醫(yī)院病房無線呼叫系統(tǒng)

摘要病房呼叫系統(tǒng)在一定程度上能夠?qū)崿F(xiàn)相關(guān)醫(yī)護人員與患者以及相關(guān)家屬進行切實有效的溝通，其在相關(guān)病房以及養(yǎng)老院等方面具有廣泛的應用前景，能夠確保護理的及時性以及高效性。該系統(tǒng)性能程度的好壞在一定程度上關(guān)乎到患者的安危，因此受到廣大醫(yī)院所青睞。在確保穩(wěn)定運行的情況下力求操作便捷。本文基STC89C52

單片機完成了相關(guān)呼叫功能的系統(tǒng)性設計，在此過程當中還對相關(guān)硬件電路以及軟件程序進行了有效分析。信號的傳送是依靠nRF24L01模塊進行無線傳輸?shù)?，其具體操作是從機對相應的床號進行有效采集并反饋給相關(guān)主機，一旦主機接到來自于從機的信號以后，便去激發(fā)蜂鳴器進行報警，與此同時二極管也進行相應的發(fā)光提示，則證明有患者尋求援助，只要有人對主機上的呼應鍵進行操作，便會使相應的呼叫警報解除，從而實現(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)的遠距離及時傳送。本文主要針對主機完成信號接收并報警以及從機檢測進行展開設計。在滿足各方面需求以及確保性能穩(wěn)定的前提下，還應具備耗材量低、結(jié)構(gòu)緊湊、距離范圍廣、傳遞效率高等方面的特點，針對于無線技術(shù)的應用具有一定的創(chuàng)新性。關(guān)鍵字：nRF24L01、STC89C52

單片機、無線病床呼叫I

1緒論1.1課最近幾年來看，人們的生活水平在某種程度上得到了有效改善，人們對各方面的物質(zhì)水平以及相應的服務水平的追求也越來越高，尤其是在醫(yī)療服務水平方面，這就需要相關(guān)醫(yī)護人員在對患者進行服務的時候具有一定的及時性這個環(huán)節(jié)的有效實施可以說是提高醫(yī)院服務質(zhì)量的重中之重在一定程度上相關(guān)醫(yī)護人員對突發(fā)狀況的應變也需要有效提升。病人突然出現(xiàn)突發(fā)狀況，再向相關(guān)人員進行求助的時候往往會存在一定的時間差，由于這個時間差的存在可能導致最佳治療時機的延誤，最終釀成大禍，無藥可醫(yī)直至死亡的現(xiàn)象時有發(fā)生。為了有效壓縮這種不良現(xiàn)象的產(chǎn)生，普遍適用的臨床呼叫儀器的開發(fā)成為當前相關(guān)領域研究的熱點問題。性能良好的醫(yī)護呼叫儀器作為輔助支撐，不僅能夠在很大程度上醫(yī)院的相關(guān)管理水平有效提升而且還能有效降低醫(yī)護人員的精神疲勞強度。所謂的臨床呼叫是將病床信息有效傳送的重要方式之一，在此過程中可以將相關(guān)病人或者家屬的相關(guān)請求信號準確無誤，并及時傳遞給相關(guān)醫(yī)生或者醫(yī)護人員。并在相應主機上一定的預警，由此可見，這是有效提高護理水平的必需品。該系統(tǒng)性能程度的好壞在一定程度上關(guān)乎到患者的安危，在確保穩(wěn)定運行的情況下力求操作便捷。基于電力線載波以及單片機完成相關(guān)通訊工作并結(jié)合計算機的實時監(jiān)控便可在一定程度上設計出兼具呼叫存儲并存的專門化臨床呼叫系統(tǒng)從而在最大限度上滿足相應的護理以及管理需求。1.2病床叫發(fā)展狀截止到目前為止，基于相關(guān)應用的視角出發(fā)已經(jīng)實現(xiàn)了相應的商業(yè)化運作模式。在我國相關(guān)的呼叫服務模式當中在某種程度上已經(jīng)逐步完成了單純客戶服務到混合型模式的巨大轉(zhuǎn)變。這不僅是市場相關(guān)需求所導致的結(jié)果，也是相關(guān)技術(shù)進行發(fā)展與完善的必然產(chǎn)物。傳統(tǒng)形式的人為管理模式已經(jīng)邁向了智能化、信息化。所謂病床呼叫系統(tǒng)在某種程度上就可實現(xiàn)相對智能化的管理，在此過程中呼叫、發(fā)出報警以及相關(guān)信息存儲并進行相應的顯示，可以為醫(yī)院以及患者在很大程度上帶來安心便捷的服務效果。拒不完全統(tǒng)計在我國當中目前存在大大小小的醫(yī)院足余個其中具備自己相對獨立的信息管理系統(tǒng)的相關(guān)醫(yī)院僅占3成左右；再往更深的角度出發(fā)，具備前端電話接入能力的就少之又少了。當前市面上這種呼叫系統(tǒng)形式類型繁多，而且各種功能參差不齊，但是根據(jù)信號的傳輸形式可將其有效分為兩類，即有線與無線的形式。傳統(tǒng)類型的有線式呼叫系統(tǒng)一般結(jié)構(gòu)相對復雜，多數(shù)采用分級傳輸?shù)男问剑粌H成本相對較高體積龐大，在實時性方面效果也不佳，除此之外，安裝調(diào)試較為困難而且故障率很難2

