基于51單片機(jī)的無線病房呼叫系統(tǒng)設(shè)計(jì)-畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、基于51單片機(jī)的無線病房呼叫系統(tǒng)設(shè)計(jì)-畢業(yè)設(shè)計(jì)蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）基于51單片機(jī)的無線病房呼叫系統(tǒng)設(shè)計(jì)蘇州大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院10電子,1016405030,殷成,目錄前言2第一章理論分析及總體方案3第1.1節(jié)設(shè)計(jì)要求和目標(biāo)3第1.2節(jié)設(shè)計(jì)可行性驗(yàn)證3第1.3節(jié)設(shè)計(jì)方案及步驟3第二章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)4第2.1節(jié)系統(tǒng)的原理框圖4第2.2節(jié)STC89C51單片機(jī)芯片介紹4第2.3節(jié)硬件模塊設(shè)計(jì)7第三章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)12第3.1節(jié)設(shè)計(jì)的軟件環(huán)境12第3.2節(jié)主函數(shù)程序設(shè)計(jì)13第3.3節(jié)初始化程序設(shè)計(jì)14第3.4節(jié)延時子程序設(shè)計(jì)17第3.5節(jié)液晶顯示子程序設(shè)計(jì)17第四章系統(tǒng)測試與分析19第4.1節(jié)無線

2、模塊測試19第4.2節(jié)系統(tǒng)的調(diào)試20結(jié)論24參考文獻(xiàn)25致謝26附錄27附錄l:Protel原理圖27附錄2:元器件清單28附錄3:實(shí)物圖29附錄4:C語音源程30-i-蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）基于51單片機(jī)的無線病床呼叫系統(tǒng)設(shè)計(jì)蘇州大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院10電子,1016405030,殷成,【摘要】：本文以STC89C51單片機(jī)為控制核心，加入無線接收和發(fā)射模塊，聲音報警和液晶顯示等模塊設(shè)計(jì)了一個無線病床呼叫系統(tǒng)，通過無線發(fā)射模塊PT2262進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，用無線接收芯片PT2272接收傳送過來的信號，再利用編碼解碼技術(shù)，經(jīng)STC89C51處理后顯示輸出并發(fā)出警告,從而實(shí)現(xiàn)病人與醫(yī)護(hù)的無線遠(yuǎn)距

3、離溝通。該設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)15米左右的發(fā)射和接收，也能繞過障礙物收發(fā)，具有占用空間小、使用材料少、傳輸速度快等優(yōu)點(diǎn)，可以滿足一定的臨床應(yīng)用要求?！娟P(guān)鍵詞】：單片機(jī)STC89C51;無線傳輸模塊;病床呼叫;遠(yuǎn)距離Abstract:ThispapertakesSTC89C51singlechipasthecontrolcore,thewirelessreceivingandtransmittingmodule,voicealarmandliquidcrystaldisplaymoduleareaddedtodesignawirelesswardcallingsystem,anddatatransmis

4、sionthroughthewirelesstransmissionmodulePT2262,receivesthesignaltransmittedbythewirelessreceivingchipPT2272,andusetheencodinganddecodingtechnology,thentreatedbySTC89C51displayoutputandissuedawarning,soastorealizethelongdistancewirelesscommunicationpatientandmedicalcare.Thedesigncanachieve15metersoft

5、ransmittingandreceiving,canbypasstheobstaclestransceiver,occupieslittlespace,uselessmaterial,hastheadvantagesofhightransmissionspeed,canmeettherequirementofclinicalapplicationofcertain.Keywords:STC89C51wireless;transmitmodule;sickbedbeeper;remote第1頁蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）.、八、-前言隨著科技的不斷發(fā)展，醫(yī)療方面的技術(shù)不斷提高，但是目前大多數(shù)

6、醫(yī)院的病床呼叫傳輸都是有線的，由于有線傳輸占用空間大，使用不方便，所以有必要對病床呼叫系統(tǒng)進(jìn)行改變，而近年來我國對無線方面的研究有大的突破，很多應(yīng)用都趨向于無線化，使得非常多的應(yīng)用使用更加簡單方便,未來更是無線傳輸?shù)奶煜?，所以在這里進(jìn)行無線病房呼叫系統(tǒng)設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)是由無線發(fā)射和接收模塊、單片機(jī)控制模塊、液晶顯示模塊、呼叫報警模塊和復(fù)位應(yīng)答等模塊組成的基于51單片機(jī)的無線病床呼叫系統(tǒng)設(shè)計(jì)。本系統(tǒng)先是通過無線模塊傳送信號，然后單片機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)處理并發(fā)出警告，最終實(shí)現(xiàn)病房的無線信號遠(yuǎn)距離傳輸，節(jié)省了空間與消耗，優(yōu)化醫(yī)患交流，使無線技術(shù)真正應(yīng)用到臨床醫(yī)學(xué)上。第2頁蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第一章理論

