基于單片機的醫(yī)院病房呼叫系統(tǒng)

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上智能儀表課程設計課程設計 課題名稱 醫(yī)院病房呼叫系統(tǒng) 姓名學號 所在班級 指導教師 揚州大學能源與動力工程學院二一年九月總 目 錄第一部分：任務書第二部分：課程設計報告第三部分：附錄第 一 部 分任務書智能儀表課程設計任務書一、課題名稱醫(yī)院病房呼叫系統(tǒng)設計。二、設計內容及設計要求利用單片機和總線通信實現醫(yī)院病房的呼叫，具有下面的功能：1. 在病人病床處設置按鈕開關，每個病床的開關分為緊急按鈕和正常按鈕兩部分，按鈕啟動時，按鈕旁的指示燈亮，提示病人按鈕已按下，其中綠色代表正常呼叫，紅色代表緊急呼叫。2. 護士一邊，當病人按下按鈕時，警報燈亮，并伴隨蜂鳴，顯示板上病人對應

2、位置的燈亮，其中一般呼叫綠燈亮，緊急呼叫紅燈亮，亮燈時伴有閃爍。3. 護士接到呼叫后，到病房并關閉呼叫4. 由于病床數量眾多，一方面單片機接口有限，另一方面線路過多不符合實際，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。三、時間安排第一周：星期一星期二：布置任務，熟悉資料，確定儀表的功能要求、性能指標。熟悉實驗板原理圖和印刷板圖。星期三星期五：進行儀表的方案選擇，確定主要芯片、工作方式、輸入輸出信號的接口方式、鍵盤和顯示方式、以及通信方式。進行硬件設計和元器件選擇，畫出硬件原理圖。第二周：星期一星期五：根據硬件原理圖，焊接硬件電路；測試硬件電路的功能；軟件設計，包括

3、軟件需求說明、軟件結構框圖、主要軟件功能模塊的流程圖；編寫程序。第三周：星期一星期三：調試程序，聯調軟件和硬件。星期四星期五：寫課程設計報告。四、應交成果應交成果包括：n 紙質課程設計報告和電子文檔；n 硬件原理圖的Protel文件，程序；n 可以演示的硬件和軟件成果。五、課程報告內容課程設計報告應包括下列部分：n 課程設計任務書n 儀表的功能要求、性能指標要求。n 方案選擇：提出多種方案，進行方案比較，說明選定方案的理由，描述硬件和軟件的功能分工。n 硬件設計：包括硬件結構框圖、原理圖及其各個主要環(huán)節(jié)的工作原理說明，元器件選擇的計算方法或者理由，利用提供的實驗板焊接元器件。n 軟件設計：首先

4、提出軟件的功能需求，然后進行軟件的結構設計，再畫出主要功能模塊的軟件框圖。n 程序編寫和調試。n 設計小結。報告中硬件原理于用Protel畫出，軟件框圖和程序流程圖用Visio畫出。第 二 部 分課程設計報告目 錄第一章 技術指標.81. 1課題及要求.81. 2 功能描述.8第二章 整體方案設計.82.1 整體方案結構方框圖.82.2 整體方案原理.9第三章 單元電路設計.93.1 主控制電路設計.93.2 護士值班室報警電路設計.113.3 單片機復位電路.123.4 RS-485通信電路.133.5 整體電路.133.6 整機原件清單.16第四章 測試與調整.174.1 主控制電路的測試

5、與調整.174.2 護士值班室報警電路的測試與調整.174.3主控軟件框圖.174.4接收軟件框圖.194.5 整體電路測試.19第五章 設計小結.205.1 設計任務完成情況.205.2 問題及改進.205.3心得體會.20第一章 技術指標1.1 課題及要求一個病房有兩個床位，每個病人都有兩個按鈕（緊急呼叫，一般呼叫）來呼叫護士，護士站接收信息，去病房服務并解除呼叫。1. 2 功能描述1. 在病人病床處設置按鈕開關，每個病床的開關分為緊急按鈕和正常按鈕兩部分，按鈕啟動時，按鈕旁的指示燈亮，提示病人按鈕已按下，其中綠色代表正常呼叫，紅色代表緊急呼叫。病人按下開關后不能再關閉呼叫，只有等護士來以

6、后，才能由護士取消2. 護士一邊，當病人按下按鈕時，警報燈亮，并伴隨蜂鳴，顯示板上病人對應位置的燈亮，其中一般呼叫綠燈亮，緊急呼叫紅燈亮，亮燈時伴有閃爍。3. 護士接到呼叫后，到病房并關閉呼叫4. 由于病床數量眾多，一方面單片機接口有限，另一方面線路過多不符合實際，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。第二章 整體方案設計2.1 整體方案結構方框圖2.2 整體方案原理1. 病房內設有發(fā)送主機，當病人有需求時按呼叫按鈕，主機一端口接收到一個高電平時，相應的指示燈亮。同樣，當病人遇到緊急情況時，按亮緊急指示燈。2. 發(fā)送主機不斷地向接收主機以總線的方式發(fā)送信息，使