保證。無線形式的可靠性又很堪憂，與此同時，相應的無線電波在某種程度上還會對其他儀器產(chǎn)生干擾效果，當前的應用還局限于有線式。1.3研究主要內(nèi)容本文在進行具體設計的過程當中應用了

Nordic旗下的NRF24L01射頻芯片，其相應的工作頻段為，主控芯片采用STC89C52單板機對相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸進行有效控制。相對而言該設計理念不僅能夠滿足于低成本、低能耗，在一定程度上還能實現(xiàn)切實有效的高速傳輸，除此之外，軟件編程相對容易，最重要的就是通訊方面能夠確保穩(wěn)定可靠。整體系統(tǒng)可以歸結(jié)為主從二機，有效利用NRF24L01模塊的無線數(shù)據(jù)收發(fā)功能，其中超聲波無線測距的核心部分為

STC89C52

主控芯片。從機的功能在于相關(guān)測距的檢測工作，再經(jīng)由主控芯片進行加工處理，在憑借無線模塊將相關(guān)數(shù)據(jù)信號傳遞給主機。在此過程中其也基于nRF24L01對從機的信號進行有效接收，再傳遞給主控芯片進行相應處理加工，最終得以在LCD1602當中進行顯示。憑借主機當中的三個按鍵即可完善報警距的預置。其中包括參數(shù)設定鍵以及加減鍵。對其進行長按可以將點動轉(zhuǎn)化為連續(xù)操作，操作相對較為便捷。其工作原理為一旦檢測結(jié)果低于預置的距離，便執(zhí)行相關(guān)報警工作，蜂鳴器以及二極管聯(lián)合作用。主控芯片采用STC89C52機的發(fā)展勢頭極為迅速并且具體應用也相對較為廣泛，這與其所構(gòu)成的系統(tǒng)特性始終脫離不了干系，即：··

可靠性方面極為穩(wěn)定。相關(guān)系統(tǒng)的構(gòu)建工作相對容易并且結(jié)構(gòu)較為緊湊?！ば詢r比高物美價廉，除此之外系統(tǒng)還具備一定的柔性特征。針對于主控芯STC89C52可進行兩個最小系統(tǒng)的搭（其一實現(xiàn)對發(fā)送的管控，其二實現(xiàn)就收部分的管控）。2總體方案設計本文所設計出的病床無線呼叫系統(tǒng)是利用NRF24L01塊進行無線傳輸?shù)靡詫崿F(xiàn)的，具體可以分為主機與從機兩大塊。其中型號為nRF24L01的無線集成模塊產(chǎn)自于挪威Nordic旗下利用它可以進行無線以及較遠間距的信號傳送其中相應的主機能夠完成相關(guān)信號的接收并在此基礎上進行有效處理將加工后的數(shù)據(jù)傳遞給顯示屏并做出相應的報警提示而叢機是在發(fā)射信號端也就是病床這邊進行相關(guān)數(shù)據(jù)的采集并執(zhí)行發(fā)送功能。在此過程中可以保證100m以內(nèi)信號不發(fā)生失真，當主機部完成從機所發(fā)送相關(guān)信號的接收過程在此便會對蜂鳴器以及二極管執(zhí)行相應的控制并伴隨著聲光形式的報警，目的在于對患者的呼叫進行相關(guān)提示，一旦相關(guān)人員對主機上的呼應按鈕進行操作即可消除對應病床的警報不僅在一定程度上能夠完成自動重發(fā)，還能夠?qū)λ瞻l(fā)的信息進行識別CRC校驗，該產(chǎn)品還存在一ShockBurstTM模式，在該模3