7、分析及總體方案第1.1節(jié)設(shè)計(jì)要求和目標(biāo)設(shè)計(jì)要求:設(shè)計(jì)出一個距離在15米左右的，有抗干擾能力的，而且可以實(shí)現(xiàn)多路無線病床呼叫和多功能呼叫且互不干擾的穩(wěn)定的無線病房呼叫系統(tǒng)。設(shè)計(jì)目標(biāo):當(dāng)病人按下呼叫鍵時，無線接收器接收到無線發(fā)射器發(fā)射的無線信號，再經(jīng)過51單片機(jī)控制處理，向醫(yī)生值班室發(fā)出能在1602液晶上顯示相應(yīng)床位號的呼叫警報，當(dāng)護(hù)士按鍵應(yīng)答，呼叫報警停止，液晶顯示已應(yīng)答，警報由定時器控制關(guān)閉。當(dāng)有多個病人同時呼叫但沒有及時應(yīng)答時，可以同時報警多個病房并顯示對應(yīng)各床床位號。第1.2節(jié)設(shè)計(jì)可行性驗(yàn)證現(xiàn)代無線技術(shù)的發(fā)展使得無線呼叫技術(shù)相對于有線呼叫突出了它的優(yōu)越性，無線技術(shù)解決了有線呼叫因?yàn)槭芪恢玫?/p>

8、限制不能很好的達(dá)到醫(yī)患交流的問題，無線傳輸技術(shù)越來越成熟，有不受位置約束和可移動性的優(yōu)點(diǎn)，所以給無線傳輸技術(shù)與醫(yī)學(xué)臨床的結(jié)合提供了可能性。在校大二大三期間也學(xué)習(xí)了與51單片機(jī)相關(guān)的科目，具有相關(guān)理論基礎(chǔ)。再查閱網(wǎng)上的相關(guān)資料，可以發(fā)現(xiàn)本課題具有可行性。第1.3節(jié)設(shè)計(jì)方案及步驟對51單片機(jī)的無線病床呼叫系統(tǒng)，制定如下方案及步驟:第一，依照設(shè)計(jì)目的思考設(shè)計(jì)的原理圖框架，學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)中的相關(guān)知識，如無線收發(fā)模塊的工作原理，單片機(jī)C語言編程設(shè)計(jì)，液晶1602的顯示，51芯片各個引腳工作原理，Protel畫圖軟件使用等。第二，設(shè)計(jì)硬件模塊。如無線發(fā)射模塊、無線接收模塊、1602顯示模塊、聲音呼叫模塊。在Pr

9、otel中繪制原理圖并仿真。第三，設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件。如主函數(shù)程序設(shè)計(jì)、初始程序設(shè)計(jì)、液晶顯示子程序設(shè)計(jì)等。用keil軟件編程執(zhí)行。第四，制作實(shí)物。根據(jù)上面的硬件設(shè)計(jì)選擇相關(guān)元器件和模塊，先布線再焊接電路板，最后檢測能否實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能。第3頁蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第二章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)第2.1節(jié)系統(tǒng)的原理框圖按照無線病床呼叫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求畫出系統(tǒng)原理框圖，如圖2-1所示。應(yīng)答按鍵聲音報警發(fā)射模塊接收模塊單片機(jī)液晶顯示圖2-1系統(tǒng)原理框圖第2.2節(jié)STC89C51單片機(jī)芯片介紹STC89C51是單片微型計(jì)算機(jī)的一個特殊系列，是一種應(yīng)用廣泛的單片機(jī)。它由一個8位CPU,個片內(nèi)振蕩器和時鐘電路，五個中斷

10、源、兩個優(yōu)先級嵌套中斷結(jié)構(gòu)，兩個16位定時器，一個全雙工串行口，4個8位并行I/O端口等組成。它是一種低功耗、高性能U1140的微控制器，具有掉電保護(hù)功能。P10VCC239P11P00338P12P01437P13P02536P14P03635P15P04734P16P05833P17P06932RESETP071031P30/RXDEA/VP1130P31/TXDALE/P1229P32/INT0PSEN1328P33/INT1P271427P34/T0P261526P35/T1P251625P36WRP241724P37/RDP231823X2P221922圖2-2STC89C51單片機(jī)

11、引腳圖X1P212021GNDP20STC89C52第4頁蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）（一）STC89C51單片機(jī)的引腳說明：VCC:供電電壓GND:接地P0口：P0口是一個8位雙向I/O口，當(dāng)管腳輸入1時，定義為高阻輸入。P1口：P1口和P0樣是一個8位雙向I/O口，當(dāng)P1口輸入1后，被內(nèi)部上拉為高，用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，電流輸出。P2口：P2口為一個8位雙向I/O口，當(dāng)P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。當(dāng)作為輸入時，外部拉低P2口管腳，電流作為輸出。P3口：P3口是一個雙向I/O口，當(dāng)P3口寫入“1”后，內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。P3.0RXD

12、:串行輸入口P3.1TXD:串行輸出口P3.2/INT0:外部中斷0P3.3/INT1:外部中斷1P3.4T0:記時器0外部輸入P3.5T1:記時器1外部輸入P3.6/WR:外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通信號P3.7/RD:外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通信號P3口同時為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收控制信號。RST:復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持RST腳兩個機(jī)器周期的高電平時間。ALE/PROG:鎖存PSEN:外部程序存儲器的選通信號。EA/VPP:輸入信號，訪問外部程序存儲器控制信號。當(dāng)EA接地時，從外部程序存儲器取指令。當(dāng)EA接高電平時，先訪問內(nèi)部程序存儲器。XTAL1:內(nèi)部晶振電路反相斷輸入。XTAL2:內(nèi)部

