無線病房呼叫系統(tǒng)硬件設(shè)計

1、目錄前言.1第 1 章 系統(tǒng)概述.21.1 系統(tǒng)功能.21.2 系統(tǒng)構(gòu)成圖.21.3 系統(tǒng)方案設(shè)計.2第 2 章 主要元器件介紹.42.1 單片機(jī)介紹.42.1.1AT89S51 單片機(jī)介紹.42.1.251 單片機(jī)與 74HC164 靜態(tài)顯示接口.92.2 PT2262/PT2272 無線/發(fā)送接受模塊.102.2.1 pt2262/pt2272 解碼芯片.102.2.2 基于 PT2262 的無線編碼模塊.142.2.3 基于 PT2272 的無線解碼模塊.152.3 數(shù)碼管介紹.172.4 74LS00 芯片介紹.202.5 蜂鳴器簡介.212.5.1 蜂鳴器的分類.212.5.2 有源

2、/無源蜂鳴器區(qū)別.212.5.3 驅(qū)動方式.21第 3 章 硬件電路設(shè)計.243.1 系統(tǒng)電路設(shè)計.243.2 單片機(jī)外圍電路設(shè)計.253.3LED 顯示電路設(shè)計.253.4單片機(jī)與無線接收模塊連接.263.5 無線發(fā)送模塊.263.6 無線接收模塊.273.7發(fā)聲電路設(shè)計.283.8提示燈電路設(shè)計.28第 4 章 系統(tǒng)軟件簡介.294.1系統(tǒng)總流程圖.294.2系統(tǒng)平臺介紹.304.2.1 匯編語言介紹.304.2.2 LCA51 軟件簡介.31第 5 章 系統(tǒng)測試.375.1 硬件調(diào)試.375.1.2 導(dǎo)通性測試.375.1.3 防短接測試.375.1.4 通電測試.385.2 故障分析及

3、解決方案.385.2.1 系統(tǒng)無顯示輸出.385.2.2 顯示數(shù)據(jù)不正確.38結(jié)束語.39參考文獻(xiàn).40致謝.41參考文獻(xiàn).42附錄一：電路原理圖.43附錄二： 實物圖.44附錄三：元器件清單.45第 1 頁 共 49 頁前言伴隨著醫(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，不再僅僅局限于軟、硬件的建設(shè)上，更要比服務(wù)。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，如何利用先進(jìn)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

4、息化建設(shè)中的一個重要著眼點。陪護(hù)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)生護(hù)士，以節(jié)約病人的寶貴時間。病床呼叫系統(tǒng)是病人請求值班醫(yī)生或護(hù)士進(jìn)行診斷或護(hù)理的緊急呼叫工具，可將病人的呼求快速傳送給值班醫(yī)生和護(hù)士。呼叫系統(tǒng)的優(yōu)劣直接關(guān)系到病員的安危，也可減少醫(yī)護(hù)人員巡視病床的辛勞，能放心地、高效地處理其它醫(yī)護(hù)問題,歷來受到各大醫(yī)院的普遍重視,是提高醫(yī)院和病室護(hù)理水平的必備設(shè)備之一。目前醫(yī)院使用的病房呼叫系統(tǒng)多為有線呼叫系統(tǒng)，存在布線復(fù)雜、布線費用較高、易出故障、維修不便、明線不雅觀等缺陷。無線呼叫系統(tǒng)沒有上述缺點，安裝方便，成本低，使用簡單

5、。系統(tǒng)的建設(shè)將本著“以患者為中心”的原則，以方便患者,提高就診效率為目的，力爭為患者提供最滿意的服務(wù)，同時也將提高醫(yī)療的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益，鑒于此,設(shè)計及時、準(zhǔn)確、可靠、簡便可行、利于推廣的無線呼叫系統(tǒng)有很高的應(yīng)用價值和實際意義。病房呼叫系統(tǒng)只是醫(yī)院管理系統(tǒng)中的一小部分，隨著醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展以及計算機(jī)的發(fā)展，醫(yī)院管理系統(tǒng)也向標(biāo)準(zhǔn)化，系統(tǒng)化，網(wǎng)絡(luò)化，集中式數(shù)據(jù)庫，自上而下的一體化設(shè)計和數(shù)據(jù)的共享以及電子病例等方面發(fā)展。第 2 頁 共 49 頁第 1 章 系統(tǒng)概述1.1 系統(tǒng)功能系統(tǒng)主要實現(xiàn)的功能是：當(dāng)病人按下呼叫按鈕,在系統(tǒng)接收端上發(fā)出相應(yīng)頻率的聲音，有呼叫信號燈指示,并能顯示出呼叫的床位號。1.

6、2 系統(tǒng)構(gòu)成圖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖，如圖1-1所示 報警信號報警信號圖1-1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖1.3 系統(tǒng)方案設(shè)計設(shè)計無線呼叫系統(tǒng)時，首先根據(jù)無線呼叫的特點及對系統(tǒng)性能的要求，選擇系統(tǒng)的方案。進(jìn)行方案設(shè)計時，主要考慮無線模塊與單片機(jī)的連接和電路對接受、發(fā)射模發(fā)射模塊接收模塊單片機(jī)發(fā)光二極管、蜂鳴器報警數(shù)碼驅(qū)動電路數(shù)碼管顯示第 3 頁 共 49 頁塊的信號干擾問題。此外還要考慮性能價格比等。所以無線模擬病房呼叫系統(tǒng)有以下幾種方案：方案 1：利用單片機(jī)的串行全雙工通信和高頻發(fā)射/接收電路設(shè)計的多路無線醫(yī)院病房呼叫系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用 MCS-51 系列單片機(jī)的串行傳輸功能，將串行輸出信號傳送到發(fā)射電路，當(dāng)信號為高

7、電平時高頻發(fā)射電路工作，并發(fā)射 433 MHz 等幅高頻信號，當(dāng)信號為低平時高頻發(fā)射電路停止工作，所以高頻發(fā)射電路完全受控于單片機(jī)串行輸出的數(shù)字信號，對高頻電路完成幅度鍵控(ASK 調(diào)制)。采用超載波接收板接收高頻信號，信號解碼、聲光報警、動態(tài)顯示等功能由單片機(jī)完成。該系統(tǒng)對抗噪要求較高，因為接收模塊接收到的第一位數(shù)據(jù)極易被干擾(即零電平干擾)而引起接收數(shù)據(jù)錯誤。方案 2：使用 PT2272 和 PT2262 收發(fā)芯片，使系統(tǒng)工作在 315Mhz 附近，此方案所采用的是模塊化設(shè)計，其發(fā)射和接收都是以 PT2262 和 PT2272 芯片為主的集成模塊，不存在方案 1 中的極易被干擾的現(xiàn)象。該方

8、案主要是對方案 1 的修改，集成模塊價廉物美，經(jīng)濟(jì)實用。本次設(shè)計選擇的是方案 2。第 4 頁 共 49 頁第 2 章 主要元器件介紹2.1 單片機(jī)介紹單片機(jī)全稱為單片微型計算機(jī)（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(jī)的基本部件微型化并集成到一塊芯片上的微型計算機(jī)，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(jī)片內(nèi)集成的功能越來越強(qiáng)大，并朝著片上系統(tǒng)方向發(fā)展。單片機(jī)有

9、著體積小、功耗低、功能強(qiáng)、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。目前單片機(jī)滲透到人們生活的各個領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個領(lǐng)域沒有單片機(jī)的蹤跡。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機(jī)上各種儀表的控制，計算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動化過程的實時控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能IC卡，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)，錄像機(jī)、攝像機(jī)、全自動洗衣機(jī)的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機(jī)。更不用說自動控制領(lǐng)域的機(jī)器人、智能儀表、醫(yī)療器械了。因此，單片機(jī)的學(xué)習(xí)、開發(fā)與應(yīng)用將造就一批計算機(jī)應(yīng)用與智能化控制的科學(xué)家、工程師。2.1.