式下能夠兼容自動從發(fā)與相關(guān)應答功效，此外不用再去引入相關(guān)MCU單元。根據(jù)病床呼叫所需實現(xiàn)的預期目標以將構(gòu)成該系統(tǒng)的各個模塊進一步確定：主控芯片發(fā)送線收發(fā)按鍵源與光聲警報以幕顯示電路等方面。如圖1示所建立的呼叫系統(tǒng)整體框架。STC89主控制器

nRF24L01發(fā)射模塊病號呼叫電源模塊

nRF24L01接收模塊電源模塊

STC89主控制器

液晶顯示聲光報警按鍵模塊圖1病床無線呼叫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖3關(guān)于芯片的相關(guān)簡介3.1無擬采用型號為無線集成模塊以及相應的外圍電路其產(chǎn)自于挪威Nordic旗下在一定程度上能夠?qū)崿F(xiàn)相關(guān)射頻的收發(fā)，其工作頻段也很人性化，采取國際通用形式的ISM大約2.4～2.5GHz電壓可以根據(jù)實際情況在.9~3.6V這個范圍選取。在數(shù)據(jù)錄入方面可以采取速形式，具體可以實現(xiàn)s的寫入，在數(shù)據(jù)傳輸方面也可實現(xiàn)最2Mbit此基礎上還能夠兼容自動從發(fā)與相關(guān)應答功效，在一定程度上簡化了集成量。該產(chǎn)品還搭載一種ShockBurstTM模式，可以有效利用編程手段進行通頻以及輸出功率進行相應的配置，6dBm情況下進行發(fā)射信號時，其工作的電流僅僅，接收端的電流值也不2.3mA，在此過程當中不僅可以將功耗最大限度的壓低還有空閑與掉電等模式可供選取在某種程度上可以為編程帶來一定的便捷操作。3.1.1關(guān)于的相關(guān)概述nRF24L01

是當前市面上較為成熟的單片形式的射頻芯片，其工作頻段采取國際通用形式的ISM，大約在～在其內(nèi)部還集成配備了功放、頻率集成、晶體振蕩器以及相關(guān)調(diào)制器等相應模塊，該產(chǎn)品還搭載一模式，可以有效利4

用編程手段進行通頻以及輸出功率進行相應的配置，6dBm況下進行發(fā)射信號時，其工作的電流僅僅，接收端的電流值也不過，在此過程當中不僅可以將功耗最大限度的壓低還有空閑與掉電等模式可供選取在某種程度上可以為編程帶來一定的便捷操作。其具體特性如表1所示：表1特性說明567

特性說明GFSK制，硬件集OSI路層具有自動應答和動再發(fā)射功能自動生成報頭和CRC校驗碼數(shù)據(jù)傳輸率ls或/sSPI率為0Mb/10Mb/頻道數(shù)目125個與其nRF24系列射頻器件相兼容引腳4mm封裝供電電壓為.9V～V3.1.2針對于引腳功能進行相關(guān)描述如圖2示具體封裝形式、相關(guān)引腳的排布及其功能介紹。圖2封裝框圖表2相關(guān)引腳說明5

引腳CE，SCKMOSI，MISOIRQXC2，_PAANT1,ANT23.1.3相應的工作模式

相關(guān)說明發(fā)射或接收引端，微處理器可通過此引腳配置標志位電源輸入端電源地晶體振蕩器引腳為功率放大器供電，輸出1V天線接口參考電流輸入如表3所示，僅需內(nèi)部的相關(guān)寄存器進行有效配置就可以實現(xiàn)接收、發(fā)送、掉電這幾種相應的工作模式。表3nRF24L01工式模式

_RX

CE

寄存器狀模式

0

數(shù)據(jù)在TXFIFO寄存器當中模式

0

在發(fā)送模式，0

直至數(shù)據(jù)發(fā)送完待機模2待機模1

0

0

TXFIFO為空無數(shù)據(jù)傳輸

0

其中表里所提及到的待機模式1在具體應用的過程當中能夠使相應的電流損耗切實有效降低，但值得注意的是這種情況下晶體振蕩器依然能夠持續(xù)進行工作；當芯片內(nèi)部寄存器FIFO呈現(xiàn)出空狀態(tài)的時候，還需CE的相關(guān)狀態(tài)置為1便可進入待機模式2；在待機的情況下，相應設置好的控制字還會進行有效保留，不用在對其進行賦值。耗電6