13、晶振電路反相斷輸出。(二)STC89C51單片機(jī)最小系統(tǒng)：最小系統(tǒng)包括單片機(jī)和電源、時鐘電路、復(fù)位電路等部件，維持單片機(jī)的正常運(yùn)行。STC89C51單片機(jī)片內(nèi)有ROM/EPROM，因而，這種芯片構(gòu)成的最小系統(tǒng)具有簡單)穩(wěn)定的特點(diǎn)。用STC89C51單片機(jī)構(gòu)成的最小系統(tǒng)是以單片機(jī)為中心加上兩個電路組成的，其結(jié)構(gòu)如圖2-3所示。第5頁蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)時鐘電路I/STC89C51單片機(jī)O口復(fù)位電路圖2-3單片機(jī)最小系統(tǒng)原理框圖(1)時鐘電路STC89C51單片機(jī)的時鐘電路有兩種方式:一是內(nèi)部振蕩，二是外部振蕩。單片機(jī)的所有指令都在時鐘控制下按時序進(jìn)行操作。這里介紹單片機(jī)的內(nèi)部振蕩電路，

14、如圖2-4所示，單片機(jī)的XTAL1(18)和XTAL2(19)引腳分別作為輸入和輸出外接晶振，內(nèi)部振蕩器就能產(chǎn)生自激振并發(fā)出時鐘脈沖信號。圖中電容的作用是穩(wěn)定頻率和快速起振，電容值在C2530pF間，典型值為30pF。晶振振蕩頻率范圍是1.212MHz，典型值為12MHz和6MHz。1830pFY111.0592MHzC319圖2-4STC89C51內(nèi)部時鐘電路30pF(2)復(fù)位電路當(dāng)在STC89C51單片機(jī)的RST引腳引入至少保持2個機(jī)器周期以上的高電平時，單片機(jī)就執(zhí)行復(fù)位。單片機(jī)復(fù)位完成后，內(nèi)部寄存器恢復(fù)到初始狀態(tài)。只要RST引腳保持高電平，單片機(jī)就循環(huán)復(fù)位。復(fù)位電路有上電自動復(fù)位和手動按

15、鈕復(fù)位兩種基本形式。上電自動復(fù)位要求接通電源后自動復(fù)位，比較簡單的是通過外部復(fù)位電路的電容充放電來自動復(fù)位。按鍵手動復(fù)位要求在電源接通情況下用按鈕開關(guān)使單片機(jī)復(fù)位。本設(shè)計(jì)就是采用的按鍵手動復(fù)位方式。按鍵手動復(fù)位也有電平復(fù)位方式和脈沖復(fù)位方式兩種。其中的電平復(fù)位是通過RST(9)端與電源Vcc相接從而實(shí)現(xiàn)的。按鍵手動復(fù)位電路見圖2-5。時鐘頻率用VCCS411.0592MHZ時C取10uF,R取10kQ。9C110uFR110k圖2-5STC89C51復(fù)位電路第6頁蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第2.3節(jié)硬件模塊設(shè)計(jì)由圖2-1系統(tǒng)原理框圖可知，整個系統(tǒng)分為五個模塊:無線發(fā)射模塊、無線接收模塊、聲

16、音報警模塊、液晶顯示模塊、按鍵應(yīng)答模塊。下面介紹各個模塊的設(shè)計(jì)方案。2.3.1無線發(fā)射模塊PT2262是一種低功耗低價位簡潔通用的編碼電路，PT2262最多可有12位三態(tài)地址端管腳，管腳說明如表2-1所示，PT2262最多可有6位數(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，PT2262的載波振蕩器、編碼器和發(fā)射單元集成于一身。如下表2-2是T10A發(fā)射模塊。表2-1PT2262管腳說明名稱管腳說明地址管腳，用于進(jìn)行地址編碼，可置為“0”、“1”、“懸A0-A111-8,10-13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(，)G

17、ND9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)表2-2T10A發(fā)射模塊技術(shù)指標(biāo)參數(shù)工作電壓3V-12V工作電流？25mA(12V);?2mA(3V)諧振方式聲表諧振(SAW)調(diào)制方式AM/ASK/OOK工作頻率315MHz、433.92MHz可選頻率誤差？150kHz(max)發(fā)射功率25mW(315MHz,12V時)如下圖2-6所示為無線發(fā)射模塊圖，S1-S4四個按鍵分別代表不同的病床號，也可以用作同一病床的四個不同功能，按下表示病

18、人呼叫。發(fā)射模塊為了減少重復(fù)的機(jī)會，加入了密碼保證功能，最多可以編6個數(shù)據(jù)碼和6561個地址碼。第7頁蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)VCCGNDDATAANTD3D4D1D2U2118A0VCC217A1DOUTR3316A2OSC2415VCC4.7MA3OSC1514S1A4TE613S2A5D0712S3A6D1811S4A7D2910GNDD3PT22624*10k圖2-6無線發(fā)射模塊圖2.3.2無線接收模塊無線接收模塊包括接收頭和解碼芯片PT2272兩部分。PT2272對接收頭接收并輸入PT2272的14引腳(DIN)的信號解碼。無線接收模塊如圖2-7所示。VCCU3118A0VCC