7、接收端主機端口表現出電平的高低變化點亮相應的指示燈，采用延時程序使指示燈閃爍，當有指示燈亮時，接收主機原定的穩(wěn)定狀態(tài)打破，使蜂鳴器鳴叫。3. 醫(yī)護站接到呼叫信息，前往相應的病房內，按取消按鈕（取消按鈕由發(fā)送主機定義，并且只有該取消按鈕能取消指示燈的閃爍），解除呼叫。主機用51單片機代替，按鈕、指示燈和蜂鳴器用單片機的I/O口控制。第3章 單元電路設計3.1主控制電路設計開關部分S1、S2為1號病床的兩個按鈕，分別控制呼叫和緊急兩種指示燈；S3、S4為2號病床的兩個按鈕，分別控制呼叫和緊急兩種指示燈；S5取消1號病床指示燈，S6取消2號病床指示燈。LED顯示部分LED燈L1、L2、L3、L4分別

8、對應開關S1、S2、S3、S4。3.2 護士值班室報警電路設計接收端LED及蜂鳴器電路 L1、L2分別對應病床1的呼叫和緊急呼叫指示；L3、L4分別對應病床2的呼叫和緊急呼叫，每當有燈亮時蜂鳴器鳴叫。3.3 單片機復位電路3.4 RS-485通信電路3.5 整體電路發(fā)送端接收端3.6 整機原件清單電阻：5k 15個 10k 4個 1k 2個 500 5個 120 2個電容：30p 4個 10 2個 0.1 8個 LED：8個晶振：12MHz 1個電鈴：1個按鍵開關：8個51單片機：2個MAX485：2個 MAX232：2個三極管：9個第四章 測試與調整4.1 主控制電路的測試與調整開始的設計是

9、用按鍵開關，病人按一次按鍵，對應的LED燈亮，第二次按，對應的LED滅。由于中斷口有限，我們采用了查詢方式，一開始會出現按鍵按下去沒有反應的情況，經檢查，是由于查詢方式本身存在的弊端，不能像中斷一樣迅速反應按鍵的變化。查詢方式下檢測按鍵，只有當程序進行到此步驟時才檢測，而中斷是在任何情況下有按鍵中斷就進行。仔細考慮后，我們增加了循環(huán)程序的延時時間，使一個循環(huán)的時間差不多是人一次按鍵的時間。更改后勉強能達到效果。指導老師檢查后，按照醫(yī)院管理中的實際要求，給我們提出了改進意見：由于病人在緊急情況下可能會不停的按按鈕，不經意間會將燈給按滅，所以關燈按鈕應該另設，由護士關滅。按照這樣的要求，查詢方式也

10、能夠實現，而且很穩(wěn)定。4.2 護士值班室報警電路的測試與調整發(fā)送端電路調試完成后，將其與接收端相連，接收端沒有任何反應，檢查線路無誤。將程序在自己的單片機盒子上模擬沒有錯誤。這樣一來，程序和電路都無誤？本次的課程設計陷入僵局。三天后，在一次線路測試中，發(fā)現了通信接線的錯誤，原來我一直把單片機的P3.6口當成了P3.7口。更正后，終于能夠通信了，結果很理想，沒有錯誤。4.3主控軟件框圖4.4接收軟件框圖4.5 整體電路測試當通信接線錯誤的問題解決后，整體的調試也進行的非常的順利，測試結果與預期的結果完全一致。具體結果：發(fā)送端有病人的按鍵按下時對應的燈亮，并且信息被傳送到接收端，接收端對應的燈也點

11、亮閃爍并伴隨蜂鳴；當發(fā)送端的取消按鈕按下時，對應的指示燈滅，接收端對應的指示燈也熄滅，蜂鳴停止。第五章 設計小結5.1 設計任務完成情況 任務的完成比預期晚了，原本是計劃三個星期完成，結果卻拖到了第四個星期。完成后的實驗成果，模擬了醫(yī)院病房呼叫系統(tǒng)，由于材料有限，我們模擬的是雙機通信。實物部分已經滿足要求。另外硬件圖，程序都已完成，實驗報告即將完成。5.2 問題及改進我們用按鍵開關來實現指示燈的點亮和關閉，但是并沒有用中斷，由于中斷口數量有限，所以我們選用了一般的I/O口。這樣一來，編程就會有很多麻煩，最終沒有得出滿意的效果。老師指導后，我們把開燈和關燈分成兩個鍵，這樣一來不但避免了病人的誤操

