、S3、S4.3.2護(hù)士值班室報(bào)警電路設(shè)計(jì)接收端LED及蜂鳴器電路Ll、L2分別對(duì)應(yīng)病床1的呼叫和緊急呼叫指示；L3、L4分別對(duì)應(yīng)病床2的呼叫和緊 急呼叫,每當(dāng)有燈亮?xí)r蜂鳴器鳴叫.33單片機(jī)復(fù)位電路3.4 RS-485通信電路1U3iiIVAJL7P31 TXDP32 INTOP33 INTIDM/ Vpp3012PSEN29132814LGP26P25P24P23P22P21P202715XUP35 T12616257P37RDXTAL2XTAL124182319222021"

9、5AT89C5rU12Cl485O.luF1RO RE- DE DIVcc3V3CJ3127123a6R?4aGXD51203.5整體電路發(fā)送端Xr卄s迅F/尸F(xiàn)忠此汕M汕$汕;efl卿烈髓邈沙驀比篦加盛20Y g 8>麻*a> 3.G mix Q& 目矗 p S 01總 -S3 Mcnwd QMP-2 QHE凸口二口戈人二二二？；;亠丄丄接收端司 z .n©.nr i LT h ryT m f1 r. l】rr?w1難謔韶總戮朋護(hù)總毗畝龍討站蔦2S8S罪號(hào)RU#日嗣o r b s 9 山 I o " “ 十 V. g l 託凡 r< #<

10、r< r< r< r< r*M rt / f» I W, W( W( f» i fi * g fj ji b ddddddddMdddddddd兀Xh*.E'''.»VI5'“" L八'.'5?. *r |M| 2III1111t氣6HillH 42Ha*-(J3.6整機(jī)原件清單電阻：5k15個(gè)10k4個(gè)lk2個(gè)5005個(gè)1202個(gè)電容：30p4個(gè)10 u2個(gè)0.1 u8個(gè)LED： 8 個(gè) 晶振：12MHz 1個(gè)電鈴：1個(gè)按鍵開(kāi)關(guān)：8個(gè)51單片機(jī)：2個(gè)MAX485： 2 個(gè)MAX23

11、2： 2 個(gè) 三極管：9個(gè)第四章測(cè)試與調(diào)整4.1主限制電路的測(cè)試與調(diào)整開(kāi)始的設(shè)計(jì)是用按鍵開(kāi)關(guān),病人按一次按鍵,對(duì)應(yīng)的LED燈亮,第二次按,對(duì)應(yīng)的LED 滅.由于中斷I有限,我們采用了查詢(xún)方式,一開(kāi)始會(huì)出現(xiàn)按鍵按下去沒(méi)有反響的情況,經(jīng) 檢查,是由于查詢(xún)方式本身存在的弊端,不能像中斷一樣迅速反響按鍵的變化.查詢(xún)方式下 檢測(cè)按鍵,只有當(dāng)程序進(jìn)行到此步驟時(shí)才檢測(cè),而中斷是在任何情況下有按鍵中斷就進(jìn)行.仔細(xì)考慮后,我們?cè)黾恿搜h(huán)程序的延時(shí)時(shí)間,使一個(gè)循環(huán)的時(shí)間差不多是人一次按鍵 的時(shí)間.更改后勉強(qiáng)能到達(dá)效果.指導(dǎo)老師檢查后,根據(jù)醫(yī)院治理中的實(shí)際要求,給我們提出了改良意見(jiàn)：由于病人在緊 急情況下可能會(huì)不停

12、的按按鈕,不經(jīng)意間會(huì)將燈給按滅,所以關(guān)燈按鈕應(yīng)該另設(shè),由護(hù)士關(guān) 滅.根據(jù)這樣的要求,查詢(xún)方式也能夠?qū)崿F(xiàn),而且很穩(wěn)定.4.2護(hù)士值班室報(bào)警電路的測(cè)試與調(diào)整發(fā)送端電路調(diào)試完成后,將其與接收端相連,接收端沒(méi)有任何反響,檢查線路無(wú)誤.將 程序在自己的單片機(jī)盒子上模擬沒(méi)有錯(cuò)誤.這樣一來(lái),程序和電路都無(wú)誤？本次的課程設(shè)計(jì) 陷入僵局.三天后,在一次線路測(cè)試中,發(fā)現(xiàn)了通信接線的錯(cuò)誤,原來(lái)我一直把單片機(jī)的P3. 6 I 1 當(dāng)成了 P3.7l.更正后,終于能夠通信了,結(jié)果很理想,沒(méi)有錯(cuò)誤.4.3主控軟件框圖延時(shí)44接收軟件框圖4.5整體電路測(cè)試當(dāng)通信接線錯(cuò)誤的問(wèn)題解決后,整體的調(diào)試也進(jìn)行的非常的順利,測(cè)試結(jié)果與