19、217VCCA1VTR1316A2OSC2415780kA3OSC1VCC514A4TERXD613P20A5D0GND712P21A6D1811P22無線接收模塊A7D2910P23GNDD3圖2-7無線接收模塊圖解碼芯片PT2272接收到由編碼芯片發(fā)出的包含地址碼、數(shù)據(jù)碼、同步碼的一個完整的碼字信號后，兩次比較核對其地址碼后，VT腳輸出高電平，同時相應(yīng)的數(shù)據(jù)腳也輸出高電平。接收芯片PT2272的數(shù)據(jù)輸出位根據(jù)其后綴不同而不同，數(shù)據(jù)輸出具有“暫存”和“鎖存”兩種方式，方便用戶使用。PT2262的17腳輸出的數(shù)字信號決定了高頻發(fā)射電路，并對高頻電路完成調(diào)制度為100,的調(diào)幅。當(dāng)PT2262的電

20、源不接通時,高頻發(fā)射電路不工作，17腳為低電平，這是由于發(fā)射端按鍵未按下；同樣，要想PT2262工作并從17腳輸出調(diào)制后的串行數(shù)據(jù)信號，PT2262必須得電，此時需要按下按鈕。當(dāng)17腳為低電平時315MHz的高頻發(fā)射電路停止振蕩，當(dāng)17腳為高電平時高頻發(fā)射電路起振并發(fā)射等幅高頻信號。PT2272管腳說明如下表2-3所示。第8頁蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）表2-3PT2272管腳說明名稱管腳說明地址管腳，用于地址編碼,可置為“0”，“1”，“f”（懸空），但A0-A111-8,10-13必須與2262一致,否則不解碼地址或數(shù)據(jù)管腳，當(dāng)用作數(shù)據(jù)管腳時，只有地址碼與2262一致，數(shù)D0-D57-8

21、，10-13據(jù)管腳才能輸出對應(yīng)的高電平，否則輸出低電平，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（，）GND9電源負(fù)端（,）DIN14數(shù)據(jù)信號輸入端，來自接收模塊輸出端OSC116振蕩電阻輸入端；0SC215振蕩電阻振蕩器輸出端；VT17解碼有效確認(rèn)輸出端（常低）變成高電平（瞬態(tài)）2.3.3液晶顯示模塊本次設(shè)計(jì)采用1602液晶顯示模塊，本模塊具有顯示質(zhì)量高，數(shù)字式接口，體積小、19重量輕，功耗低等有點(diǎn)，電路圖如2-8所示。C51602VCCR1DVSS210KPP1405R2Q21.5KVCC9012R3P262102.2K圖2-81602液晶原理圖1602LCD的基本參數(shù)及引腳功

22、能：1602LCD有帶背光和不帶背光兩種，基控制器一般是HD44780，帶背光的比不帶背光VDDD3的厚，是否帶背光在應(yīng)用中沒有差距。1602LCD主要技術(shù)參數(shù)：P15P06顯示容量：16X2個字符芯片工作電壓:4.55.5V工作電流:2.0mA（5.0V）311模塊最佳工作電壓：5.0V第9頁VLD4P16P07412RSD5P00513R/WD6P01614ED7P02715D0BLAP03816D1BLKP04蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）字符尺寸：2.95X4.35（WXH）mm1602LCD采用標(biāo)準(zhǔn)的14腳或16腳（帶背光）接口，引腳接口說明如表2-4所示:表2-4引腳接口說明表編號

23、符號引腳說明編號符號引腳說明VSS電源地9D2數(shù)據(jù)VDD電源正極10D3數(shù)據(jù)VL液晶顯示偏壓11D4數(shù)據(jù)RS數(shù)據(jù)/命令選擇12D5數(shù)據(jù)R/W讀/寫選擇13D6數(shù)據(jù)E使能信號14D7數(shù)據(jù)DO數(shù)據(jù)15BLA背光源正極D1數(shù)據(jù)16BLK背光源負(fù)極第1腳:VSS為地電源。第2腳:VDD接5V正電源。第3腳:VL為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最低，接地時對比度最高，對比度過高會顯示不清楚。第4腳:RS為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時為指令寄存器。第5腳:R/W為讀寫信號線，高電平時讀操作，低電平時寫操作。第6腳:E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。第7

24、,14腳:D0,D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。本次試驗(yàn)采用無背光1602LCD，所以無15和16管腳。2.3.4聲音報警模塊本設(shè)計(jì)有聲音報警模塊，當(dāng)有病人呼叫時，蜂鳴器就會呼叫提示，直到護(hù)士按下應(yīng)答，才會停止呼叫，控制引腳接在P3.4引腳上，三極管可以當(dāng)做開關(guān)電路保護(hù)單片機(jī)，還可以放大電流，當(dāng)三極管基極為高電平時，發(fā)射極截止;為低電平時，發(fā)射極導(dǎo)通。為了防止病人誤按，長按1秒才會報警。報警模塊如圖2-9所示。VCCQ1R4P34855O1k蜂鳴器圖2-9聲音報警模塊第10頁蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）2.3.5應(yīng)答電路在這個設(shè)計(jì)中四個床位使用一個應(yīng)答按鈕，接在P3.3引腳上，當(dāng)有病人按下按鈕時，報警