10、1AT89S51 單片機(jī)介紹AT89S51是ATMEL公司開發(fā)的一款低功耗，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反復(fù)擦寫1000次的Flash只讀程序存儲器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲單元，功能強(qiáng)大的微型計算機(jī)的AT89S51可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供性價比高的解決方案。AT89S51具有如下特點：40個引腳，4k Bytes Flash片內(nèi)程序存儲器，128 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存

11、儲器（RAM），32個外部雙向輸入/輸出（I/O）口，5個中斷優(yōu)先級2層中斷嵌套中斷，2個16位可編程定時計數(shù)器,2個全雙工串行通信口，看門狗（WDT）電路，片內(nèi)時鐘振蕩器。第 5 頁 共 49 頁圖2-1 AT89S51單片機(jī)外觀此外，AT89S51設(shè)計和配置了振蕩頻率可為0Hz并可通過軟件設(shè)置省電模式?？臻e模式下，CPU暫停工作，而RAM定時計數(shù)器，串行口，外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作，掉電模式凍結(jié)振蕩器而保存RAM的數(shù)據(jù)，停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復(fù)位。同時該芯片還具有PDIP、TQFP和PLCC等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。（1）主要功能特性：兼容MCS-51指令系統(tǒng) 4k可

12、反復(fù) 擦寫(1000次)ISP Flash ROM32個雙向I/O口4.5-5.5V工作電壓2個16位可編程定時/計數(shù)器時鐘頻率0-33MHz全雙工UART串行中斷口線128x8bit內(nèi)部RAM2個外部中斷源低功耗空閑和省電模式中斷喚醒省電模式3級加密位看門狗（WDT）電路軟件設(shè)置空閑和省電功能靈活的ISP字節(jié)和分頁編程雙數(shù)據(jù)寄存器指針（2）AT89S51與AT89C51比較：第 6 頁 共 49 頁89S51相對于89C51而言：新增加了很多功能，性能有了較大提升，價格基本不變，甚至比89C51更低！ISP在線編程功能，這個功能的優(yōu)勢在于改寫單片機(jī)存儲器內(nèi)的程序不需要把芯片從工作環(huán)境中剝離。

13、是一個強(qiáng)大易用的功能。 最高工作頻率為33MHz，大家都知道89C51的極限工作頻率是24M，就是說S51具有更高工作頻率，從而具有了更快的計算速度。 內(nèi)部集成看門狗計時器，不再需要像89C51那樣外接看門狗計時器單元電路。 全新的加密算法，這使得對于89S51的解密變?yōu)椴豢赡?，程序的保密性大大加?qiáng)，這樣就可以有效的保護(hù)知識產(chǎn)權(quán)不被侵犯。 兼容性方面：向下完全兼容51全部字系列產(chǎn)品。比如8051、89C51等等早期MCS-51兼容產(chǎn)品。也就是說所有教科書、網(wǎng)絡(luò)教程上的程序（不論教科書上采用的單片機(jī)是8051還是89C51還是MCS-51等等） ，在89S51上一樣可以照常運(yùn)行，這就是所謂的向下

14、兼容。 比較結(jié)果：就如同INTEL的P3向P4升級一樣，雖然都可以跑Windows98，不過速度是不同的。從AT89C51升級到AT89S51 ,也是同理。和S51比起來，C51就要遜色一些，實際應(yīng)用市場方面技術(shù)的進(jìn)步是永遠(yuǎn)向前的。 （3）AT89S51各引腳功能介紹：引腳如圖2-2所示，以下是各引腳的說明.圖2-2 AT89S51單片機(jī)引腳VCC：AT89S51 電源正端輸入，接+5V。 VSS：電源地端。XTAL1：單芯片系統(tǒng)時鐘的反相放大器輸入端。第 7 頁 共 49 頁XTAL2：系統(tǒng)時鐘的反向放大器輸出端，一般在設(shè)計上只要在 XTAL1 和 XTAL2 上接上一只石英振蕩晶體系統(tǒng)就可

15、以動作了，此外可以在兩個引腳與地之間加入一 20PF 的小電容，可以使系統(tǒng)更穩(wěn)定，避免噪聲干擾而死機(jī)。RESET：AT89S51的重置引腳，高電平動作，當(dāng)要對晶片重置時，只要對此引腳電平提升至高電平并保持兩個機(jī)器周期以上的時間，AT89S51便能完成系統(tǒng)重置的各項動作，使得內(nèi)部特殊功能寄存器之內(nèi)容均被設(shè)成已知狀態(tài)，并且至地址0000H處開始讀入程序代碼而執(zhí)行程序。EA/Vpp：EA為英文External Access的縮寫，表示存取外部程序代碼之意，低電平動作，也就是說當(dāng)引腳為低電平后，系統(tǒng)會調(diào)用外部的程序代碼（存于外部EPROM中）來執(zhí)行程序。因此在8031及8032中，EA引腳必須接低電平

16、，因為其內(nèi)部無程序存儲器空間。如果是使用 8751 內(nèi)部程序空間時，引腳要接成高電平。此外，在將程序代碼燒錄至8751內(nèi)部EPROM時，可以利用此引腳來輸入21V的燒錄高壓（Vpp）4。 ALE/PROG：ALE是英文Address Latch Enable的縮寫，表示地址鎖存器啟用信號。AT89S51可以利用這個引腳來觸發(fā)外部的8位鎖存器（如74LS373） ，將端口0的地址總線（A0A7）鎖進(jìn)鎖存器中，因為AT89S51是以多工的方式送出地址及數(shù)據(jù)。平時在程序執(zhí)行時ALE引腳的輸出頻率約是系統(tǒng)工作頻率的1/6，因此可以用來驅(qū)動其他周邊晶片的時基輸入。此外在燒錄8751程序代碼時，此引腳會被

