基于單片機的病房呼叫器的設(shè)計

1、病房呼叫器的設(shè)計一、內(nèi)容和要求1、內(nèi)容：完成矩陣按鍵的設(shè)計；LED數(shù)碼管顯示的設(shè)計；復(fù)位電路的設(shè)計；控制程序的編寫等。2、要求：(1)設(shè)計一個可容納16張床位的病房呼叫系統(tǒng)；(2)要求每張床位都有一個按鍵，當(dāng)患者需要一個護士時，按一下按鈕，此時護士值班室內(nèi)的呼叫系統(tǒng)版上顯示該患者的床位號，并振鈴；(3)當(dāng)護士按下響應(yīng)鍵時，取消當(dāng)前呼叫。二、目的和意義1、掌握AT89C51的結(jié)構(gòu)特點、工作原理和使用方法。2、掌握LED數(shù)碼管顯示數(shù)字的工作原理和方法。3、掌握行列掃描矩陣鍵盤的的使用方法。三、總體方案和設(shè)計思路圖1電路設(shè)計框圖本電路是由STC89C52單片機為控制核心，具有在線編程功能，低功耗，能

2、在3V超低壓工作；4*4矩陣按鍵電路采用行列掃描的方法判斷是否有按鍵按下，用共陽極LED數(shù)碼管將采集到的按鍵值顯示出來，同時振鈴電路響應(yīng)報警；當(dāng)復(fù)位按鈕按下時，數(shù)碼管顯示零，振鈴消失。四、仿真電路設(shè)計1、4*4按鍵電路的設(shè)計STC89C51片機為40引腳雙列直插芯片，有四個I/O口P0,P1,P2,P3,MCS-51單片機共有4個8位的I/O口(P0、P1、P2、P3),每一條I/O線都能獨立地作輸出或輸入。鍵盤在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中能實現(xiàn)向單片機輸入數(shù)據(jù)、傳送命令等功能，是人工干預(yù)單片機的主要手段。矩陣式鍵盤用于按鍵數(shù)目較多的場合。它由行線和列線構(gòu)成，按鍵位于行列的交叉點上，通過對鍵的識別實現(xiàn)鍵

3、的確認(rèn)。4*4矩陣按鍵的行線接P1口的低四位，列線接P1口的高四位。按鍵的位置由行號和列號唯一確定，如圖2所示：word文檔可自由復(fù)制編輯U13938373635343332P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD72122232425262728P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A151011121314151617P3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WR

4、P3.7/RDAT89C51XTAL1,19XTAL218RST929NALErEA131P101P1.12P1.23P134P1.415P156P167P178圖2主控制系統(tǒng)2、數(shù)碼管顯示電路(1) LED顯示器工作原理LED顯示器工作于靜態(tài)顯示方式時，各位的共陰極或共陽極連接在一起并接地或接電源。每位的段碼線(a-dp)分別與一個鎖存器輸出相連。之所以叫靜態(tài)顯示，是因為各個LED的顯示字符一經(jīng)確定，相應(yīng)鎖存器鎖存的段碼輸出將不變。直到送入下一個字符的段碼為止。因此，靜態(tài)顯示的亮度較高。(2) LED數(shù)碼管顯示器的連接方法+5V,每個發(fā)光二極管的陽極通過電阻與輸入端相連,點亮，而輸入高電平時

5、則不亮。P0所接數(shù)碼管顯示按鍵值的個位數(shù)，當(dāng)陰極端輸入低電平時，發(fā)光二極管就導(dǎo)通P2所接數(shù)碼顯示按鍵值的十位數(shù)。兩個數(shù)碼管采共陽極接法：把發(fā)光二極管的陽極接在一起構(gòu)成公共陽極，使用時，公共陽極接用共陽極接法。P0口為開漏輸出，在作為通用I/O口使用時，需在外部接上拉電阻至電源。XTAL1XTAL2RSTPSENALEEA1918293031121314151617P3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WRP3.7/RDAT89C51P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.712345678word文檔可自由復(fù)制編輯3、振鈴響應(yīng)電路353

6、332P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7RST2122232425262728-1011LSI1213141516P2.2/A10P2.3/A11U1PSEN20P2.4/A12ALE31p2.5/A1339P0.0/AD0EA3XtAL119p2.6/A1438P01/AD1P2.7/A1537P0.I/ADI37P0.2/AD2P3.0/RX逢P(guān)0.3/AD3P1.02xTAL2巢愿5P0.4/AD4P3P3.2/INT34.P1.2,P3.3/INT1P0.5/AD5P1.35P3.4/T033P0.6/AD6P1.46P3.5/T132P07/AD7P1.

7、57rsT9P3.6/WR-pU.AD/P1.67RSIP3.7/RD-21P1.78P2.0/A8P2.1/A9SOUNDER圖4振鈴響應(yīng)電路圖4、按鍵復(fù)位電路AT89C51222324252627P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11PSEN根據(jù)設(shè)計要求需要選擇一個獨立按鍵作為響應(yīng)呼叫按鍵。按維模多P2.4/A12P2.5/A131415ALEEA2930315所示:P3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WRP3.7/RDP1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.745678五、軟件設(shè)計SOUN

8、DERAT89C511、主程序流程圖鍵值轉(zhuǎn)換并存入緩存區(qū)調(diào)用顯示子程序圖6主程序流程圖主程序:*/voidmain(void)P1=0;P2=0xff;P0=0xff;P3=0;TMOD=0x01;IE=0x82;set=1;TH1=-100008;TL1=-10000%256;/*定時器1每10000計數(shù)脈沖發(fā)生1次中斷,12MHz晶振，定時時間10000US*/word文檔可自由復(fù)制編輯TCON=0x40;/*內(nèi)部脈沖計數(shù)*/IE=0x88;/*打開定時器中斷*/key_Value=0xf0;doif(!set)P2=DSY_Table0;P0=DSY_Table0;elseif(key_

