病房呼叫系統(tǒng)(共19頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上單片機課程設(shè)計課題： 系 別：電氣與信息工程學(xué)院專 業(yè)：電子信息工程 姓 名： 學(xué) 號： 華南理工2014年01月01日專心-專注-專業(yè)成績評定·一、指導(dǎo)教師評語（根據(jù)學(xué)生設(shè)計報告質(zhì)量、答辯情況及其平時表現(xiàn)綜合評定）。二、評分評分項目設(shè)計報告評分答辯評分平時表現(xiàn)評分合 計 （100分）任務(wù)完成情 況（20分）課程設(shè)計報告質(zhì)量（40分）表達(dá)情況（10分）回答問題情 況（10分）工作態(tài)度與紀(jì)律（10分）獨立工作能力（10分）得分課程設(shè)計成績評定班級 姓名 學(xué)號成績： 分（折合等級 ）指導(dǎo)教師簽字 年 月 日目 錄一、設(shè)計目的 病房呼叫系統(tǒng)是病人請求值班醫(yī)生或護(hù)士

2、進(jìn)行診斷或護(hù)理的緊急呼叫工具。它的實際意義在于能夠為醫(yī)院提供一個成本低、不復(fù)雜、生產(chǎn)和安裝方便的簡單快捷病房呼叫系統(tǒng)，方便病人更快找到醫(yī)生，以節(jié)約病人的寶貴時間。它主要用于協(xié)助醫(yī)院病員在病床上方便地呼叫醫(yī)務(wù)人員，可將病人的請求快速傳送給值班醫(yī)生或護(hù)士，是提高醫(yī)院和病房護(hù)理水平的必備設(shè)備之一。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，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)，可以方便病人更快地找到醫(yī)生，以節(jié)約病人的寶貴時間。因此該系統(tǒng)具有很大的應(yīng)用前景和廣闊的市場發(fā)展空間。本設(shè)計是基于51系列的單片機設(shè)計的病房呼叫系統(tǒng)

3、。在該設(shè)計中每個患者床頭都有一個按鍵，當(dāng)患者有需要的時候，按下按鍵，此時，值班室的系統(tǒng)板上會顯示此患者的床位號，并且為了提醒效果更好會震鈴3秒。此時，值班室的護(hù)士會看到哪個病房的患者又需要，然后護(hù)士按下“響應(yīng)”鍵取消當(dāng)前呼叫。 本系統(tǒng)是一個64個床位的的病房呼叫系統(tǒng)，核心部件選擇內(nèi)部存儲資源豐富的AT89C51單片機， 輸入采用8×8矩陣鍵盤。顯示采用2位7段共陰極LED動態(tài)顯示，復(fù)位電路采用上電加按鈕復(fù)位，時鐘采用12MHz晶體振蕩電路。編程語言方面針對病房呼叫系統(tǒng)程序比較簡單，接口可以不通過擴(kuò)展而實現(xiàn)，而且考慮到匯編的語言對端口的操作比較直觀，故采用匯編語言，由于采用AT89C5

4、1單片機內(nèi)部有充足的程序存儲單元和數(shù)據(jù)存儲單元，因此不需要進(jìn)行外圍存儲擴(kuò)展。又采用了直觀的匯編語言，故該系統(tǒng)具有安裝方便，成本低等特點.二、設(shè)計要求（1） 設(shè)計一個可容64張床位的病房呼叫系統(tǒng)。（2） 要求每個床位都有一個按鈕，當(dāng)患者需要呼叫護(hù)士時，按下按鈕。此時護(hù)士值班室內(nèi)的呼叫系統(tǒng)板上顯示該患者的床位號，并振鈴3秒。（3） 當(dāng)護(hù)士按下“響應(yīng)”鍵時，取消當(dāng)前呼叫。三、總體設(shè)計1、總體框圖上電按鍵復(fù)位（復(fù)位電路）單片機AT89C518*8按鍵電路（鍵盤電路）數(shù)碼管顯示電路振鈴響應(yīng)電路按鍵響應(yīng)電路2、框架模塊功能描述（1）上電按鍵復(fù)位（復(fù)位電路）：該部分包括晶振和復(fù)位，需要時對控制器發(fā)出中斷信號