17、當(dāng)成程序規(guī)劃的特殊功能來使用。PSEN：此為Program Store Enable的縮寫，其意為程序儲存啟用，當(dāng)8051被設(shè)成為讀取外部程序代碼工作模式時（EA=0） ，會送出此信號以便取得程序代碼，通常這支腳是接到EPROM的OE腳。AT89S51可以利用PSEN及RD引腳分別啟用存在外部的RAM與EPROM，使得數(shù)據(jù)存儲器與程序存儲器可以合并在一起而共用64K的定址范圍。PORT0（P0.0P0.7）：端口0是一個8位寬的開路電極（Open Drain）雙向輸出入端口，共有8個位，P0.0表示位0，P0.1表示位1，依此類推。其他三個I/O端口（P1、P2、P3）則不具有此電路組態(tài)，而是

18、內(nèi)部有一提升電路，P0在當(dāng)作I/O用時可以推動8個LS的TTL負(fù)載。如果當(dāng)EA引腳為低電平時（即取用外部程序代碼或數(shù)據(jù)存儲器） ，P0就以多工方式提供地址總線（A0A7）及數(shù)據(jù)總線（D0D7） 。設(shè)計者必須外加一個鎖存器將端口0送出的地址鎖住成為A0A7，再配合端口2所送出的A8A15合成一個完整的16位地址總線，而定位地址到64K的外部存儲器空間。PORT2（P2.0P2.7）：端口2是具有內(nèi)部提升電路的雙向I/O端口，每一個引腳可第 8 頁 共 49 頁以推動4個LS的TTL負(fù)載，若將端口2的輸出設(shè)為高電平時，此端口便能當(dāng)成輸入端口來使用。P2除了當(dāng)作一般I/O端口使用外，若是在AT89S

19、51擴(kuò)充外接程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時，也提供地址總線的高字節(jié)A8A15，這個時候P2便不能當(dāng)作I/O來使用了。PORT1（P1.0P1.7）：端口1也是具有內(nèi)部提升電路的雙向I/O端口，其輸出緩沖器可以推動4個LS TTL負(fù)載，同樣地,若將端口1的輸出設(shè)為高電平，便是由此端口來輸入數(shù)據(jù)。如果是使用8052或是8032的話，P1.0又當(dāng)作定時器2的外部脈沖輸入腳，而P1.1可以有T2EX功能，可以做外部中斷輸入的觸發(fā)引腳。PORT3（P3.0P3.7）：端口3也具有內(nèi)部提升電路的雙向I/O端口，其輸出緩沖器可以推動4個TTL負(fù)載，同時還多工具有其他的額外特殊功能，包括串行通信、外部中斷控制、計時

20、計數(shù)控制及外部數(shù)據(jù)存儲器內(nèi)容的讀取或?qū)懭肟刂频裙δ?。其引腳分配如下：P3.0：RXD，串行通信輸入。P3.1：TXD，串行通信輸出。P3.2：INT0，外部中斷0輸入。P3.3：INT1，外部中斷1輸入。P3.4：T0，計時計數(shù)器0輸入。P3.5：T1，計時計數(shù)器1輸入。P3.6：WR：外部數(shù)據(jù)存儲器的寫入信號。P3.7：RD，外部數(shù)據(jù)存儲器的讀取信號。（3）AT89S51的優(yōu)點：1. 含有 FLASH 存儲器因此在系統(tǒng)的開發(fā)過程中可以十分容易進(jìn)行修改，這就大大縮短了系統(tǒng)的開發(fā)周期。同時，在系統(tǒng)工作過程中，能有效地保持一些數(shù)據(jù)信息，即使外界損壞也不影響到信息的保持。2. 和 80S51 插座兼

21、容89 系列單片機(jī)的引腳是和 80S51 一樣的，所以，當(dāng) 89 系列單片機(jī)取代 80S51 時，可以進(jìn)行代換。（1）靜態(tài)時鐘方式89 系列單片機(jī)采用靜態(tài)時鐘方式，所以可以節(jié)省電能，這對于降低便攜式產(chǎn)品的功耗十分有用。第 9 頁 共 49 頁（2）錯誤編程亦無廢品產(chǎn)生一般的 OPT 產(chǎn)品，一旦錯誤編程就成了廢品。而 89 系列單片機(jī)內(nèi)部采用了 FLASH存儲器，所以，錯誤編程后可以重新編程，直到正確為止，故不存在廢品。（3）可進(jìn)行反復(fù)系統(tǒng)試驗用 89 系列單片機(jī)設(shè)計的系統(tǒng)，可以反復(fù)進(jìn)行系統(tǒng)試驗；每次試驗可以不同的程序，這樣可以保證用戶的系統(tǒng)設(shè)計達(dá)到最優(yōu)。而且隨用戶的需要和發(fā)展，還可以進(jìn)行修改，

22、使系統(tǒng)不斷能追隨用戶的最新要求。3. 89 系列單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)89 系列的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和 89S51 相近，它主要含有如下一些部件。（1）8031CPU（2）振蕩電路（3）總線控制部件（4）重點控制部件（5）片內(nèi) FLASH 存儲器（6）片內(nèi) RAM（7）并行 I/O 接口（8）定時器（9）串行 I/O 接口2.1.251 單片機(jī)與 74HC164 靜態(tài)顯示接口在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，顯示器顯示常用兩種方法：靜態(tài)顯示和動態(tài)掃描顯示。所謂靜態(tài)顯示，就是每一個顯示器都要單獨占用具有鎖存功能的I/O接口用于筆劃段字形代碼。這樣單片機(jī)只要把要顯示的字形代碼發(fā)送到接口電路，就不用管它了，直到要顯示新的數(shù)據(jù)時，再

23、發(fā)送新的字形碼，因此，使用這種方法單片機(jī)中CPU的開銷小?？梢蕴峁﹩为氭i存的I/O接口電路很多，這里以常用的串并轉(zhuǎn)換電路74HS164為例，介紹一種常用靜態(tài)顯示電路，以使大家對靜態(tài)顯示有一定的了解。 第 10 頁 共 49 頁圖2-3 74HC164 引腳圖MCS-51單片機(jī)串行口方式0為移位寄存器方式，外接6片74HS164作為6位LED顯示器的靜態(tài)顯示接口，把8031的RXD作為數(shù)據(jù)輸出線，TXD作為移位時鐘脈沖。74HS164為TTL單向8位移位寄存器，可實現(xiàn)串行輸入，并行輸出。其中A、B（第1、2腳）為串行數(shù)據(jù)輸入端，2個引腳按邏輯與運(yùn)算規(guī)律輸入信號，共一個輸入信號時可并接。T（第8腳

24、）為時鐘輸入端，可連接到串行口的TXD端。每一個時鐘信號的上升沿加到T端時，移位寄存器移一位，8個時鐘脈沖過后，8位二進(jìn)制數(shù)全部移入74HC164 中。R（第9腳）為復(fù)位端，當(dāng)R=0時，移位寄存器各位復(fù)0，只有當(dāng)R=1時，時鐘脈沖才起作用。Q1Q8（第3-6和10-13引腳）并行輸出端分別接LED顯示器的hga各段對應(yīng)的引腳上1。圖2-4 74HC164 內(nèi)部原理圖2.2 pt2262/pt2272 無線/發(fā)送接受模塊2.2.1 pt2262/pt2272 解碼芯片PT2262/PT2272是臺灣普城公司生產(chǎn)的一種CMOS工藝制造的低功耗低價位通用編解碼電路，PT2262/PT2272最多可有

