病房呼叫系統(tǒng)

1、單片機結(jié)課設(shè)計病房呼叫系統(tǒng)設(shè)計學(xué) 生 姓 名院 系信息技術(shù)學(xué)院專 業(yè)學(xué) 號2013年 12 月 摘要關(guān)鍵詞：目錄第一章緒論31.1課題的背景及研究意義31.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀41.3研究內(nèi)容4第二章系統(tǒng)總體方案設(shè)計42.1 設(shè)計要求42.2 系統(tǒng)方案5第三章系統(tǒng)方案實現(xiàn)53.1硬件設(shè)計5整體設(shè)計電路介紹5主要元器件介紹53.2軟件設(shè)計8系統(tǒng)調(diào)試與結(jié)果8程序流程圖及源程序代碼10第四章結(jié)論13參考文獻14致謝14第一章緒論1.1課題的背景及研究意義隨著電子技術(shù)的發(fā)展，特別是隨大規(guī)模集成電路產(chǎn)生而出現(xiàn)的計算機給人類生活帶來了根本性的改變。如果說計算機的出現(xiàn)使現(xiàn)代科學(xué)研究得到了質(zhì)的飛躍，那么可以毫不夸

2、張的說，單片機技術(shù)的控制系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，智能化儀器的儀表，辦公自動化等諸多領(lǐng)域得到極為廣泛的應(yīng)用，并已走家庭，從洗衣機，微波爐到音響，汽車，到處都是可以見到單片機的蹤影，因此，單片機技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用水平已逐步成為一個國家工業(yè)發(fā)展水平的標志之一。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

3、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。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。本文設(shè)計的是以單片機為核心且由電源電路、振蕩電路、復(fù)位電路、七段數(shù)碼管等部分組成，1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀目前國內(nèi)的大部分醫(yī)院均處在很低的管理模式上，在資源利用上采用人工呼叫，不能做到智能一體化的管理模式，這導(dǎo)致許多病人不能及時得到救治。另外由于醫(yī)院采用無線管理，可靠性差。而且人工呼叫麻煩且繁瑣。當病人身體出現(xiàn)不適或其他方面需要幫助時，通常都是人工呼叫醫(yī)生，繼而等待治療

4、。在這過程中，不但浪費了病人的時間，而且給醫(yī)院醫(yī)生帶來一定的麻煩。因此，國內(nèi)的病房呼叫系統(tǒng)依舊是落后和低級的，所以病房有線呼叫系統(tǒng)很具有開發(fā)潛質(zhì)，發(fā)展前景很好。1.3研究內(nèi)容本文主要介紹了病房有線呼叫系統(tǒng)的設(shè)計過程。當病人按下病房呼叫按鈕時，該信號通過mc51芯片傳遞給醫(yī)護人員，其故障代碼在PC或LCD上顯示出來。本系統(tǒng)是一種中小型的應(yīng)用系統(tǒng)，這套系統(tǒng)不單在醫(yī)院中使用，也可以在一些高級會所中使用，以提高企業(yè)形象。這些系統(tǒng)投資少，見效快，受到不少企業(yè)的青睞?？梢源龠M企業(yè)管理現(xiàn)代化，科學(xué)化，也是企夜創(chuàng)造品牌效應(yīng)的途徑。本文主要展示病房內(nèi)的應(yīng)用。第二章系統(tǒng)總體方案設(shè)計2.1 設(shè)計要求根據(jù)上述分析，本

5、系統(tǒng)設(shè)計要求包括以下幾個方面：1、任一病房（共4張）呼叫，醫(yī)護值班室馬上能響應(yīng)并顯示病房號；2、若有多個病床呼叫就小號優(yōu)先；3、按鍵清除記錄；4、復(fù)位后按鍵能繼續(xù)使用；5、仿真軟件能實現(xiàn)功能。2.2 系統(tǒng)方案用mc51單片機做核心器件。用8051自身接口實現(xiàn)數(shù)碼管的靜態(tài)顯示和蜂鳴器的響停，使用8051單片微機外加鎖存器74ls47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數(shù)碼管顯示器，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p3四個端口作為按鍵選擇。第三章系統(tǒng)方案實現(xiàn)3.1硬件設(shè)計3.1.1整體設(shè)計電路介紹整體