25、開始，當(dāng)按下應(yīng)答按鈕時，即可停止報警，聲音模塊圖如下圖2-10所示:VCCR510kS1P33圖2-10應(yīng)答模塊第11頁蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第三章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)第3.1節(jié)設(shè)計(jì)的軟件環(huán)境3.1.1KeilKeilC51是德國KeilSoftware公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語言，支持8051微控制器體系結(jié)構(gòu)的Keil開發(fā)工具軟件，由于C語言易學(xué)易用，所以該軟件優(yōu)勢明顯，應(yīng)用廣泛。KeilC51軟件的優(yōu)點(diǎn)有:提供豐富的庫函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，目標(biāo)代碼生成效率高，語句生成的匯編代碼緊湊，理解起來很方便。KeilC51軟件界面如下圖3-1:圖3-1軟件截圖3.1.2Protel

26、99SEProtel99SE是PORTEL公司發(fā)明的一種人機(jī)界面友好，易學(xué)易用的EDA軟件。Protel99SE是應(yīng)用于Windows操作系統(tǒng)下的EDA設(shè)計(jì)軟件，可以完成電路原理圖設(shè)計(jì)，印制電路板設(shè)計(jì)和可編程邏輯器件設(shè)計(jì)等工作。Protel99SE的工作界面是一種簡潔方便的Windows界面，包括:標(biāo)題欄、標(biāo)準(zhǔn)工具欄、主菜單、繪圖工具欄、對象選擇按鈕、圖形編輯窗口、預(yù)覽對象方位控制按鈕、狀態(tài)欄、仿真進(jìn)程控制按鈕、預(yù)覽窗口、對象選擇器窗口等。Protel99SE軟件如下圖3-2。第12頁蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）圖3-2軟件圖運(yùn)行Protel99SE程序后，進(jìn)入軟件的主界面。通過左側(cè)工具欄中

27、的Browse（從庫中選擇元件命令）命令。首先添加需要的元器件庫，再在相應(yīng)的庫里找到需要的元器件，如圖所示的電阻查找輸入:res，其它元器件類似，將所需元器件添加完后雙擊元器件修改參數(shù)，最后連線保證線路通暢，最后連線圖如圖3-3。圖3-3連線圖第3.2節(jié)主函數(shù)程序設(shè)計(jì)一個完整的程序中只有一個main函數(shù)，首先調(diào)用初始化函數(shù)進(jìn)行初始化，然后判斷并調(diào)用顯示子程序使液晶1602顯示、蜂鳴器鳴響報警。程序流程如下圖3-4所示。第13頁蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）STC89C51調(diào)用初始化子程序液晶顯示歡迎語否判斷是否有床位報警是報警器打開，液晶顯示對應(yīng)床位號否判斷應(yīng)答按鍵是否按下是關(guān)閉報警器液晶顯示

28、知道結(jié)束圖3-4主程序流程圖第3.3節(jié)初始化程序設(shè)計(jì)初始化程序有液晶初始化顯示和定時器中斷系統(tǒng)初始化兩個方面。（一）、液晶初始化在液晶使用之前，要對其設(shè)置顯示模式和光標(biāo)，然后進(jìn)行清屏，方便下次使用。（二）、定時器中斷系統(tǒng)初始化STC89C51有兩個具有定時和計(jì)數(shù)兩種工作模式的定時/計(jì)數(shù)器，它有四種工作方式（方式0、方式1、方式2、方式3）。特殊功能寄存器TMOD用于選擇定時器/計(jì)數(shù)器的工作模第14頁蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）式和工作方式。無論是工作在定時器模式還是計(jì)數(shù)器模式，它們的實(shí)質(zhì)都是對脈沖信號進(jìn)行計(jì)數(shù)。1、下面介紹一下單片機(jī)的時鐘周期、機(jī)器周期和指令周期。（1）時鐘周期是單片機(jī)時鐘控

29、制信號的基本時間單位。如果時鐘晶體的震蕩頻率為f,0sc那么時鐘周期為T=1/f。OSCOSCCPU完成一個基本操作所需要的時間是機(jī)器周期。AT89C51單片機(jī)的每12個時鐘周期為一個機(jī)器周期，為T=12/f。CYOSC指令周期是指執(zhí)行一條指令所需的時間。在這個設(shè)計(jì)中，時鐘晶體的頻率為11.0592MHZ,所以時鐘周期為1/12M。TO作為定時器使用，工作方式為方式1,作為16位計(jì)數(shù)器。設(shè)計(jì)數(shù)個數(shù)為N，計(jì)數(shù)初值為X，那么X1616等于2-N，定時時間為NX12/晶振頻率，那么定時時間為(2-X)X12/晶振頻率。該設(shè)計(jì)設(shè)置每隔50ms中斷一次，得出初值X=0 x4BFF，定時器T0的高8位TH

30、O賦值0 x4B，低8位TLO賦值OxFF。2、定時器/計(jì)數(shù)器控制寄存器TCON，可位尋址。其格式見表3-1。表3-1特殊寄存器TCON的格式D7D6D5D4D3D2D1D0TCONTF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0位地址8FH_8DH_8BH8AH89H88H?TRO:定時器啟動位。TRO=O，關(guān)閉定時器0;TR0=1,開啟定時器0.?IT0:選擇外部中斷0為跳沿觸發(fā)方式還是電平觸發(fā)方式IT0=0,為電平觸發(fā)方式；IT0=1，為跳沿觸發(fā)方式。3、工作方式控制寄存器TMOD，不能位尋址。GATE:門控位。M0、M1:工作方式選擇位。C/T:計(jì)數(shù)器和定時器模式選擇位。C/T=0，為