12、作，也降低了程序的難度。課程設計中途，我們遇到了硬件的問題，檢查了一遍又一遍還是不果，就在我們快要放棄的時候，一不小心把錯誤檢查出來了是接線的錯誤，起初我們還以為原來的接線方式是完全正確的，已經將接線問題排除在外了，所以試驗中確實不可以想當然。5.3心得體會經過漫長的暑假，開學一來就是課程設計。第一天就把題目給我們，緊接著就是查資料。說實話，當時我還沒有一點頭緒或是還沒進入狀態(tài)，最主要的是連實驗要求都要我們自己來定，也就是說整個實驗給我們的就是一個題目“醫(yī)院病房呼叫系統(tǒng)”。在搜索資料的過程中，我看到了好多傳統(tǒng)的或是高級的醫(yī)院病房呼叫機器，還有許多其他學校的設計報告，根據這些，我們初步確定了本課

13、題的實驗要求。第二天開始畫圖，用protel軟件畫圖，之前雖然用過，但是基本忘的差不多了，只有不斷地學習和向同學請教。一開始我還有點疑惑，為什么程序還沒寫就開始畫圖，后來想想也對，畫圖就是確定輸入，輸出，確定了程序的整體走向。就這樣，我們一邊學習protel軟件，一邊在把圖一點一點的拼起來。畫完圖之后要老師來檢查，結果錯誤一大堆都是一些最基本的元器件連接問題：案件開關要上拉電阻和接地，LED要接三極管等。畫圖的這一周，各組的方案需要不斷地完善，以順應實際的需求。就這樣我們的設計要求在審查中被改了又改，我們也漸漸的融入了真實系統(tǒng)的需求設計中。因為沒有學過單片機C語言，所以一開始入手編程比較迷茫，

14、但是借助網上的程序，我把他們拼接起來并不斷的調試和完善。在此之中慢慢理解了語句的含義，編程中發(fā)揮越來越自如。將程序存入單片機后，開始模擬，但按鍵開關總是不靈敏，再三考慮，其實是程序本身的問題，中斷端口無論怎樣都不可能用查詢口來代替。正糾結于這個問題時，又發(fā)現了問題，接收端口無效，這可是大問題，于是重點又轉移到了這邊。第二天，我們開始檢查問題，首先程序肯定沒有問題，因為我在自己曾經買的單片機上模擬過，完全能實現。然后就是線路的問題，經過各個點的仔細檢查，沒有發(fā)現問題。設計進度由此而停滯不前。哪天老師檢查完后，也沒有說是什么原因，我在那里擺弄了半天，最終長吸一口氣，準備放棄。那時候不知為什么把其中

15、的一根線換了個接口，竟然奇跡般的成功了。最后發(fā)現是通信總線的接線錯誤。這一下可給了我重重的一擊，因為我之前一直認為這邊的接線是準確無誤的。后來完善要求的時候我們正好也解決了按鍵的問題。從開始到現在，所有的問題都解決了?？偨Y起來，做課程設計之前一定要對自己的課題感興趣，實踐中要不斷地學習完善自己，鼓勵和相信自己，遇到問題要科學的解決，不要想當然。當真正做出成果的時候就會發(fā)現，其實也不難。第 三 部 分附錄參考資料1張毅剛主編.單片機原理及應用（第一版）.高教出版社.20032程德福 林君主編.智能儀器（第二版）.機械工業(yè)出版社.20093杜宇人主編.現代電子測量技術(第一版).機械工業(yè)出版社.2

16、0094侯殿有主編.單片機C語言程序設計.人民郵電出版社.2010實物圖發(fā)送端接收端C程序發(fā)送端：#include<reg51.h>#include<stdio.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit a1=P10;sbit a2=P11;sbit a3=P12;sbit a4=P13;sbit a6=P16;sbit a5=P17;sbit b1=P00;sbit b2=P01;sbit b3=P02;sbit b4=P03;sbit fs=P37;void delay(unsigned i

17、nt delaytime) /延時程序 unsigned int j=0; for(;delaytime>0;delaytime-) for(j=0;j<125;j+); void main() int w=0,x=0,y=0,z=0; TMOD=0x20; /設置為定時器1方式2 TH1=0xfd; /裝初值，波特率設為9600 TL1=0Xfd; EA=1; /開總中斷 ES=1; /開串口中斷 SCON=0x50; /串口控制寄存器設置，方式1、開串口接收。SM0=0;SM1=1;REN=1; PCON=0x80; TR1=1; /開啟定時器1中斷 P0=0xff; /P0口

18、清零 while(1) if(!a1) /亮燈算法 delay(20); if(!a1) w+=1; if(w!=0) b1=0; if(!a2)delay(20);if(!a2) x+=1; if(x!=0) b2=0; if(!a3)delay(20);if(!a3) y+=1; if(y!=0) b3=0; if(!a4)delay(20);if(!a4) z+=1;if(z!=0) b4=0; if(!a5)delay(20);if(!a5)w=0;x=0;b1=1;b2=1;if(!a6)delay(20);if(!a6)y=0;z=0;b3=1;b4=1;fs=1; SBUF=P0; /發(fā)送數據 delay(100