量最少的也就是所謂的掉電模式，但是在這種情形下nRF24L01就不會再進運作了，同樣，相應設置好的控制字也會有所有效保留。3.1.4具體工作原理當其在進行具體數(shù)據(jù)發(fā)射的過程當中，第一步要做的就是對nRF24L01行相應的配置使其工作在發(fā)射模式下，根據(jù)具體需求對接收信號的相關(guān)物理地址TX_ADDR以及相關(guān)數(shù)PLD依次基于時序錄入內(nèi)部相應的緩存區(qū)在此過程當中需要借助口進行錄入，值得注意的是必須保持

CSN為相應的低電平時才能進行TX的連續(xù)錄入TX_ADDR僅需錄入一次就可以實現(xiàn)有效發(fā)射，這些任務完成以后，就可以對CE進行相應的置位并需要完成保持10以上，相關(guān)數(shù)據(jù)便會在延時以后完成發(fā)射倘若將自動應模式進行開啟一完成相應數(shù)據(jù)的發(fā)射就會來到接收模式下在此需要注意的是必須使自動應答與之前設置的地址具有相對的一致性。躺若相關(guān)應答已經(jīng)收到，便會跳轉(zhuǎn)到自動重新發(fā)送，假設重發(fā)的次數(shù)達到飽和，相應的MAXRT便會置為高電平，在此過程當，TXFIFO部信息也會進行有效存儲只MAXTX_其中的一個成為高電平且把持IRQ為低，系統(tǒng)便會立即進行中斷，并且會有相應的信息傳達到MCU中。最終完成成功發(fā)射以后，倘CE依舊保持為低電平，此便會立即進入到空閑模式1；相應的堆棧里面依然存在相關(guān)數(shù)據(jù)的話，并且保持CE為高，則會轉(zhuǎn)入下一階段的數(shù)據(jù)發(fā)射；反之相應的堆棧里面呈現(xiàn)空狀態(tài)即可跳入到空閑模式。當其在進行具體數(shù)據(jù)接收的過程當中，第一步要做的就是對nRF24L01行相應的配置使其工作在接收模式下，需要等130相關(guān)延時，即可進入待收狀態(tài)。一旦能夠有效檢測CRC以及相應的有效地址會把相應的數(shù)據(jù)進行有效保存部應的中斷標志也會被置為高電平以及IRQ拉低可實現(xiàn)有效中斷，便會MCU下達相應接收通知。倘若此刻保持自動應答處于開啟狀態(tài)，便會自動將應答信號進行相應的反饋最后完成成功數(shù)據(jù)接收以后，倘若將的值拉低，就會跳轉(zhuǎn)到空閑模式1。值得注意的是再往相應寄存器當中錄入數(shù)據(jù)的同時要保持其工作在掉電或者待機的情況下，如圖3、4所SPI相關(guān)讀寫時序圖。7

圖3讀操作相關(guān)時序圖圖4寫操作相關(guān)時序圖3.1.5相關(guān)配置字所謂SPI作為一種能夠進行串行通訊的有效接口論上其數(shù)據(jù)進行有效傳輸?shù)乃俣茸罡呖蛇_到1Mb/s左右，但是值得注意的是，在進行相應的傳輸過程當中，內(nèi)部原理憑借低字節(jié)為媒介，先將數(shù)據(jù)送到低字節(jié)當中，在進行向高字節(jié)的傳輸工作。對于所要傳輸?shù)膯巫止?jié)數(shù)據(jù)來講，還需保證先傳高位再送低位的原則。SPI在一定程度上產(chǎn)生關(guān)聯(lián)的指令僅有八個，在具體應用的過程當中需要經(jīng)由模塊上的MOSI進行相應的輸入MCU所接收的相關(guān)數(shù)據(jù)或者狀態(tài)信息也是來源MOSI。nRF24L0l模塊內(nèi)部的各個配置字均可依據(jù)相應的寄存器來完成相關(guān)的定義工作，與此同時也可以實現(xiàn)對這些寄存器的相關(guān)訪問。如表4示其內(nèi)部相對較為常用的寄存器說明。8