5、，以對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。（2）8*8按鍵電路（鍵盤電路）：鍵盤電路輸入相當(dāng)于一個外界的干擾信號，用于向單片機傳輸命令或數(shù)據(jù)。（3）單片機AT89C51：總體電路的控制核心，通過軟件編程，對實時采集的信息進(jìn)行處理，同時也對調(diào)節(jié)電路進(jìn)行驅(qū)動和控制。（4）數(shù)碼管顯示電路：將從鍵盤上輸入的信號顯示出來，給人以直觀的印象。（5）振鈴響應(yīng)電路：用于LED數(shù)碼管上顯示按鍵數(shù)值，同時振鈴。（6）按鍵響應(yīng)電路：用于對數(shù)碼管上顯示的數(shù)值復(fù)位，對單片機程序清零。因該系統(tǒng)需要比較多的輸入、輸出口，所以采用內(nèi)部存儲資源和I/O口比較多的MCS-51指令系列的AT89C51單片機，2位LED動態(tài)顯示，需要8根數(shù)據(jù)線，采用P0

6、口作為數(shù)據(jù)線，P3口的P3.0，P3.1作為線選，相當(dāng)于地址線，選擇其中一位顯示，P3.2口作為中斷1的專門接口外接一個接地的按鈕以實現(xiàn)護(hù)士響應(yīng)該患者的請求產(chǎn)生中斷。根據(jù)要求至少有64個病房的輸入要求的，采用8×8矩陣鍵盤，采用矩陣鍵盤也是利用軟件節(jié)省硬件，利用內(nèi)部ROM，進(jìn)行循環(huán)查詢。揚聲器可以用一個準(zhǔn)IO口，這里采用P0的第八口P3.7。采用AT89C51作為運算和控制單元完全滿足系統(tǒng)的需求。四、各部分電路設(shè)計1、復(fù)位電路RST引腳是復(fù)位信號輸入端，高電平有效。采用上電加按鈕復(fù)位，因為本系統(tǒng)設(shè)計考慮到該系統(tǒng)比較重要，所以除了采用上電復(fù)位的方式外，應(yīng)該還有按鈕復(fù)位備用復(fù)位方式以防止

7、系統(tǒng)死機時能。如下圖1所示。圖1 上電加按鈕復(fù)位電路2、時鐘電路時鐘是時序的基礎(chǔ)，AT89C51核片內(nèi)由一個反相放大器構(gòu)成振蕩器，可以由它產(chǎn)生時鐘，時鐘可以由兩種方式產(chǎn)生內(nèi)部方式和外部方式。本系統(tǒng)采用內(nèi)部方式，在XTAL1和XTAL2端外接石英晶體作為定時元件，內(nèi)部反相放大器自激振蕩，產(chǎn)生時鐘。時鐘發(fā)生器對振蕩脈沖二分頻。電容采用33pF電容。如下圖2所示。 圖2 時鐘電路3、顯示電路LED即發(fā)光二極管，它是一種由某種半導(dǎo)體材料制成的PN結(jié)，由于摻雜濃度很高，當(dāng)正相偏置時，會產(chǎn)生大量的電子-空穴復(fù)合，把多余的能量釋放為光能。LED顯示器具有工作電壓低、體積小、壽命長（約十萬小時）、響應(yīng)速度快，

8、顏色豐富（紅、黃、綠等）等特點，是智能儀器最常使用的顯示器。LED顯示器有單個、七段和點陣式幾種類型，本設(shè)計將使用2位8段共陰極LED顯示器。P0口作為LED顯示碼輸出端，P3.0、P3.1口接線選端，電路連接圖如圖3所示。 圖3 LED顯示器 4、報警電路采用發(fā)光二極管和蜂鳴器相串聯(lián)，用三極管加限流電阻作為控制開關(guān)，用單片機P3.7端口控制，當(dāng)有高電平導(dǎo)通，顯示器顯示床號的同時蜂鳴器發(fā)出“嘀嘀”聲作為呼叫提示。電路連接圖如圖4所示。圖4 報警電路 5、鍵盤電路采用P3口與矩陣8*8鍵盤連接。鍵盤的選用方面，在程序調(diào)試時經(jīng)過橡膠鍵盤與按鈕鍵盤進(jìn)行比較，雖然橡膠鍵盤的正確率較高，易用性較強，但是