31、定時器模式;C/T=1為計(jì)數(shù)器模式。M0、M1共有4種編碼，對應(yīng)于4種工作方式的選擇，見表3-2。第15頁蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)表3-2Ml、MO工作方式選擇M1M0工作方式00方式0,為13位定時器/計(jì)數(shù)器01方式1,為16位定時器/計(jì)數(shù)器10方式2,8位的常數(shù)自動重裝的定時器/計(jì)數(shù)器11方式3,僅用于T0,此時T0分為兩個8位計(jì)數(shù)器，T1停止計(jì)數(shù)定時器的工作方式設(shè)置好以后就要給定時器裝入初值,工作方式不同初值也不同,所以要根據(jù)不同方式定義初值。4、單片機(jī)對各中斷源的開放或屏蔽是由片內(nèi)的中斷允許寄存器IE控制的，可位尋址。其格式見表3-3。表3-3中斷允許寄存器IE的格式D7D6D5

32、D4D3D2D1D0IEEA_ESET1EX1ET0EX0位地址AFH_ACHANHAAHA9HA8HEA:中斷允許總開關(guān)控制位。EA=0，屏蔽所有的中斷;EA=1,開放所有的中斷請求。ES:串行口中斷允許位。當(dāng)ES=0時，禁止串行口中斷；當(dāng)ES=1，允許串行口中斷。ET0:定時器/計(jì)數(shù)器T0的溢出中斷允許位。ETO=0，禁止中斷;ETO=1，允許中斷。EX0:外部中斷0中斷允許位。EX=O,禁止中斷0中斷;ES=1,允許外部中斷0中斷。STC89C51復(fù)位后，IE被清零，所有的中斷請求被禁止。初始化時，使EA=l,EX0=l,ET0=1，開放總中斷、允許T0中斷。初始化程序如下:第16頁蘇州

33、大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)voidinit()bg_1602=0;TMOD=0 x01;TL0=0 x4b;TH0=0 xff;EA=1;ET0=1;TR0=1;E=0;com_1602(0 x38);com_1602(0 x0c);com_1602(0 x06);com_1602(0 x80);com_1602(0 x01);第3.4節(jié)延時子程序設(shè)計(jì)延時子程序?yàn)榱朔奖闫渌绦蛘{(diào)用，避免程序重復(fù)。將延時子程序設(shè)置為有參函數(shù)，延時1ms,程序如下：voiddelay(uix)uii,j;for(i=0;ix;i+)for(j=0;j121;j+);第3.5節(jié)液晶顯示子程序設(shè)計(jì)voiddispla

34、y()if(num_D0|num_D1|num_D2|num_D3)第17頁蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)if(num_D0=1)dis_1602(1,0,2,0,1);dis_1602(1,0,3,0,10);if(num_D1=2)dis_1602(1,0,4,0,2);dis_1602(1,0,5,0,10);if(num_D2=3)dis_1602(1,0,6,0,3);dis_1602(1,0,7,0,10);if(num_D3=4)dis_1602(1,0,8,0,4);dis_1602(1,0,9,0,10);dis_1602(10,1,5,1,0);elsedis_1602(1

35、5,0,0,3,0);第18頁蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第四章系統(tǒng)測試與分析經(jīng)過一個月左右的時間，基于51單片機(jī)的無線病房呼叫系統(tǒng)終于設(shè)計(jì)和制作完成了，下面進(jìn)行系統(tǒng)的測試與分析，包括無線模塊的測試與呼叫系統(tǒng)的調(diào)試兩部分組成。第4.1節(jié)無線模塊測試無線模塊受距離和障礙物等的影響比較明顯，我測試了幾組關(guān)于無線模塊在有障礙物和無障礙物的情況下能收發(fā)的最大距離，如下圖是在不同情況下的測試結(jié)果。在直線無障礙情況下，測試1號和2號按鈕，測試出1號按鈕在距離24米左右時收不到信號，2號按鈕在距離26米左右時收不到信號，測試結(jié)果如圖4-1，圖4-2。圖4-1測試結(jié)果1圖4-2測試結(jié)果2在隔墻狀態(tài)下，測試3

36、號按鈕，多次測量，測試出3號按鈕在14米和16米左右收不到信號，不發(fā)出警報，測試結(jié)果如下圖4-3。第19頁蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）圖4-3測試結(jié)果3在直線隔門狀態(tài)下，測試4號按鈕，多次測量，測試出4號按鈕在距離在21米和22米左右收不到無線信號，測試結(jié)果如下圖4-4。圖4-4測試結(jié)果4數(shù)據(jù)測量都是約值，在直線無障礙情況下無線模塊距離在25米左右，在隔墻狀態(tài)下，無線模塊距離在15米左右，在直線隔門狀態(tài)下，距離大約為21米，可以看出障礙物對無線模塊收發(fā)距離的影響較大，所以在醫(yī)院的無線呼叫系統(tǒng)要盡量避免過多障礙物。第4.2節(jié)系統(tǒng)的調(diào)試畫出設(shè)計(jì)原理圖，并進(jìn)行調(diào)試仿真，仿真結(jié)果如下圖所示，系統(tǒng)能正