25、12 位(A0-A11)三態(tài)地址端管腳(懸空,接高電平,接第 11 頁 共 49 頁低電平),任意組合可提供531441地址碼,PT2262 最多可有6 位(D0-D5)數(shù)據(jù)端管腳,設(shè)定的地址碼和數(shù)據(jù)碼從17 腳串行輸出，可用于無線遙控發(fā)射電路5。編碼芯片PT2262 發(fā)出的編碼信號由：地址碼、數(shù)據(jù)碼、同步碼組成一個完整的碼字，解碼芯片PT2272 接收到信號后，其地址碼經(jīng)過兩次比較核對后，VT 腳才輸出高電平，與此同時相應(yīng)的數(shù)據(jù)腳也輸出高電平，如果發(fā)送端一直按住按鍵，編碼芯片也會連續(xù)發(fā)射。當(dāng)發(fā)射機(jī)沒有按鍵按下時，PT2262 不接通電源，其17 腳為低電平，所以315MHz 的高頻發(fā)射電路不

26、工作，當(dāng)有按鍵按下時，PT2262 得電工作，其第17 腳輸出經(jīng)調(diào)制的串行數(shù)據(jù)信號，當(dāng)17 腳為高電平期間315MHz 的高頻發(fā)射電路起振并發(fā)射等幅高頻信號，當(dāng)17 腳為低平期間315MHz 的高頻發(fā)射電路停止振蕩，所以高頻發(fā)射電路完全收控于PT2262 的17 腳輸出的數(shù)字信號，從而對高頻電路完成幅度鍵控（ASK 調(diào)制）相當(dāng)于調(diào)制度為100的調(diào)幅。PT2262/PT2272 特點1) CMOS 工藝制造，低功耗2) 外部元器件少3) RC 振蕩電阻4) 工作電壓范圍寬：2.6-15v5) 數(shù)據(jù)最多可達(dá)6 位6) 地址碼最多可達(dá)531441 種PT2262/PT2272應(yīng)用范圍1) 車輛防盜系

27、統(tǒng)2) 家庭防盜系統(tǒng)3) 遙 控 玩 具4) 其他電器遙控圖2-5 PT2262 引 腳 圖第 12 頁 共 49 頁表2-1 PT2262 管腳說明：名稱管腳說明A0-A111-8、10-13地址管腳,用于進(jìn)行地址編碼,可置為“0”,“1”,“f”(懸空),D0-D57-8、10-13數(shù)據(jù)輸入端，有一個為“1”即有編碼發(fā)出，內(nèi)部下拉Vcc18電源正端（）Vss9電源負(fù)端（）TE14編碼啟動端，用于多數(shù)據(jù)的編碼發(fā)射，低電平有效；OSC116振蕩電阻輸入端，與OSC2 所接電阻決定振蕩頻率；OSC215振蕩電阻振蕩器輸出端；Dout17編碼輸出端（正常時為低電平）在具體的應(yīng)用中，外接振蕩電阻可根

28、據(jù)需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，阻值越大振蕩頻率越慢，編碼的寬度越大，發(fā)每一幀的時間越長。表2-2 PT2272參數(shù)圖2-6 PT2272 解碼電路 引 腳 圖第 13 頁 共 49 頁表2-3 PT2272 引腳說明名稱管腳說 明A0-A111-8、10-13地址管腳,用于進(jìn)行地址編碼,可置為“0”,“1”,“f”(懸空),必須與2262 一致,否則不解碼D0-D57-8、10-13地址或數(shù)據(jù)管腳,當(dāng)做為數(shù)據(jù)管腳時,只有在地址碼與2262 一致,數(shù)據(jù)管腳才能輸出與2262 數(shù)據(jù)端對應(yīng)的高電平,否則輸出為低電平,鎖存型只有在接收到下一數(shù)據(jù)才能轉(zhuǎn)換Vcc18電源正端（）Vss9電源負(fù)端（）DIN14數(shù)據(jù)信

29、號輸入端，來自接收模塊輸出端OSC116振蕩電阻輸入端，與OSC2 所接電阻決定振蕩頻率；OSC215振蕩電阻振蕩器輸出端；VT17解碼有效確認(rèn) 輸出端（常低）解碼有效變成高電平（瞬態(tài)）PT2272 解碼芯片有不同的后綴，表示不同的功能，有L4/M4/L6/M6 之分，其中L表示鎖存輸出，數(shù)據(jù)只要成功接收就能一直保持對應(yīng)的電平狀態(tài)，直到下次遙控數(shù)據(jù)發(fā)生變化時改變。M 表示非鎖存輸出，數(shù)據(jù)腳輸出的電平是瞬時的而且和發(fā)射端是否發(fā)射相對應(yīng)，可以用于類似點動的控制。后綴的6 和4 表示有幾路并行的控制通道，當(dāng)采用4 路并行數(shù)據(jù)時（PT2272-M4)，對應(yīng)的地址編碼應(yīng)該是8 位，如果采用6 路的并行數(shù)

30、據(jù)時(PT2272-M6)，對應(yīng)的地址編碼應(yīng)該是6 位。PT2262/2272 芯片的地址編碼設(shè)定和修改：在通常使用中，我們一般采用8 位地址碼和4 位數(shù)據(jù)碼，這時編碼電路PT2262 和解碼PT2272 的第18 腳為地址設(shè)定腳，有三種狀態(tài)可供選擇：懸空、接正電源、接地三種狀態(tài)，3的8次方為6561，所以地址編碼不重復(fù)度為6561 組，只有發(fā)射端PT2262 和接收端PT2272的地址編碼完全相同，才能配對使用，遙控模塊的生產(chǎn)廠家為了便于生產(chǎn)管理，出廠時遙控模塊的PT2262 和PT2272 的八位地址編碼端全部懸空，這樣用戶可以很方便選擇各種編碼狀態(tài)，用戶如果想改變地址編碼，只要將PT22

31、62 和PT2272 的18 腳設(shè)置相同即可，例如將發(fā)射機(jī)的PT2262 的第1 腳接地第5 腳接正電源，其它引腳懸空，那么接收機(jī)的PT2272 只要也第1 腳接地第5 腳接正電源，其它引腳懸空第 14 頁 共 49 頁就能實現(xiàn)配對接收。當(dāng)兩者地址編碼完全一致時，接收機(jī)對應(yīng)的D1D4 端輸出約4V 互鎖高電平控制信號，同時VT 端也輸出解碼有效高電平信號5。用戶可將這些信號加一級放大，便可驅(qū)動繼電器、功率三極管等進(jìn)行負(fù)載遙控開關(guān)操縱。市場提供的遙控類產(chǎn)品上一般都預(yù)留地址編碼區(qū)，采用焊錫搭焊的方式來選擇：懸空、接正電源、接地三種狀態(tài),出廠是一般都懸空，便于客戶自己修改地址碼。這里以常用的超再生插