9、由于購買困難最終制作實物時選用經(jīng)濟(jì)、已購買的按鈕開關(guān)。仿真圖如圖5。圖5 鍵盤電路6、控制電路控制按鍵接p3.3端口，當(dāng)有呼叫發(fā)出時，值班室人員收到相應(yīng)信息后，可按下“響應(yīng)按鈕”，通過編程令單片機執(zhí)行中斷程序。五、整體電路圖1、整體電路圖2、系統(tǒng)初始化及呼叫過程啟動系統(tǒng)后，系統(tǒng)進(jìn)行初始化，此時，單片機執(zhí)行SETB EA SETB EX0 SETB IT0 CLR P3.7 MOV 30H,#0FFH LCALL DISPLED當(dāng)執(zhí)行以上程序后，進(jìn)行系統(tǒng)初始化，此時LED數(shù)碼管顯示00，等待呼叫，如下圖6所示。圖6 等待呼叫圖之后，進(jìn)入鍵盤掃描，端口P2進(jìn)行鍵盤橫向掃描，初始化后輸出高電平。P0

10、端口掃描鍵盤列向，當(dāng)有患者按下呼叫鍵按鈕時，按鈕左右電路接通，有信號輸入。此時顯示對應(yīng)的病房號,如圖7為按下18號鍵。圖7 LED顯示此時，接通LED的端口輸出相應(yīng)信號，連接響鈴spesker的P3.7端置位，LED顯示按鈕所代表的病床位，響鈴發(fā)出報警響聲，提醒值班室人員有病人出現(xiàn)緊急情況。如圖8所示：圖8 呼叫振鈴3、響應(yīng)過程當(dāng)有呼叫發(fā)出時，值班室人員收到相應(yīng)信息后，可按下“響應(yīng)按鈕”，單片機執(zhí)行中斷程序，程序如下：INTR_0: MOV 30H,#0FFH CLR P3.7護(hù)士聽到呼叫時按下呼叫按鈕，如圖9所示：圖9 護(hù)士看到呼叫時的響應(yīng)（按下按鈕）六、設(shè)計總結(jié)1、設(shè)計過程中遇到的問題及解

11、決方法首先選擇這個課題之后，在設(shè)計中首先考慮到鍵盤的設(shè)計問題，由于這個題目的鍵盤設(shè)計是所有題目中最多的，達(dá)到了64個按鍵，想到我們剛學(xué)習(xí)的鍵盤設(shè)計知識，沒有采用獨立式鍵盤，因為如果采用這種方案的話I/O口是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠用的，于是采用按鈕構(gòu)造的矩陣式鍵盤，但是矩陣式鍵盤對程序編寫的要求多而且也很麻煩，這也就是考驗我們對所學(xué)知識有比較透徹的了解和我們的耐心。當(dāng)然在設(shè)計的過程中遇到了很多問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會遇到過各種各樣的問題，同時在設(shè)計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，如對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，比如說wave仿真不熟練，Proteus仿真知識及操作、

12、對單片機匯編語言掌握得不好不過通過這次課程設(shè)計之后，也學(xué)到了很多知識，更重要的是一定把以前所學(xué)過的知識重新溫故，學(xué)好用好，學(xué)以致用。最后在百般努力下，這次課程設(shè)計終于完成了，在設(shè)計中遇到了很多編程問題，最后在崔立志老師的辛勤指導(dǎo)下，終于實現(xiàn)了設(shè)計的要求。同時，在老師的身上也讓我學(xué)得到很多實用的知識，在次我表示感謝！同時，對給過我?guī)椭乃型瑢W(xué)和各位指導(dǎo)老師再次表示忠心的感謝！2、設(shè)計體會通過此次設(shè)計,我進(jìn)一步加深了對單片機的理解，使我的編程思想更趨于成熟，編程思路更加開闊。畫完硬件電路圖后我將編譯好的程序載入單片機后我屏住呼吸懷著激動的心情按下了運行鍵，然而我并沒看到我期望看到的結(jié)果，心情很是