37、常運(yùn)行，四個按鈕均能實(shí)現(xiàn)呼叫功能，應(yīng)答按鈕也可以正常運(yùn)行。如圖4-5所示，按下開機(jī)鍵后液晶屏上顯示happyeveryday。第20頁蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）圖4-5仿真結(jié)果1如圖4-6所示，1號按鈕呼叫成功收到。圖4-6仿真結(jié)果2如圖4-7所示，2號按鈕按下呼叫鍵后在顯示屏上成功顯示。圖4-7仿真結(jié)果3如圖4-8所示，仿真測試的3號按鍵能成功呼叫并警報第21頁蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）Ip二圖4-8仿真結(jié)果4如圖4-9所示，4號按鍵按下后也能成功呼叫警報II.mx：a：LicErm抻repi圖4-9仿真結(jié)果5由上可知，4個呼叫按鈕和開機(jī)鍵均能仿真成功，正常運(yùn)行，下面測試應(yīng)答按，如圖

38、4-10所示，按下應(yīng)答按鈕后，液晶屏上顯示Iknow，仿真成功。第22頁蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）Fl圖4-10仿真結(jié)果6綜上可知，仿真成功，呼叫按鈕和應(yīng)答按鈕均能正常運(yùn)第23頁蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）結(jié)論本次畢業(yè)設(shè)計(jì)到此就結(jié)束了，這次的無線病房呼叫系統(tǒng)設(shè)計(jì)查閱了很多相關(guān)資料，參考了相關(guān)文章，也向老師征求了不少意見，謝謝老師在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中對我的幫助。在選擇無線病房呼叫系統(tǒng)這個課題后，我考慮要解決的難點(diǎn)有:病人都按開關(guān)時，在數(shù)碼顯示器要能循環(huán)顯示病床，這是對我的專業(yè)知識的考驗(yàn)，也是對我思想方法的考驗(yàn)。在課程設(shè)計(jì)的具體過程中遇到了不少問題，每天都在圖書館找相關(guān)資料，遇到了很多困難，但我

39、在困難面前不低頭，積極主動的找老師同學(xué)結(jié)局難題，同時也會從中發(fā)現(xiàn)自己的不足之處，像對以前所學(xué)過的知識理解不深刻，掌握得不夠牢固等等。還有像Protel軟件的應(yīng)用不熟練、單片機(jī)匯編語言掌握得不好、Proteus仿真知識和操作。但是經(jīng)過這次設(shè)計(jì)之后，也學(xué)到了很多知識，溫故而知新，真正做到學(xué)以致用的學(xué)院宗旨。在模塊學(xué)習(xí)和電路板焊接方面，我發(fā)現(xiàn)了自己的動手能力還是比較差，所以很多方面需要提高，真正在這個畢業(yè)設(shè)計(jì)中發(fā)現(xiàn)問題解決問題。最后在自己的不懈奮斗下，這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了，雖然在這次設(shè)計(jì)中遇到了不少編程問題，但是在老師的辛勤指導(dǎo)下，終于實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)的目標(biāo)和要求。這一次的畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我學(xué)到了很多的知識

40、。總之，只要根據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容找到適合自己的好的學(xué)習(xí)方法，通過自己的不懈努力，一定會取得進(jìn)步。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)到了很多東西，我相信我一定會成功。第24頁蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）參考文獻(xiàn)蘭吉昌.51單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)百例M.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2009:36-117.黃仁欣，張琴單片機(jī)原理與應(yīng)用技術(shù)（第二版）M.北京:清華大學(xué)出版社，2010:1-249葉夢熊.基于MCS-51單片機(jī)的無線病房呼叫系統(tǒng)設(shè)計(jì)J.數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2010,8果真，許艷麗，馮一航，程亞冰.青島大學(xué)學(xué)生研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目-無線病房呼叫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)J.青島大學(xué)學(xué)報（工程技術(shù)版），2012,27（2）侍尉,彭建學(xué).De

41、signofWirelessCommunicationDeviceBasedon51MCUandnRF905IN.ElectronicTechnology,2013,1耿德根、宋建國、馬潮、葉永建編著.AVR高速嵌入式單片機(jī)原理與應(yīng)用M.北京航空航天大學(xué)出版社.2000年10月肖金球單片機(jī)原理與接口技術(shù)M.北京:清華大學(xué)出版社，2004唐棠、陸兵微型機(jī)算計(jì)與接口技術(shù)M.南京.南京大學(xué)出版社.1993年.371頁康華光電子技術(shù)基礎(chǔ)（模擬部分）M.北京:高等教育出版社，1999張毅剛、彭喜源編著.MCS51單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)M.哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社.2001年1月第25頁蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）

42、致謝這次論文是在蘇州大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院做畢業(yè)設(shè)計(jì)期間寫的總結(jié)，是在導(dǎo)師彭靜玉老師指導(dǎo)下完成的。通過這幾個月的畢業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)，在老師的精心指導(dǎo)下，我們在學(xué)習(xí)能力和動手能力都受益匪淺。在此尤其要感謝我的論文指導(dǎo)老師彭靜玉老師，她對我進(jìn)行了認(rèn)真負(fù)責(zé)的指導(dǎo)，不辭辛苦的幫助我進(jìn)行一次次的論文修改和改進(jìn)，所以我們在分析問題、解決問題及獨(dú)立工作的能力有了很大的提高。在此期間，彭靜玉老師提出了很多有益的建議并給予我很大幫助。在此謹(jǐn)向彭靜玉老師表示衷心的感謝。蘇州大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院是一個友好和諧，熱愛學(xué)習(xí)的大集體，大家互幫互助，彼此討論學(xué)習(xí)問題，共同提高知識能力。在此也要感謝我的各位同學(xué)，有了大家的支持和幫助使得畢業(yè)