32、針式接收板的跳線區(qū)為例:O O O O O O O O L- - - - - - - -1 1 1 1 1 1 1 1 H可以看到,跳線區(qū)是由三排焊盤組成,中間的8 個焊盤是PT2272 解碼芯片的第18腳,最左邊有1 字樣的是芯片的第一腳,最上面的一排焊盤上標(biāo)有L 字樣,表示和地連通,如果用萬用表測量會發(fā)現(xiàn)和PT2272 的第9 腳連同;最下面的一排焊盤上標(biāo)有H 字樣,表示和正電源連通,如果用萬用表測量會發(fā)現(xiàn)和PT2272 的第18 腳連同.所謂的設(shè)置地址碼就是用焊錫將上下相鄰的焊盤用焊錫橋搭短路起來，例如將第一腳和上面的焊盤L 用焊錫短路后就相當(dāng)于將PT2272 芯片的第一腳設(shè)置為接地，同

33、理將第一腳和下面的焊盤H 用焊錫短路后就相當(dāng)于將PT2272 芯片的第一腳設(shè)置為接正電源，如果什么都不接就是表示懸空。設(shè)置地址碼的原則是：同一個系統(tǒng)地址碼必須一致；不同的系統(tǒng)可以依靠不同的地址碼加以區(qū)分。2.2.2 基于 PT2262 的無線編碼模塊編碼發(fā)射模塊外形小巧、美觀，與很多車輛防盜系統(tǒng)中的遙控器一樣。根據(jù)功能的多少按鍵數(shù)也不一樣，我們本章所用的發(fā)射模塊為A、B、C、D四個按鍵。編碼發(fā)射模塊主要由PT2262編碼IC和高頻調(diào)制、功率放大電路組成，常用的編碼發(fā)射模塊實物和內(nèi)部框圖如圖2-7和圖2-8所示。遙控發(fā)射器工作電壓為DC 12V(電池供電)，尺寸(mm)： 58*39*14 ,工

34、作頻率：315MHz ,工作電流(mA)：13 編碼類型： 固定碼(板上焊盤跳接設(shè)置) 應(yīng)用說明：與各類型帶解碼功能的接收模塊聯(lián)合使用，解碼輸出后進(jìn)行相應(yīng)控制，如采用單片機(jī)進(jìn)行讀取接收并解碼數(shù)據(jù)然后控制相應(yīng)的燈或電源開關(guān)。第 15 頁 共 49 頁圖 2-7 無線模塊實物圖圖 2-7 編碼發(fā)射模塊實物圖與原理框圖圖 2-8 無線編碼模塊原理圖圖 2-8 常用的編碼發(fā)射模塊實物和內(nèi)部框圖其中編碼部分電路由PT2262編碼IC來組成，具體電路見圖2-9所示。圖 2-9 PT2262 編碼原理圖圖 2-9 編碼電路原理圖第 16 頁 共 49 頁2.2.3 基于 PT2272 的無線解碼模塊解碼接收

35、模塊包括接收頭和解碼芯片PT2272兩部分組成。接收頭將收到的信號輸入PT2272的14腳（DIN） ，PT2272再將收到的信號解碼。解碼接收模塊和電路原理圖如圖2-10，接收板實物如圖2-11所示。接收板工作電壓為DC 5V，接收靈敏度： -103dBm ,尺寸(mm)： 49*20*7 ,工作頻率：315MHz,工作電流：5mA ,編碼類型：固定碼(板上焊盤跳接設(shè)置) 應(yīng)用說明：與各類型遙控器配合使用，解碼輸出后進(jìn)行相應(yīng)控制，如采用單片機(jī)進(jìn)行讀取接收并解碼數(shù)據(jù)然后控制相應(yīng)的燈或電源開關(guān)。圖 2-10 PT2272 電路原理圖圖 2-10 解碼接收模塊和電路原理圖圖 2-11 PT2272

36、 實物圖圖 2-11 無線遙控接收板無線收發(fā)模塊的地址碼設(shè)定在通常使用中，一般采用8位地址碼和4位數(shù)據(jù)碼，這時編碼芯片PT2262和解碼芯片PT2272的第18腳為地址設(shè)定腳，有三種狀態(tài)可供選擇：懸空、接正電源、接地三第 17 頁 共 49 頁種狀態(tài)，地址編碼不重復(fù)度為38=6561組，只有發(fā)射端PT2262和接收端PT2272的地址編碼完全相同，才能配對使用，遙控模塊的生產(chǎn)廠家為了便于生產(chǎn)管理，出廠時遙控模塊的PT2262和PT2272的八位地址編碼端全部懸空，這樣用戶可以很方便選擇各種編碼狀態(tài)，用戶如果想改變地址編碼，只要將PT2262和PT2272的18腳設(shè)置相同即可，例如將發(fā)射機(jī)的PT

37、2262的第2腳接地，第3腳接正電源，其它引腳懸空，那么接收機(jī)的PT2272只要也第2腳接地，第3腳接正電源，其它引腳懸空就能實現(xiàn)配對接收。地址設(shè)置跳線如圖2-12所示，用戶可以在PCB板上直接將地址引腳（PCB板中間8個過孔焊盤）與L（低電平）或H（高電平）相連，從而實現(xiàn)地址設(shè)置。PT2262與PT2272地址設(shè)置要完全一樣。當(dāng)兩者地址編碼完全一致時，接收機(jī)對應(yīng)的D1D4端輸出約4V互鎖高電平控制信號，同時VT端也輸出解碼有效高電平信號。O O O O O O O O L- - - - - - - -1 1 1 1 1 1 1 1 H圖 2-11 地址設(shè)置跳線設(shè)置圖 圖 2-12 地址設(shè)置跳

38、線圖2.3 數(shù)碼管介紹數(shù)碼管是一種半導(dǎo)體發(fā)光器件，其基本單元是發(fā)光二極管。2.3.1 數(shù)碼管分類數(shù)碼管按段數(shù)分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管，八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個發(fā)光二極管單元（多一個小數(shù)點顯示）；按能顯示多少個 “8”可分為 1 位、2 位、4 位等等數(shù)碼管；按發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。共陽數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽極接到一起形成公共陽極(COM)的數(shù)碼管。共陽數(shù)碼管在應(yīng)用時應(yīng)將公共極 COM 接到+5V，當(dāng)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。當(dāng)某一字段的陰極為高電平時，相應(yīng)字段就不亮。共第 18 頁 共 49 頁陰數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管