13、失落。于是我開始認(rèn)真排查錯誤，我發(fā)現(xiàn)：（1）后面幾行以行為單位的鍵值顯示有重復(fù)。（2）兩個LED只有十位能顯示而個位剛上電時亮待有鍵按下時熄滅。（3）有鍵按下時揚聲器并不發(fā)聲。（4）護(hù)士按鈕不能使外部中斷起作用。（5）鍵盤有鍵按下時鍵盤掃描動作遲緩。對第5個問題我首先想到可能是我的延時程序延時時間太長，于是我將延時時間變短些，果真不出所料單片機對鍵盤的掃描迅速了。但是其它四個問題還是老樣子。對第4個問題當(dāng)我反復(fù)按護(hù)士按鈕時發(fā)現(xiàn)單片機的INT0引腳始終是高電平不變。此時我頓然想到可能時上拉電阻阻值過大使開關(guān)失去了作用，于是我將電阻值改小點，成功的給INT0引腳送入低電平，令我興奮的是外部中斷居然

14、起作用了，它可以將亮的那個LED熄滅。對第2個問題，顯示床號個位的74LS164移位寄存器的輸入由顯示床號十位的74LS164移位寄存器的最低位數(shù)據(jù)線提供，我將該最低位數(shù)據(jù)線不通向LED時，居然發(fā)現(xiàn)顯示床號個位的LED也能正常工作，但是顯示床號十位的LED顯示就出現(xiàn)了殘缺。此問題我最終通過給顯示床號十位的74LS164移位寄存器的最低位數(shù)據(jù)線接上電阻后再輸入到顯示床號個位的74LS164移位寄存器得以解決。對第3個問題是揚聲器驅(qū)動電路沒有起作用，我用一個三極管加一個電阻將此問題解決。當(dāng)聽到我做的系統(tǒng)發(fā)出定時3S的聲音時，我激動不已，心想我成功的將該課題完成了。然而好事多磨，又一個攔路虎出現(xiàn)了，

15、我發(fā)現(xiàn)我做的鍵盤第1、3、5、列按鍵待第二次有鍵按下時自動鎖死不起作用了，我知道我的主程序有問題，最后經(jīng)過認(rèn)真排查我發(fā)現(xiàn)我將MOV A,#00H寫成了MOV A,00H ，MOV A,00H可能將00H單元的不確定數(shù)送給A顯然會引起錯誤。將MOV A,00H改為MOV A,#00H后至此我的課程設(shè)計已完滿完成。在我解決以上問題的過程中，我提高了理論分析水平，更提高了我的心理承受能力，這是我受益非淺，更堅定了我學(xué)好后續(xù)課程的信心。參考文獻(xiàn)1 王意崗.病房呼叫系統(tǒng)J.建筑電氣，2004(23)：179-182.2 朱艷華，田行軍，李夏青.基于PL3105的病床呼叫系統(tǒng)設(shè)計J.北京石油化工學(xué)院學(xué)報，

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18、哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社, 1994：336-351附1 源程序代碼ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0003H LJMP INTR_0 ORG 0030HMAIN: SETB EA ;初始化系統(tǒng)，EA/EXO/IT0置位 SETB EX0 SETB IT0MAIN1: CLR P3.7 ;P3.7清零 MOV 30H,#0FFH LCALL DISPDP1: LCALL KEY LCALL DISP LJMP DP1KEY: LCALL KS JNZ K1 LCALL DELAY2 ;延時消抖 RETK1: LCALL DELAY2 JNZ K2 LJMP KEYK2: MOV R

19、2,#0FEH MOV P1,#0FFH ;使P1口置高電平 MOV R4,#00HK3: MOV P2,R2LOOP0: JB P1.0,LOOP1 ;掃描按鈕鍵盤 MOV A,#00H LJMP LOOPKLOOP1: JB P1.1,LOOP2 MOV A,#08H LJMP LOOPKLOOP2: JB P1.2,LOOP3 MOV A,#10H LJMP LOOPKLOOP3: JB P1.3,LOOP4 MOV A,#18H LJMP LOOPKLOOP4: JB P1.4,LOOP5 MOV A,#20H LJMP LOOPKLOOP5: JB P1.5,LOOP6 MOV A,#28H LJMP LOOPKLOOP6: JB P1.6,LOOP7 MOV A,#30H LJMP LOOPKLOOP7: JB P1.7,NEXT MOV A,#38HLOOPK: ADD A,R4 ;移位掃描行 PUSH ACCK4: LCALL KS JNZ K4 POP ACC MOV 30H,A SETB P3.7 LCALL DELAY3 CLR P3.7 RETNEXT: INC R4 MOV A,R2 JNB ACC.7,RET0 RL A MOV R2,A LJM