43、論文可以順利的完成。最后，再次向彭靜玉老師以及幫助過我的老師和同學(xué)們表示最真誠的謝意第26頁蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)附錄附錄l:Protel原理圖主控機(jī):C5VCCVCC1602P1R7R921VCCQ3D0D2Q4901390132.2K2.2KVCCPOWERR8R103P13P11J1S110K10K21CON2VCCVCC21VSS43R1431165VDD10K6522VL3R11R13D1Q5D3Q6RS4R/W90139013P142.2K2.2K5P156R12R14Q2R2EP12P10P16D071.5KP00D110K10K8VCC9012P01D2910P02D3

44、11P03D412VCCP04D5R313P26VCCU3P05D64314118VCCP062.2KD7A0VCCBLA1521217P07U1VCCRP1M2820KA1VTBLKR616316K0P101401VCCA2OSC2P1.0VCCCOMVCC415P11239P002A3OSC1P1.1(AD0)P0.0R1DATA514P12338P013A4TEP1.2(AD1)P0.1R2DATAC1613D3P13437P024RESETA5D0P1.3(AD2)P0.2R3GND712D2P14536P035A6D1P1.4(AD3)P0.3R4R20811D1P15635P046

45、JSMKA7D2P1.5(AD4)P0.4R510uF1K910D0P16734P057GNDD3P1.6(AD5)P0.5R6833P068P1.7(AD6)P0.6R7sc2272VCC932P079RST(AD7)P0.7R8R41031VCCP3.0(RXD)EA/VPP10K113010KP3.1(TXD)ALE/PROG1229C2P3.2(INT0)PSEND1Q1P331328K1P3.3(INT1)(A15)P2.7R5P34P349012P331427P2643P3.4(T0)(A14)P2.6Y115262130pF2.2kP3.5(T1)(A13)P2.51625P3.

46、6(WR)(A12)P2.4LEDF11724know12MHzP3.7(RD)(A11)P2.31823C3XTAL2(A10)P2.21922XTAL1(A9)P2.1202130pFGND(A8)P2.0FMQ89C51圖1病人的遙控器:M1FSMKGNDVCC12VATADK243D3D421D1D2U24148414841484148118A0VCCA2174.7MA1VTR15K3316A2OSC243415A3OSC121514A4TE613A5D0B712A6D1K4811A7D243910GNDD321sc2262CR16R17R18R19K510K4310K10K10K21

47、D圖2第27頁蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）附錄2:元器件清單5*7萬用板7*9萬用板LCD1602液晶16p母座插針*20315M無線可再生遙控模塊7.315M無線可再生接收模塊8.SC2272-M49.SC226212V電池腳坐*24.7M電阻（貼片）820k電阻（貼片）1N4148*415.按鍵*610k排阻（103）10k電阻*102.2k電阻*61.5k電阻（2001.5k之間）20.9013*4,9012*212M晶振30pf電容*210uf電容40腳坐stc89c51單片機(jī)5V有源蜂鳴器電源插口自鎖開關(guān)天線（23cm長導(dǎo)線）*230.導(dǎo)線若干，焊錫若干31.USB電源線或電池盒+

48、DC插頭第28頁蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）附錄3:實(shí)物圖圖5第29頁蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）附錄4:C語音源程序#include/頭文件#defineucunsignedchar#defineuiunsignedintsbitRS二P4;sbitRW二P5;sbitE=P6;/1602引腳定義sbitD0=P3;sbitDI二P2;sbitD2二Pl;sbitD3=P0;/接受引腳sbitbg_1602二P2飛；/1602背光sbitkey二P33;/應(yīng)答按鍵sbitBeep=P34;/蜂鳴器uccodetab0=123456789#;uccodetab1=Calling!;ucco

49、detab2=IKnow!;uccodetab3=HappyEveryDay!;ucnum_D0=0,num_D1=0,num_D2=0,num_D3=0;/床號bitbdatafu_DO=O,fu_Dl=O,fu_D2=0,fu_D3=0,flag;/初始床號voiddelay(uix)/延時函數(shù)uii,j;for(i=0;ix;i+)for(j=0;j121;j+);voidinit()/初始化函數(shù)bg_1602=0;/開啟背光TMOD=0 x01;TH0=0 x4b;TL0=0 xff;EA=1;ET0=1;TR0=1;D0=0;D1=0;D2=0;D3=0;/清零床號引腳/*LCD1602*/第30頁蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)voidcom_1602(uccom)/寫命令RS=0;P0=com;delay(1);E=1;delay(1);E=0;RS=1;voiddata_1602(ucdate)/寫數(shù)據(jù)RS=1;P0=date;delay(1);E=1;delay(1);E=0;RS=0;voiddis_1602(ucword_num,uchang,uclie,uctab_num,ucnum)/*word_num:顯示字符個數(shù)，hang,lie:顯示坐標(biāo)，*tab_num:顯示數(shù)組號，num:從第幾字符開始顯示*/ucn;for(n=0;