6、設(shè)計電路圖見附錄1所示：基于Ateml89C51單片機，振蕩電路的晶振采用12MHz，由控制核心AT89S52單片機、電源電路、振蕩電路、復(fù)位電路、數(shù)碼管解碼芯片、病房選擇和七段數(shù)碼管等部分組成電源電路AT89S51 單片機復(fù)位電路振蕩電路解碼芯片數(shù)字顯示電路3.1.2主要元器件介紹1.電源電源電路為單片機以及其他模塊提供5V電源。晶振模塊為單片機提供時鐘，使系統(tǒng)各部分能協(xié)調(diào)工作。復(fù)位電路模塊為單片機系統(tǒng)復(fù)位。2. AT89C51控制器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

7、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。主要特性： 與MCS-51產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容 4K字節(jié)可重擦寫Flash閃速存儲器 1000次擦寫周期 全靜態(tài)操作:0Hz-24MHz 三級加密程序存儲器 128×8字節(jié)內(nèi)部RAM 32個可編程I/O口線 2個16位定時/計數(shù)器 5個中斷源 可編程串行UART通道 AT89C51單片機采用40Pin封裝的雙列直插 DIP結(jié)構(gòu)，

8、圖1.1是它的引腳配置圖。40個引腳中，正電源和地線兩根；4組8位I/O口，共32個引腳；時鐘電路引腳 XTAL1和 XTAL2；控制信號引腳包含：復(fù)位輸入端 RET，地址鎖存允許輸出/編程脈沖輸入端 ALE/PROG，片外程序存儲器選通控制信號端 PSEN，內(nèi)外程序存儲器選擇/編程電源輸入端 EA/VPP。此帶有優(yōu)先級的病房呼叫系統(tǒng)的設(shè)計中使用單片機,主要是使用P0-P3四個通用I/O口,通過P1口和P3口的低三位作為輸入口，P0口、P2口和P3口的高兩位作為輸出口，點亮相應(yīng)數(shù)據(jù)對應(yīng)的數(shù)碼管，當有人按下開關(guān)時點亮LED小燈，驅(qū)動蜂鳴器響起。3. LED數(shù)碼管LED顯示器為8段或7段，每一個段

9、對應(yīng)一個發(fā)光二極管。這種顯示器有共陰極和共陽極兩種。共陽極顯示器的發(fā)光二極管的陽極接到一起，通常此公共陽極接正電壓，當某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時，相應(yīng)字段就點亮。共陰極顯示器的發(fā)光二極管的陰極接到一起，通常此公共陰極接地，當某一字段發(fā)光二極管的陽極為高電平時，相應(yīng)字段就點亮。數(shù)碼管要正常顯示，就要用驅(qū)動電路來驅(qū)動數(shù)碼管的各個段碼，從而顯示出我們要的數(shù)字，因此根據(jù)數(shù)碼管的驅(qū)動方式的不同，可以分為靜態(tài)式和動態(tài)式兩類。表1 共陰極 8段LED段碼顯示字符共陰極段碼顯示字符 共陰極段碼 0 0fcH9 0f6H 1 60HA 0eeH 2 0daH B 3eH 3 0f2H C 9cH 4 6

10、6H D 7aH 5 0b6H E 9eH6 0beH F 8eH 7 0e0H 滅 00H 8 0feH3.2軟件設(shè)計3.2.1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)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。以下是用到的軟件1.Keil 3對于AT89C51的控制設(shè)計，

11、以Keil 3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2. Proteus ISISProteus ISIS是英國Labcenter公司開發(fā)的電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。該軟件的特點是：（1）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。（2）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、I 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。

12、（3）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。（4）支持大量的存儲器和外圍芯片。未通電時如圖：通電后如圖：按鍵1后：按各鍵后分別出相應(yīng)數(shù)字并伴有蜂鳴，當按復(fù)位鍵時歸零。如圖：繼續(xù)電路按鍵2：3.2.2程序流程圖及源程序代碼1.程序流程圖如下：開始工作 有一個病房呼叫 有多個病房呼叫 判斷優(yōu)先級 顯示病房號并響鈴 開始有病房再次呼叫判斷優(yōu)先級 顯示病房號并響鈴2.程序代碼#include <reg51.h>#define uchar unsigned ch