39、的陰極接到一起形成公共陰極(COM)的數(shù)碼管。共陰數(shù)碼管在應(yīng)用時應(yīng)將公共極 COM 接到地線 GND 上，當(dāng)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。當(dāng)某一字段的陽極為低電平時，相應(yīng)字段就不亮。圖 2-12 數(shù)碼管原理圖2.3.2 數(shù)碼管驅(qū)動方式數(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。 靜態(tài)顯示驅(qū)動：靜態(tài)驅(qū)動也稱直流驅(qū)動。靜態(tài)驅(qū)動是指每個數(shù)碼管的每一個段碼都由一個單片機(jī)的 I/O 端口進(jìn)行驅(qū)動，或者使用如 BCD 碼二-十進(jìn)制譯碼器譯碼進(jìn)行驅(qū)動。靜態(tài)驅(qū)動的優(yōu)點是編程簡單，顯示亮度高，缺

40、點是占用I/O 端口多，如驅(qū)動 5 個數(shù)碼管靜態(tài)顯示則需要 5840 根 I/O 端口來驅(qū)動，要知道一個89S51 單片機(jī)可用的 I/O 端口才 32 個呢：），實際應(yīng)用時必須增加譯碼驅(qū)動器進(jìn)行驅(qū)動，增加了硬件電路的復(fù)雜性。 動態(tài)顯示驅(qū)動：數(shù)碼管動態(tài)顯示接口是單片機(jī)中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一，動態(tài)驅(qū)動是將所有數(shù)碼管的 8 個顯示筆劃a,b,c,d,e,f,g,dp的同名端連在一起，另外為每個數(shù)碼管的公共極 COM 增加位選通控制電路，位選通由各自獨立的 I/O 線控制，當(dāng)單片機(jī)輸出字形碼時，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個數(shù)碼管會顯示出字形，取決于單片機(jī)對位選通COM 端電路

41、的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開，該位就顯示出字形，沒有選通的數(shù)碼管就不會亮。通過分時輪流控制各個數(shù)碼管的的COM 端，就使各個數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動態(tài)驅(qū)動。在輪流顯示過程中，每位數(shù)碼管的點亮?xí)r間為12ms，由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，盡管實際上各位數(shù)碼管并非同時點亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，第 19 頁 共 49 頁不會有閃爍感，動態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的I/O 端口，而且功耗更低。2.3.3 數(shù)碼管參數(shù)8 字高度：8 字上沿與下沿的距離。比外型高度小。通常用英寸來表示。范圍一般為 0.25-2

42、0 英寸。長*寬*高：長數(shù)碼管正放時，水平方向的長度；寬 數(shù)碼管正放時，垂直方向上的長度；高 數(shù)碼管的厚度。時鐘點：四位數(shù)碼管中，第二位 8 與第三位 8 字中間的二個點。一般用于顯示時鐘中的秒。電流：靜態(tài)時，推薦使用 10-15mA；動態(tài)時，16/1 動態(tài)掃描時，平均電流為4-5mA，峰值電流 50-60mA。電壓：查引腳排布圖，看一下每段的芯片數(shù)量是多少？當(dāng)紅色時，使用1.9V乘以每段的芯片串聯(lián)的個數(shù)；當(dāng)綠色時，使用2.1V 乘以每段的芯片串聯(lián)的個數(shù)。2.3.4 數(shù)碼管恒流驅(qū)動1.顯示效果由于發(fā)光二極管基本上屬于電流敏感器件，其正向壓降的分散性很大， 并且還與溫度有關(guān)，為了保證數(shù)碼管具有良

43、好的亮度均勻度，就需要使其具有恒定的工作電流，且不能受溫度及其它因素的影響。另外，當(dāng)溫度變化時驅(qū)動芯片還要能夠自動調(diào)節(jié)輸出電流 的大小以實現(xiàn)色差平衡溫度補(bǔ)償。2.安全性即使是短時間的電流過載也可能對發(fā)光管造成永久性的損壞，采用恒流驅(qū)動電路后可防止 由于電流故障所引起的數(shù)碼管的大面積損壞。另外，我們所采用的超大規(guī)模集成電路還具有級聯(lián)延時開關(guān)特性，可防止反向尖峰電壓對發(fā)光二極管的損害。超大規(guī)模集成電路還具有熱保護(hù)功能，當(dāng)任何一片的溫度超過一定值時可自動關(guān)斷，并且可在控制室內(nèi)看到故障顯示。2.3.5亮度不均勻問題關(guān)于亮度一致性的問題是一個行業(yè)內(nèi)的常見問題。有二個大的因素影響到亮度一致性，一是使用原材

44、料芯片的選取，一是使用數(shù)碼管時采取的控制方式。第 20 頁 共 49 頁1原材料芯片的 VF 和亮度和波長是一個正態(tài)分布，即使篩選過芯片， VF和亮度和波長已在一個很小的范圍了，生產(chǎn)出來的產(chǎn)品還是在一個范圍內(nèi),結(jié)果就是亮度不一致。2要保證數(shù)碼管亮度一樣，在控制方式選取上也有差別 。最好的辦法是恒流控制，流過每一個發(fā)光二極管的電流都是相同的，這樣發(fā)光二極管看起來亮度就是一樣的了。如恒壓控制，則導(dǎo)致 VF 不相同的發(fā)光二極管分到的電流不相同，所以亮度也不同。當(dāng)然以上二個條件是相輔相成的。2.4 74LS00 芯片介紹00 為四組2 輸入端與非門 （正邏輯， 共有54/7400、 54/74H00、

45、 54/74S00、 54/74LS00四種線路結(jié)構(gòu)形式，其主要電特性的典型值如下：表2-4 電特性典型值型號tPLHtPHLPD5400/740011ns7ns40mW54H00/74H005.9ns6.2ns90mW54S00/74S003ns3ns75mW54LS00/74LS009ns10ns9mW引出端符號1A4A，1B4B輸入端1Y4Y輸出端圖2-13 74LS00邏輯圖表2-5 74LS00功能表第 21 頁 共 49 頁本次設(shè)計是用 74LS00 做反相器使用。2.5 蜂鳴器簡介蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，采用直流電壓供電，廣泛應(yīng)用于計算機(jī)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、 報警器、電

46、子玩具、汽車電子設(shè)備、電話機(jī)、定時器等 電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件。 蜂鳴器主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種類型。蜂鳴器在電路中 的電路圖形符號 用字母“H”或“HA”（舊標(biāo)準(zhǔn)用 “FM”、 “LB”、 “JD”等）表示。2.5.1 蜂鳴器的分類1壓電式蜂鳴器 壓電式蜂鳴器主要由 多諧振蕩器 、壓電蜂鳴片、阻抗匹配器及共鳴箱、外殼等組成。有的壓電式蜂鳴器外殼上還裝有發(fā)光二極管 。多諧振蕩器由晶體管或集成電路構(gòu)成。當(dāng)接通電源后（ 1.515V 直流工作電壓） ,多諧振蕩器起振,輸出 1.52.5kHZ 的音頻信號，阻抗匹配器推動壓電蜂鳴片發(fā)聲。壓電蜂鳴片由鋯鈦酸鉛或鈮鎂酸鉛壓電陶瓷材料制成。在陶

47、瓷片的兩面鍍上銀電極，經(jīng)極化和老化處理后，再與黃銅片或不銹鋼片粘在一起 。2電磁式蜂鳴器 電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動膜片及外殼等組成。接通電源后，振蕩器產(chǎn)生的音頻信號電流通過電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場。振動膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下，周期性地振動發(fā)聲。2.5.2 有源/無源蜂鳴器區(qū)別這里的“源”不是指電源，而是指震蕩源。也就是說，有源蜂鳴器內(nèi)部帶震蕩源，所以只要一通電就會叫，而無源蜂鳴器內(nèi)部不帶震蕩源，所以如果用直流信號無法令其鳴叫。必須用 2K-5K 的方波去驅(qū)動它。有源蜂鳴器往往比無源的貴，就是因為里面多個震蕩電路。第 22 頁 共 49 頁無源蜂鳴器的優(yōu)點：1.