13、預(yù)期的結(jié) 果完全一致.具體結(jié)果：發(fā)送端有病人的按鍵按下時(shí)對(duì)應(yīng)的燈亮,并且信息被傳送到接收端,接收端 對(duì)應(yīng)的燈也點(diǎn)亮閃爍并伴隨蜂鳴；當(dāng)發(fā)送端的取消按鈕按下時(shí),對(duì)應(yīng)的指示燈滅,接收端對(duì) 應(yīng)的指示燈也熄滅,蜂鳴停止.第五章設(shè)計(jì)小結(jié)5.1設(shè)計(jì)任務(wù)完成情況任務(wù)的完成比預(yù)期晚了,原本是方案三個(gè)星期完成,結(jié)果卻拖到了第四個(gè)星期.完成后 的實(shí)驗(yàn)成果,模擬了醫(yī)院病房呼叫系統(tǒng),由于材料有限,我們模擬的是雙機(jī)通信.實(shí)物局部 已經(jīng)滿(mǎn)足要求.另外硬件圖,程序都已完成,實(shí)驗(yàn)報(bào)告即將完成.5.2問(wèn)題及改良我們用按鍵開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)指示燈的點(diǎn)亮和關(guān)閉,但是并沒(méi)有用中斷,由于中斷11數(shù)量有限, 所以我們選用了一般的I/O丨I.這樣一

14、來(lái),編程就會(huì)有很多麻煩,最終沒(méi)有得出滿(mǎn)意的效果. 老師指導(dǎo)后,我們把開(kāi)燈和關(guān)燈分成兩個(gè)鍵,這樣一來(lái)不但防止了病人的誤操作,也降低了 程序的難度.課程設(shè)計(jì)中途,我們遇到了硬件的問(wèn)題,檢查了一遍又一遍還是不果,就在我 們快要放棄的時(shí)候,一不小心把錯(cuò)誤檢查出來(lái)了一一是接線的錯(cuò)誤,起初我們還以為原來(lái)的 接線方式是完全正確的,已經(jīng)將接線問(wèn)題排除在外了,所以試驗(yàn)中確實(shí)不可以想當(dāng)然.5.3心得體會(huì)經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的暑假,開(kāi)學(xué)一來(lái)就是課程設(shè)計(jì).第一天就把題目給我們,緊接著就是查資料. 說(shuō)實(shí)話,當(dāng)時(shí)我還沒(méi)有一點(diǎn)頭緒或是還沒(méi)進(jìn)入狀態(tài),最主要的是連實(shí)驗(yàn)要求都要我們自己來(lái) 定,也就是說(shuō)整個(gè)實(shí)驗(yàn)給我們的就是一個(gè)題目“醫(yī)院病房呼

15、叫系統(tǒng).在搜索資料的過(guò)程中, 我看到了好多傳統(tǒng)的或是高級(jí)的醫(yī)院病房呼叫機(jī)器,還有許多其他學(xué)校的設(shè)計(jì)報(bào)告,根據(jù)這 些,我們初步確定了本課題的實(shí)驗(yàn)要求.第二天開(kāi)始畫(huà)圖,用protel軟件畫(huà)圖,之前雖然用過(guò),但是根本忘的差不多了,只有不 斷地學(xué)習(xí)和向同學(xué)請(qǐng)教.一開(kāi)始我還有點(diǎn)迷惑,為什么程序還沒(méi)寫(xiě)就開(kāi)始畫(huà)圖,后來(lái)想想也 對(duì),畫(huà)圖就是確定輸入,輸出,確定了程序的整體走向.就這樣,我們一邊學(xué)習(xí)protel軟件, 一邊在把圖一點(diǎn)一點(diǎn)的拼起來(lái).畫(huà)完圖之后要老師來(lái)檢查,結(jié)果錯(cuò)誤一大堆都是一些最根本的元器件連接問(wèn)題：案件開(kāi) 關(guān)要上拉電阻和接地,LED要接三極管等.畫(huà)圖的這一周,各組的方案需要不斷地完善,以順應(yīng)實(shí)際