表：常形式的配置功能寄存地址（H）0002030407~16

寄存器名稱CONFIGEN_AAENRXADDR_AWSTATUSRX_P0~P5RXP0~P5

功能工作接收通道及自動應使能接收通道地設置地址寬度設置自動重發(fā)數(shù)據(jù)時間和次數(shù)狀態(tài)寄存器，用來判定工作狀態(tài)設置接收通道地設置接收接點地設置接收通道的有效數(shù)據(jù)寬度液顯功集模相特以相說LCD1602型號的液晶顯示器不僅具備價格低廉其還所具有的能耗低壽命長等多種優(yōu)點，在各個領域當中被廣泛應用。經(jīng)過前文的相關(guān)論述，本文所進行的設計當中選用了1602液晶顯示模塊，該模塊最多能夠一次性分兩行顯示總32個字符。能夠正確顯示一些簡單的漢字以及各種數(shù)字與英文字母該類型的屏幕被廣泛應用在了各種各種自動化設備當中，能夠很好地顯示各ASCII字符。由于其所具有的漢字庫比較有限，因此需要顯示庫中沒有的漢字時，首先需要獲取欲顯示內(nèi)容所具有的子模數(shù)據(jù)，然后再將相應的數(shù)據(jù)放置的液晶的存儲器當中。根據(jù)相關(guān)資料顯示在單片機所構(gòu)成的控制系統(tǒng)當中引入相關(guān)顯示器去監(jiān)測輸出狀況存在以下形式的有點：首先，液晶顯示器受到相關(guān)信號激勵以后在一定程度上會呈現(xiàn)出相應的色斑與亮9

度可以在相對穩(wěn)態(tài)的程度上進行發(fā)光這一點就不同于那類型的顯示器其需要實現(xiàn)持續(xù)有效刷新才能將亮點近似保存由此可以看出其具備畫質(zhì)高不閃屏的優(yōu)良特性。其次有就是大部分都是以數(shù)字形式存在的便在無形之中與單片機更為兼容，從而達到相對可靠的功效，而且操作起來也十分便捷。再次其工作原理是憑借相關(guān)電極的控制手段改變液晶分子內(nèi)部狀態(tài)來實現(xiàn)相關(guān)顯示功能的，因此在一定程度上要比傳統(tǒng)類型的重量要小很多。最后，在其內(nèi)部耗電的主要部件大致也就是電極與相關(guān)驅(qū)動的IC，相對而言，耗電量方面是極為低能耗的。如圖5、6所示液晶屏實物圖。圖5液晶屏正面圖6液晶屏背面（1）引腳說明：具體引腳說明如表5所示：表5相引腳說明

相關(guān)引腳引1引2引腳引4引腳引6引腳7引15引16

具體說明VSS電源接5V正電源VL液晶顯示器比度調(diào)整端RS寄存器選，高電平時擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指寄存器R讀寫信號，高電平時行讀操作，低電平時進行寫操作E端使能端E端高電平跳成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令為位雙向數(shù)據(jù)線源正極背光源負極在上述表3內(nèi)容當中，需要注意如下的幾點：（1）該器件第3腳的主要用途為進行顯示器對比度的調(diào)節(jié)，但由于電源的不同會導致對比度產(chǎn)生相應的變化，因此一般情況下會使用一1電位器對其進行相應的調(diào)節(jié)。（2）該器件第4腳的主要用途為進行寄存器的選擇，在高電平時會選擇數(shù)據(jù)寄存器，而在低電平時會選擇指令寄存器。（3）該器件第5腳在電平時會選擇讀，低電平則反之。（4）當6腳當中的信號從變?yōu)?的時候，開始執(zhí)行液晶模塊當中存儲的命令。（2）1602LCD相關(guān)地址映射以及相關(guān)指令說明LCD1602內(nèi)部的相關(guān)字符存儲形式種類極為豐富達160多種形式如阿拉伯數(shù)字、日文、英文以及常用符號等，在此過程當中任意一個字符都有與之相對應的代碼對號入座，比如說對應01000001B塊內(nèi)部僅需將相應的地址配置4即可呈現(xiàn)出字。對其進行相應的讀寫以及光標的操作均可依據(jù)編程指令得以實現(xiàn)體相關(guān)指令說明如表6所示。表6相關(guān)指令說明指令指1指令2指3指令