48、便宜；2. 聲音頻率可控，可以做出“多來米發(fā)索拉西”的效果；3. 在一些特例中，可以和 LED 復(fù)用一個控制口；有源蜂鳴器的優(yōu)點是：程序控制方便。 2.5.3驅(qū)動方式由于自激蜂鳴器是直流電壓驅(qū)動的，不需要利用交流信號進(jìn)行驅(qū)動，只需對驅(qū)動口輸出驅(qū)動電平并通過三極管放大驅(qū)動電流就能使蜂鳴器發(fā)出聲音，很簡單，這里就不對自激蜂鳴器進(jìn)行說明了。這里只對必須用 1/2duty 的方波信號進(jìn)行驅(qū)動的他激蜂鳴器進(jìn)行說明。 單片機(jī)驅(qū)動他激蜂鳴器的方式有兩種：一種是PWM 輸出口直接驅(qū)動，另一種是利用 I/O 定時翻轉(zhuǎn)電平產(chǎn)生驅(qū)動波形對蜂鳴器進(jìn)行驅(qū)動 。PWM 輸出口直接驅(qū)動是利用 PWM 輸出口本身可以輸出一定

49、的方波來直接驅(qū)動蜂鳴器。在單片機(jī)的軟件設(shè)置中有幾個系統(tǒng)寄存器是用來設(shè)置PWM 口的輸出的，可以設(shè)置占空比、周期等等，通過設(shè)置這些寄存器產(chǎn)生符合蜂鳴器要求的頻率的波形之后，只要打開 PWM 輸出，PWM 輸出口就能輸出該頻率的方波，這個時候利用這個波形就可以驅(qū)動蜂鳴器了。比如頻率為 2000Hz 的蜂鳴器的驅(qū)動，可以知道周期為500s，這樣只需要把 PWM 的周期設(shè)置為 500s，占空比電平設(shè)置為250s，就能產(chǎn)生一個頻率為 2000Hz 的方波，通過這個方波再利用三極管就可以去驅(qū)動這個蜂鳴器了。 而利用 I/O 定時翻轉(zhuǎn)電平來產(chǎn)生驅(qū)動波形的方式會比較麻煩一點，必須利用定時器來做定時，通過定時翻

50、轉(zhuǎn)電平產(chǎn)生符合蜂鳴器要求的頻率的波形，這個波形就可以用來驅(qū)動蜂鳴器了。比如為 2500Hz 的蜂鳴器的驅(qū)動，可以知道周期為400s，這樣只需要驅(qū)動蜂鳴器的 I/O 口每200s 翻轉(zhuǎn)一次電平就可以產(chǎn)生一個頻率為2500Hz，占空比為1/2duty 的方波，再通過三極管放大就可以驅(qū)動這個蜂鳴器了。2.5.4蜂鳴器驅(qū)動電路由于蜂鳴器的工作電流一般比較大，以致于單片機(jī)的I/O 口是無法直接驅(qū)動的，所以要利用放大電路來驅(qū)動，一般使用三極管來放大電流就可以了。本次設(shè)計中所使用的是三極管驅(qū)動。如圖2-14：第 23 頁 共 49 頁圖 2-14 本設(shè)計使用驅(qū)動電路圖第 24 頁 共 49 頁第 3 章 硬

51、件電路設(shè)計3.1 系統(tǒng)電路設(shè)計該系統(tǒng)主要包括顯示模塊，聲音模塊，無線模塊，接口電路四部分組成。圖 3-1 系統(tǒng)電路原理圖第 25 頁 共 49 頁3.2 單片機(jī)外圍電路設(shè)計本次畢業(yè)設(shè)計的單片機(jī)控制部分的執(zhí)行元件采用了 MCS-51T 系列的 AT89S51 單片機(jī)。 AT89S51 單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。單片機(jī)的外圍電路如圖 2-2 所示：復(fù)位電路采用手動按鈕復(fù)位。手動按鈕復(fù)位需要人為在復(fù)位輸入端 RST 上加入高電，由于人的動作再快也會使按鈕保持接通達(dá)數(shù)十毫秒，所以，完全能夠滿足復(fù)位的時間要求。當(dāng)人為按下按鈕時，則 Vcc 的+5V 電平就會直接加到 RS

52、T 端，電容器被短路放電、RST 直接和 VCC 相連，就是高電平，此時進(jìn)入“復(fù)位狀態(tài)” 。松手后：電源開始對電容器充電，此時，充電電流在電阻上，形成高電平送到 RST，仍然是“復(fù)位狀態(tài)” ；稍后，充電結(jié)束，電流降為 0，電阻上的電壓也將為 0，RST 降為低電平，開始正常工作。單片機(jī)的晶振電路是一種典型電路，采用內(nèi)部時鐘方式，晶振的時鐘頻率為 12MHZ，外接兩個 30PF 的諧振電容。圖3-2單片機(jī)及其外圍電路3.3LED 顯示電路設(shè)計主要由 74HC164 和數(shù)碼管組成的,通過串口輸入和串口輸出把號碼顯示到數(shù)碼管上，由于原串口已被分配給提示燈電路，所以這里用 P1、P2 口模擬了 4 個

53、串口，通過4 個74HC164 來實現(xiàn)，在程序中主要是用循環(huán)來實現(xiàn)給一個時鐘信號，輸入一個數(shù)據(jù)，當(dāng)有按鍵按下時，數(shù)碼管將顯示出是幾號床位上的病人呼叫,而且一直在顯示,直到有護(hù)士第 26 頁 共 49 頁發(fā)現(xiàn)。圖 3-3 74HC164 和數(shù)碼管連接電路3.4單片機(jī)與無線接收模塊連接無線接收模塊的四個輸出端占用了 AT89S51 單片機(jī)最小系統(tǒng)四個 I/O 口，通過 74LS00反相器分別接在 P1 口的 P1.4-P1.7 引腳上。單片機(jī)不斷地循環(huán)掃描 I/O 口是高電平還是低電平來判斷是否有病人呼叫。同時還需要考慮到一些問題，例如，當(dāng)有多個病人同時呼叫時，應(yīng)使互不干擾。圖 3-4 無線接收模