9、Value!=0xf0)/*如果有按鍵*/TR0=1;Key_process();/*鍵值處理程序*/key_Value=0xf0;/*重置鍵值*/elseTR0=0;while(1);2、按鍵掃描子程序/*掃描按鍵函數(shù)一2步判別掃描法*/unsignedcharkeyscan(void)/*掃描按鍵函數(shù)2步判別掃描法*/ucharreadkey,rereadkey;ucharx_temp,y_temp;KEY_PORT=0x0f;x_temp=KEY_PORT&0x0f;if(x_temp=0x0f)return(0xf0);/*無按鍵，退出*/KEY_PORT=0xf0;y_temp=KE

10、Y_PORT&0xf0;readkey=x_temp|y_temp;time(10);/*延時10ms后再測按鍵*/KEY_PORT=0x0f;x_temp=KEY_PORT&0x0f;if(x_temp=0x0f)return(0xf0);/*無按鍵，退出*/KEY_PORT=0xf0;y_temp=KEY_PORT&0xf0;rereadkey=x_temp+y_temp;if(readkey=rereadkey)/*2次一致*/return(-rereadkey);return(0xf0);voidKey_process(void)/*鍵值處理程序*/switch(key_Value)/

11、*根據(jù)中斷源分支*/*按第1行鍵*/case0x11:P0=DSY_Table1;P2=DSY_Table0;TR0=1;break;case0x21:P0=DSY_Table2;P2=DSY_Table0;TR0=1;break;case0x41:P0=DSY_Table3;P2=DSY_Table0;TR0=1;break;case0x81:P0=DSY_Table4;P2=DSY_Table0;TR0=1;break;/*按第2行鍵*/case0x12:P0=DSY_Table5;P2=DSY_Table0;TR0=1;break;case0x22:P0=DSY_Table6;P2=DS

12、Y_Table0;TR0=1;break;case0x42:P0=DSY_Table7;P2=DSY_Table0;TR0=1;break;case0x82:P0=DSY_Table8;P2=DSY_Table0;TR0=1;break;/*按第3行鍵*/case0x14:P0=DSY_Table9;P2=DSY_Table0;TR0=1;break;case0x24:P0=DSY_Table0;P2=DSY_Table1;TR0=1;break;word文檔可自由復(fù)制編輯case0x44:P0=DSY_Table1;P2=DSY_Table1;TR0=1;break;case0x84:P0=

13、DSY_Table2;P2=DSY_Table1;TR0=1;break;/*按第4行鍵*/case0x18:P0=DSY_Table3;P2=DSY_Table1;TR0=1;break;case0x28:P0=DSY_Table4;P2=DSY_Table1;TR0=1;break;case0x48:P0=DSY_Table5;P2=DSY_Table1;TR0=1;break;case0x88:P0=DSY_Table6;P2=DSY_Table1;TR0=1;break;default:break;)六、仿真調(diào)試U139383736333221P2.0/A82223P0.0/AD0P0

14、.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7RP1RESPACK-8353424252627P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A151011P3.0/RXDLS112H3-kH5-k-T7-P3.1/TXDP3.2/fNT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WRP3.7/RDXTAL1XTAL2-3031P1.047P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7ALE-EA5T123I-iipAT89C51SOUNDER圖7系統(tǒng)電

15、路圖仿真調(diào)試情況如下圖所示:AHF歸1ra.VTXB$uABGlFMIfi雷TE蟆松rleFZ粒FZF7rzT3FT*TklT=rrajfnmH.iHQpjjrnfijsPWra.TTO圖8無按鍵呼叫時word文檔可自由復(fù)制編輯.二口幄mmpij.rrmF3.圖9有按鍵呼叫時rDDAoarairtmE*H33*EM3E.MK3W中，raa*j4田MMPZOCABEZimeE40FZ3M.I1FNE.立rififA.arz賓修KE向后KTAUKTAI2由FOB.ftLE圖10復(fù)位響應(yīng)按鍵按下時七、PCES圖11電路PCB圖word文檔可自由復(fù)制編輯八、實際目標(biāo)系統(tǒng)測試情況下載驗證時，實驗板上已有

16、的數(shù)碼管顯示按鍵值的個位數(shù)，用八個LED燈顯示按鍵值的十位數(shù)。LED燈從右至左表示數(shù)碼管的a-dp,當(dāng)a-f六個燈都亮?xí)r，表示數(shù)字0;當(dāng)只有b和c亮?xí)r，表示數(shù)字1.圖12按鍵值為3時的顯示圖13按鍵值為15時的顯示word文檔可自由復(fù)制編輯圖14按下復(fù)位鍵時的顯示九、課程設(shè)計總結(jié)心得體會通過本次實驗，我明白了只有將所學(xué)到的知識能夠用于具體的電路實踐，做出實物才是價值所在。而這個知識與實物的轉(zhuǎn)化是很困難的。我的實驗題目是病房呼叫器的設(shè)計，具體的功能能夠明白，但是要用程序?qū)懗鰜?，利用單片機實現(xiàn)，還是沒有頭緒。例如行列式的掃描方式不太清楚，所以上網(wǎng)查詢有關(guān)資料，不懂的就請教同學(xué)和老師。程序中聲音的部分在仿真時能夠振鈴，但在實驗板上下載后功能不能實現(xiàn)，然后檢查修改程序，發(fā)現(xiàn)還是不行。而且下載