具體說明清顯示，指令，光標復位到地00H位光標復位，光標回到地址和顯示模式設置I/D光標移動方向，高右移，低電平左移D：顯示，C：高電平光標打開，電光標閃爍

指5指令6指令7指令8指令9指1指11

光標或顯示移/：高電平移動顯示的文字，低電平時移動標功能設置命DL：高電平時位總線，低電平時位總線字符發(fā)生RAM地址設DDRAM地設置忙信號和光標地址BF為忙標志位平表寫數(shù)據(jù)讀數(shù)據(jù)根據(jù)相關(guān)資料可知該模塊在某種程度上可以稱之為慢顯示器件因此在進行相應指令執(zhí)行前應做好充分的準備，即對忙標志位進行有效核對，在此過程中倘若其呈現(xiàn)出低電平，則可代表此刻不是很忙，反之相應所需要執(zhí)行的指令便會完全失效。任意一個字符都有與之相對應的代碼對號入座因此必須使用相應的字符地址去執(zhí)行字符的相關(guān)顯示工作。如圖7所LCD1602的內(nèi)部線顯示地址：7內(nèi)部地址舉例進行相關(guān)說明第二行的開頭對應的字符地址40H是不是僅需利用外部設備敲入光標便會跳轉(zhuǎn)到相應的位置呢？顯然不是這樣的這是由于錄入的相關(guān)顯示地址過程當中在一定程度上必須使相應的最高位D7置位，也就是說在實際操作的過程當中滿足01000000B10000000B其進行有效的初始化必須對其相應的顯示模式進行預先配置在進行相關(guān)數(shù)據(jù)顯示的過程當中其光標在一定程度是可以實現(xiàn)自動右移，根部不需要進行人工干預。除此之外，每次進行相應指令執(zhí)行前應做好充分的準備，即對忙標志位進行有效核對，在此過程中倘若其呈現(xiàn)出低電平可代表此刻不是很忙之相應所需要執(zhí)行的指令便會完全失效LCD1602內(nèi)部的相關(guān)字符存儲形式種類極為豐富，高達多種形式，譬如阿拉伯數(shù)字、日文、英文以及常用符號等，在此過程當中任意一個字符都有與之相對應的代碼對號入座，比如A對應01000001B（41H塊內(nèi)部僅將相應的地址配置41H即可呈現(xiàn)出字

A。STC89C52本課題采STC89C52主控芯片，該芯片成本方面價格低廉、空操控性能良好、穩(wěn)定性也是很不錯的，而且片內(nèi)資源相當豐富，他的里面有很大字節(jié)的只讀存儲器，以及256字節(jié)的RAM，各部分器件采用的存儲技術(shù)也是非易失的，而且片內(nèi)含有8位中央處理器Flash的存儲單元說如此強大的單片機可以幫助我們應用在更多的場合中。本文所選用的主控芯片內(nèi)部引腳數(shù)量相對豐富，高達余個可用的引腳，在這之中存在著32個雙向輸入口還有兩個外部中斷的端口2個讀寫口全雙工的串行通信口有2個，16的定時計數(shù)器有3個。STC89C52封裝形式一共有三種，在一定程度上可以適用在一些具有不同需求的各種產(chǎn)品之上該芯片控制電路再引入晶振和復位電路便可有效組成最小系統(tǒng)，通過課程學習已經(jīng)了解到，開發(fā)板的基本組成單元就是最小系統(tǒng)本身。3.3.1關(guān)于主控芯片的各個引腳功能進行相關(guān)描述下面針對STC89C52各個引腳的相關(guān)功能進行有效介紹：1）主電源引腳VCC，+5V部電源的正極進行連通；GND，+5V外部電源的地端進行連通；2）外接晶體或外部振蕩器引腳XTAL1，該引腳的作用為與外部晶振進行連接，在一定程度上能夠起到相應的放大功效，所以如果設計中使用了外部振蕩器，那么這個引腳需與地端相連接。XTAL2，它接的是外部晶振的另外一個引腳。在單片機內(nèi)部借的是內(nèi)部的時鐘電路的輸入端，和反相放大器的輸出端。所以當用外部振蕩器的時候，這個引腳應該借的是外部振蕩器所對應的輸出端口。3）控制信號線RESET

，在使用過程當中有效利用該引腳輸入可以實現(xiàn)切實有效的硬件復位，當向其中輸入一個復位形式的信號，內(nèi)部RAM用的電源輸入端口。即為鎖存器控制引腳，通過使用鎖存從P0口輸出的低8位地址。當對單片機內(nèi)部進行EPROM編程過程當中，從該引腳進行相應編程來有效把控相關(guān)脈沖的輸入。4)多功能I/O口引腳8052單片機的I/O口一共有4個分別就是我們常見的和口而每一