13、arsbit key4=P30;/定義按鍵位置 sbit key3=P31;sbit key2=P32;sbit key1=P33;sbit reset=P34;/復(fù)位sbit BEEP=P17;/定義蜂鳴器端口uchar flag,i;void choice();void clean();void delay();void de();void ring();void main() while(1)P3=0xff;reset=0;BEEP=0;flag=0;choice();delay();clean(); void choice()/確定病人while(reset!=1&&f

14、lag=0)if(key1=0)de();if(key1=0)P0=0X86;flag=1; else if(key2=0)de();if(key2=0&&key1!=0)P0=0Xdb;flag=1;else if(key3=0)/de();if(key3=0&&key1!=0&&key2!=0)P0=0Xcf; flag=1;else if(key4=0)de();if(key4=0&&key1!=0&&key2!=0&&key3!=0)P0=0Xe6; flag=1;void clean()

15、/RESET 為高的時候復(fù)位if(reset=1)BEEP=0;P0=0x3f;flag=0;void delay() /RESET為低的時候延時while(!reset)ring();void ring()for(i=0;reset=0;i+)/喇叭發(fā)聲的時間循環(huán) de(); BEEP=!BEEP;if(key1=0|key2=0|key3=0)/第二次呼叫if(P0=0X86)P0=0X86;else if(P0=0Xdb&&key1=0)P0=0X86;else if(P0=0Xcf&&key1=0)P0=0X86;else if(P0=0Xcf&

16、&key1=1&&key2=0)P0=0Xdb;else if(P0=0Xe6&&key1=0)P0=0X86;else if(P0=0Xe6&&key1=1&&key2=0)P0=0Xdb;else if(P0=0Xe6&&key1=1&&key2=1&&key3=0)P0=0Xcf;void de()for(i=300;i>0;i-);第四章總結(jié)4.1結(jié)論至此，此系統(tǒng)的詳細設(shè)計及過程已經(jīng)結(jié)束。在設(shè)計的過程中遇到了很多問題，發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，有很多沒有學(xué)習(xí)，如Pr

17、oteus仿真知識及操作，還有單片機的C語言編程；有些軟件掌握得不夠牢固，通過此次學(xué)習(xí)，進一步加強了我的理解，同時提高了我獨立自學(xué)的能力。整個設(shè)計過程中，同學(xué)的幫助，以及校圖書館的資料給了我很大的幫助。此次設(shè)計讓我從中學(xué)到很多東西。雖然中間遇到很多困難，但都對于我是一次很好的鍛煉。設(shè)計以后，才更加深刻感受到自己的學(xué)習(xí)只是理論部分，而且很多時候不能付諸實踐。這次設(shè)計能夠讓我從實踐中重新學(xué)習(xí)理論知識，對我今后的工作和學(xué)習(xí)有了很多提高。但是由于本人水平有限，整個設(shè)計仍有很多不足之處，如程序不夠完善、靈活，只能實現(xiàn)一次。完善后將會進一步提高設(shè)計的穩(wěn)定性和普適性。最后，在指導(dǎo)老師和同組同學(xué)的身上我學(xué)得到

18、很多實用的知識，特別感謝指導(dǎo)老師給予的幫助，還用同學(xué)之間的資源共享。再次表示感謝！4.2參考文獻1.何立民.單片機初級教程-單片機基礎(chǔ) 北京航空航天大學(xué)出版社， 2.丁元杰.單片微機原理及應(yīng)用 機械工業(yè)出版社, 3.何立民.單片機應(yīng)用技術(shù)選編 航空航天大學(xué)出版社, 4.張培仁等.MCS-51單片機原理與應(yīng)用 清華大學(xué)出版社,5.王環(huán)，張亞寧 單片機程序設(shè)計實例 清華大學(xué)出版社, 6.治剛.單片機應(yīng)用技術(shù)與實訓(xùn) 清華大學(xué)出版社, 7.胡漢才.單片機原理及接口技術(shù) 清華大學(xué)出版社, 8.張毅剛、彭喜源 MCS51單片機應(yīng)用設(shè)計 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 9.耿德根、宋建國、馬潮、葉永建 AVR高速嵌入式單片機原理與應(yīng)用北