54、塊與單片機(jī)接口3.5 無線發(fā)送模塊編碼發(fā)射模塊主要由 PT2262 編碼 IC 和高頻調(diào)制、功率放大電路組成，發(fā)射模塊的A、B、C、D 四個按鍵分別代表不同的病床號，按下代表病人呼救。如圖 2-18 為無線發(fā)第 27 頁 共 49 頁射模塊電路圖。圖 3-5 無線發(fā)射模塊3.6 無線接收模塊解碼接收模塊包括接收頭和解碼芯片 PT2272 兩部分組成。接收頭將收到的信號輸入PT2272 的 14 腳（DIN），PT2272 再將收到的信號解碼。四個數(shù)據(jù)輸出口接到四個 I/O口，分別接在 AT89S51 單片機(jī)最小系統(tǒng) P1 口的 P1.4-P1.7 引腳上。通過不斷的掃描 I/O 口是高電平還是

55、低電平來判斷是否有病人呼叫，是通過循環(huán)實現(xiàn)的。同時還需要考慮到一些問題，例如，當(dāng)有多個病人同時呼叫時，能使互不干擾。如圖 2-19 為無線接收模塊電路圖：圖 3-6 無線接收模塊第 28 頁 共 49 頁3.7發(fā)聲電路設(shè)計利用蜂鳴器來實現(xiàn)，蜂鳴器報警占用了四個 I/O 口， 分別接在 P2 口的 P2.4-P2.7 引腳上.蜂鳴器如圖所示：圖 3-7 蜂鳴器圖 3-20 蜂鳴器3.8提示燈電路設(shè)計假設(shè)病房有 4 個床位(要占用 8 個 I/O 口)，就需要 4 個數(shù)碼顯示管, 4 個按鈕(要占用4 個 I/O 口 P1.4-P1.7)，4 個蜂鳴器報警(P2.4-2.7)，4 個指示燈(要占用

56、 4 個 I/O 口P3.4-P3.7)。圖 3-8 提示燈電路圖 3-21 指示燈線路圖第 29 頁 共 49 頁第 4 章 系統(tǒng)軟件簡介4.1系統(tǒng)總流程圖系統(tǒng)流程圖如圖5所示3號病房鍵按下判斷是哪個病房鍵按下2號病房鍵按下程序初始化1號病房鍵按下4號病房鍵按下數(shù)碼管顯示病房號指示燈亮蜂鳴器報警數(shù)碼管顯示病房號指示燈亮蜂鳴器報警數(shù)碼管顯示病房號指示燈亮蜂鳴器報警數(shù)碼管顯示病房號指示燈亮蜂鳴器報警圖3-1 系統(tǒng)流程圖通過單片機(jī)不斷地循環(huán)掃描模擬串口，檢查是否有病人呼叫。4.2系統(tǒng)平臺介紹4.2.1 匯編語言介紹程序設(shè)計語言可以分為：符號語言，機(jī)器語言，匯編語言，高級語言。符號語言己經(jīng)具有很多優(yōu)

57、點，但符號語言中的每一個符號(這里稱作助記符)可以是用戶根據(jù)辨認(rèn)或者記憶的需要自己來決定的。這樣，通用性不是很強(qiáng)。就是說，按某一個人的想法編寫的符號語言程序，另外一個人是無法看懂的。匯編語言克服了上述的缺點，它是在符號語言的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。它是針對一類（甚至幾類）計算機(jī)，抽象出來的一種符號語言并把這些符號加以統(tǒng)一規(guī)定，使得使用同類計算機(jī)的人都了解這些符號的意義，這樣，使得用匯編語言編寫的程序可以在這一類型的任何一臺計算機(jī)上使用。第 30 頁 共 49 頁這就有了極大的靈活性，當(dāng)然不同類型的計算機(jī)的匯編語言也不同。它們都必須由生產(chǎn)廠家提供的匯編語言來編寫。另外匯編語言還增加了宏指令的功能。讓我

58、們比較一下匯編語言和高級語言的特點。首先，匯編語言與處理器關(guān)系密切。每種處理器都有自己的指令系統(tǒng)，相應(yīng)的匯編語言也各自不同。因而匯編語言程序的通用性、可移植性較差。而高級語言與具體計算機(jī)無關(guān)，高級語言程序可以在多種計算機(jī)上編譯啟執(zhí)行。其次，匯編語言編程涉及寄存器、內(nèi)存等硬件細(xì)節(jié)，程序繁瑣，調(diào)試也比較困難而高級語言采用類似自然語言的語法，容易被掌握和使用，也不必關(guān)心諸如標(biāo)志、堆棧等。但是，匯編語言本質(zhì)上就是機(jī)器語言，它可以直接有效地控制計算機(jī)硬件，因而可以產(chǎn)生運(yùn)行速度快、指令序列短的高效率目標(biāo)程序。而高級語言不易直接控制計算機(jī)的各種操作，編譯程序產(chǎn)生的目標(biāo)程序龐大、程序難以優(yōu)化、運(yùn)行速度慢. 總

59、的來說，匯編語言的主要優(yōu)點就是可以直接控制計算機(jī)硬件，可以編寫在時間和空間兩方面更有效的程序。這些優(yōu)點使得匯編語言在程序設(shè)計中占有重要的地位。是不可取代的。 但匯編語言的缺點也是明顯的，它與處理器密切相關(guān)，要求程序員熟悉計算機(jī)硬件系統(tǒng)，考慮許多細(xì)節(jié)問題，所以程序繁瑣，調(diào)試、維護(hù)、交流和移植困難。因此，有時可以采用高級語言和匯編語言混合編程的方法，互相取長補(bǔ)短，更好地解決實際問題。匯編語言生要應(yīng)用場合有以下幾種：l.程序要具有較短的運(yùn)行時問，或者只能占用較小的存儲客量。例如操作系統(tǒng)的核心 程序段，實時控制系統(tǒng)的軟件等。2.程序與計算機(jī)硬件密切相關(guān)，程序要直接控制硬件。例如to接口電路的初始化程序

60、段，外部設(shè)備的底層驅(qū)動程序等63.大型軟件需要提高性能、優(yōu)化處理的部分。例如計算機(jī)系統(tǒng)頻繁調(diào)用的子程序、動態(tài)鏈接庫等。4.沒有適合的高級語言的時候。例如開發(fā)最新的處理器程序時。第 31 頁 共 49 頁4.2.2 LCA51 軟件簡介LCA51 軟件是集編輯、編譯/連接、加載、調(diào)試等為一體的集成開發(fā)環(huán)境（IDE） 。用可以在同一界面環(huán)境中完成所有任務(wù)。主界面大致如圖 4-1 所示。圖 3-2 LCA51 軟件主界面編輯窗口LCA51 提供一個多窗口的源文件編輯器。該編輯器不受文件大小的限制，允許無限的撤銷/重復(fù)功能。編輯器全面支持匯編、C51 和 PL/M51 語言的語法加亮著色。用戶可以自定