組I/O口都可以單獨的作為輸入/輸出端口，在這當中：，該端口覆蓋單片機的32至39腳，可以進行數(shù)的輸入以及輸出，屬于是具有三態(tài)的雙向傳輸端口。該端口能夠?qū)?LSTTL門電路進行驅(qū)動P1該端口覆蓋單片機的1腳至8腳屬于是具有三態(tài)的準雙向傳輸端口該端口能夠?qū)STTL電路進行驅(qū)動。如果在使用中把這個端口用作輸入線，那么首先就需要令單片機對口鎖存器進行寫入1的操作該口能夠通過編程的方式令其進行數(shù)據(jù)的輸入或者輸出。，該端口覆蓋單片機的21腳至28腳，屬于是具有三態(tài)的準雙向傳輸端口，該端口能夠?qū)?LSTTL電路進行驅(qū)動。該端口能夠作為輸入或者是輸出口進行使用。，該端口覆蓋單片機的腳至28，如果該端口作第一功能進行使用，那么它可以發(fā)揮與P1口同樣的作用；如果該端口做第二功能使用，那么不同位所具有的用途是各不相同的，詳情見表7：引腳P3.24硬件系統(tǒng)的搭建4.1硬

表7P3口的第二功能表第二功能RXD（串行輸入口）TXD串行輸出口）（中斷）（中斷）器0外部中斷定時1外部中斷）部存選通RD（部存寫通）本文所設計出的病床無線呼叫系統(tǒng)本質(zhì)就是患者可以有效利用按鍵去尋求相關(guān)醫(yī)生或者是護士的援助，整體系統(tǒng)可以歸結(jié)為主從二機，有效利用

模塊的無線數(shù)據(jù)收發(fā)功能，中超聲波無線測距的核心部分為

STC89C52

主控芯片從機的功能在于相關(guān)測距的檢測工作，再經(jīng)由主控芯片進行加工處理，在憑借無線模塊將相關(guān)數(shù)據(jù)信號傳遞給主機。如圖8示超聲波測距總體原理圖。

8病床無線呼叫系統(tǒng)從機電路圖如圖9所示展示出了該系統(tǒng)主機收發(fā)原理圖信號的傳送是依nRF24L01模塊進行無線傳輸?shù)模渚唧w操作是從機對相應的床號進行有效采集并反饋給相關(guān)主機，一旦主機接到來自于從機的信號以后，便去激發(fā)蜂鳴器進行報警，與此同時二極管也進行相應的發(fā)光提示，則證明有患者尋求援助，只要有人對主機上的呼應鍵進行操作，便會使相應的呼叫警報解除，從而實現(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)的遠距離及時傳送。

圖9病床無線呼叫系統(tǒng)主機電路圖4.2單圖10單片機最小系統(tǒng)模塊由如圖10所示展示STC89C52的最小系統(tǒng)能夠看出，該系統(tǒng)由電源、復位、晶振三部分三部分的電路所構(gòu)成。在這之中，晶振電路當中包含以C3兩個電容，大小均是30pF，和晶振X1，大小是12M。在這里，使用電容使得晶振的起振變得更加容易。一般情況下能夠?qū)⒕д袢?4M，其所取的值的大小與單片機內(nèi)部的相應執(zhí)行速度在一定程度上呈現(xiàn)成正比關(guān)

系。因此在進行具體電路的設計過程當中，可以將晶振與主控芯片之間的間距最大限度的減小，便可有效改善執(zhí)行速率。通過情況下使用5V的直流電源對單片機進行供電目前較為常用的為USB接口可以使用電腦的USB口或者是充電寶等作為電源使用。除去單片機的這3個核心部分以外，還有一些其他的外部電路。因上面的屬于漏極開路輸出口，所以需要在該端口外接上一個10K的排阻，這樣的修改能夠令該端口變?yōu)槠胀ǖ妮?輸出口，在本文所進行的設計當中使用該端口對液晶輸出相應的數(shù)據(jù)。除此之外，還有還有一點值得注意，就是如EA接高電平的話，那么一旦對單片機進行了復位的話，就會從其內(nèi)部ROM當中的初始地址進行程序的執(zhí)行；相反，在其接低電平的時候，是從外部ROM的初始地址進行執(zhí)行的。因為在本文的設計當中將所需的程序放置在了單片機的內(nèi)部存儲當中，因此需要對接高電平。4.3單如圖11所示系統(tǒng)內(nèi)部時鐘電路。所謂的復位電路還是比較好理解的，跟我們的電腦重啟很相似。那我們的單片機其實也是一樣的原理，在單片機系統(tǒng)處于工作的狀態(tài)時，如果因為一些干擾而導致程序出現(xiàn)亂套，在按下復位鍵的時候，單片機當中程序會重新開始執(zhí)行，本文所設計的內(nèi)容當中的復位電路如圖所示使用了一個10uf極性電容以及一個電阻所組成，由于電容的電壓不能進行突變這一特性，所以當我們給單片機供上電之后，復位電路的復位引腳會處于高電平狀態(tài)，并且它的持續(xù)時間是變化的，由電路中的值來決定的。以常見情況來說，當復位引腳置高電平之時，通常情況下如果持續(xù)時間超過了兩個周期，就會進行復位因此對RC的值進行合適的選擇能夠盡可能地令復位的可靠性得到保證。圖1時鐘電路