16、的需求.就這樣我們的設(shè)計(jì)要 求在審查中被改了又改,我們也漸漸的融入了真實(shí)系統(tǒng)的需求設(shè)計(jì)中.由于沒(méi)有學(xué)過(guò)單片機(jī) C語(yǔ)言,所以一開(kāi)始入手編程比擬迷茫,但是借助網(wǎng)上的程序,我把他們拼接起來(lái)并不斷的 調(diào)試和完善.在此之中慢慢理解了語(yǔ)句的含義,編程中發(fā)揮越來(lái)越自如.將程序存入單片機(jī)后,開(kāi)始模擬,但按鍵開(kāi)關(guān)總是不靈敏,再三考慮,其實(shí)是程序本身 的問(wèn)題,中斷端I I無(wú)論怎樣都不可能用查詢(xún)I I來(lái)代替.正糾結(jié)于這個(gè)問(wèn)題時(shí),又發(fā)現(xiàn)了問(wèn)題, 接收端口無(wú)效,這可是大問(wèn)題,于是重點(diǎn)又轉(zhuǎn)移到了這邊.第二天,我們開(kāi)始檢查問(wèn)題,首先程序肯定沒(méi)有問(wèn)題,由于我在自己曾經(jīng)買(mǎi)的單片機(jī)上 模擬過(guò),完全能實(shí)現(xiàn).然后就是線路的問(wèn)題,經(jīng)過(guò)

17、各個(gè)點(diǎn)的仔細(xì)檢查,沒(méi)有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題.設(shè)計(jì) 進(jìn)度由此而停滯不前.哪天老師檢查完后,也沒(méi)有說(shuō)是什么原因,我在那里擺弄了半天,最終長(zhǎng)吸一I】氣,準(zhǔn) 備放棄.那時(shí)候不知為什么把其中的一根線換了個(gè)接I I,竟然奇跡般的成功了.最后發(fā)現(xiàn)是 通信總線的接線錯(cuò)誤.這一卞可給了我重重的一擊,由于我之前一直認(rèn)為這邊的接線是準(zhǔn)確 無(wú)誤的.后來(lái)完善要求的時(shí)候我們正好也解決了按鍵的問(wèn)題.從開(kāi)始到現(xiàn)在,所有的問(wèn)題都解決 To總結(jié)起來(lái),做課程設(shè)計(jì)之前一定要對(duì)自己的課題感興趣,實(shí)踐中要不斷地學(xué)習(xí)完善自己, 鼓勵(lì)和相信自己,遇到問(wèn)題要科學(xué)的解決,不要想當(dāng)然.當(dāng)真正做出成果的時(shí)候就會(huì)發(fā)現(xiàn), 其實(shí)也不難.第三局部3參考資料1張毅剛主編

18、.?單片機(jī)原理及應(yīng)用?第一版.高教出版社.20032程德福林君主編.?智能儀器?第二版.機(jī)械工業(yè)出版社.2021習(xí)杜宇人主編.?現(xiàn)代電子測(cè)量技術(shù)?第一版.機(jī)械工業(yè)出版社.20214侯殿有主編.?單片機(jī)C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)?.人民郵電出版社.2021實(shí)物圖發(fā)送端01too Jo鑿ffiE5JanVah ft*1? cii»JglBG QGrnlHe 一J20ralos a 0 0 0 2E5J備d13- 世>: frll 八"總Z- 少 0tfI接收端廠"：J c：CCCC00000ococooO C C r- 9 9*fiOOOCCOOOCCCCC9C9C0C0G

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21、mie>0: delaytime 一)for(j=0j<125j+)；void main()mt w=O、x=O,y=0、z=O;TMOD=0x20;設(shè)置為定時(shí)器1方式2THl=0xfd;裝初值,波特率設(shè)為9600TLl=0Xfd;EA=1;開(kāi)總中斷ES=1;開(kāi)串口中斷SCON=0x50;串丨1限制存放器設(shè)置,方式1、開(kāi)串丨1接收.SM0=0;SMl=l;REN=l;2PCON=0x80;TR1=1;PO=Oxff;開(kāi)啟定時(shí)器1中斷/POI I清零wlule(l)亮燈算法if(!al) delay(20); if(!al) w+=l; if(w!=O) bl=O; if(!a2) delay(20);if(!a2)x+=l;if(x!=O)b2=0; if(!a3) delay(20);if(!a3)y+T; if(y!=0) b3=0;