圖12復位電路

4.4液由圖13能夠看出，模塊的1、2分別連接了電源以及地端，為屏幕工作供能。通過3腳與電位器相連實現(xiàn)進行屏幕對比度的調(diào)節(jié)，接著4引腳是連在單片機上面的P12腳，4引腳的是液晶的寄存控制腳。5引腳是連在單片機的P13腳上的，用來控制液晶的讀寫。而引腳是連在單片機的P14引腳上，是液晶的使能腳。從第七腳到14腳一共8位總線接到了單片機的P0口上，15連接系統(tǒng)VCC，16腳連接系統(tǒng)，是液晶背光電源腳。圖液晶顯示電路4.5按鍵盤作為一種很重要的設備實現(xiàn)我們與單片機之間的溝通通常情況下使用較多的鍵盤類型為獨立鍵盤與矩陣鍵盤。不同的鍵盤類型所具有的特點各部相同，需要根據(jù)實際的使用需求進行選擇。一般常見的獨立鍵盤結(jié)構(gòu)比較簡單，單片機程序的設計也相對比較容易，如果設計當中對于硬件的要求不高，可以選擇這種鍵盤類型；與獨立鍵盤不同，矩陣鍵盤的結(jié)構(gòu)相對比較復雜，在進行單片機程序設計的時候其難度也比較大，不過這種類型的鍵盤相對于獨立鍵盤來說對于端口的占用相對較少所以在一些需要多個按鍵的設計當中使用矩陣鍵盤比較合適在本文當中使用延時重復掃描法獲取按鍵的內(nèi)容，之所以采用延時法主要是因為“毛刺”脈沖通常情況下會持續(xù)幾的時間，可以說是非常短的，相比之下我們在進行按鍵的時候所花費的時間要比其大的多得多，因此在按鍵動作被單片機檢測到以后，會稍微等待一小段時間再去進行電平的檢測，如果此時檢測到的電平與原來的相同，則說明鍵盤的動作為有效按鍵。

因為在本文所設計的病床無線呼叫系統(tǒng)當中只需要用到五個鍵鍵盤的電路圖如圖14所示。對于端口的占用也不是很多，因此使用獨立鍵盤進行相應信號的輸入。圖14按鍵模塊電路圖4.6電如圖15所示文所設計的病無線呼叫系統(tǒng)需要引3.3V以5V的相關(guān)直流電源，其實僅需一個5V就足夠了，通ASM1117芯片可以將其有效降圖電源接口電路4.7聲如圖16所示，因為蜂鳴器需要比較大的電流才能夠進行正常工作，而單片機能夠進行的電流輸出極其有限因此在本文病床無線呼叫系統(tǒng)設計當中加入一個開關(guān)三極管作為控制開關(guān)對蜂鳴器進行控制，經(jīng)過綜合分析選用了PNPS8550

三極管，由于本文當中選用的是有源蜂鳴器因此在進行蜂鳴器發(fā)生控制的時候只要令單片機進行輸出高電平或者低電平就可以了，不需要連續(xù)的發(fā)出高低電平來讓它工作，這也使得需要設計的單片機程序變得相對比較簡單。因為本文的設計當中所選用的三極管PNP型的，而默

認狀態(tài)下單片機所輸出的信號為高電平，因此在進行通電的時候蜂鳴器會立即發(fā)生報警。圖16聲報警電路4.8無本文所設計出的病床無線呼叫系統(tǒng)是利用的，其具體接線如圖17所示。

NRF24L01模塊進行無線傳輸?shù)靡詫崿F(xiàn)圖NRF24L01

無線發(fā)射與接收模塊接線圖5軟件系統(tǒng)的設計與系統(tǒng)功能實現(xiàn)5.1軟C語言是一種計算機編程語言它匯聚了很多語言的特點如高級語言和匯編語言。這種語言在1972的時候是由貝爾實驗室的M.Ritchie推行出來的，過了年也就是1978年C語言在一些不同體量的計算機當中都有了比較好的應用它不但能夠進行程序設計還能夠進行應用程序編寫。不僅在軟件開發(fā)上能夠用C語言，在很多的科研中