單片機病房呼叫系統(tǒng)設(shè)計

單片機病房呼叫系統(tǒng)設(shè)計摘要：一般來說，病房呼叫系統(tǒng)是方便于病人患者與醫(yī)護人員靈活溝通的一種呼叫系統(tǒng)，是解決醫(yī)護人員與病人患者之間信息反饋的一種手段。病床呼叫系統(tǒng)的好壞直接關(guān)系到病人患者的生命安危，像今年的新冠型肺炎，沒有一個靈活可靠的醫(yī)療系統(tǒng)真的不行。本課題的任務(wù)是設(shè)計出基于STM32單片機的病床呼叫系統(tǒng)以及對它的各項功能進行控制的控制系統(tǒng)。系統(tǒng)設(shè)計包括矩陣鍵盤，LCD12864液晶顯示器顯示電路，在該設(shè)計中每個病房都有一個按鍵，當(dāng)患者有需要時，按下按鍵，此時值班室的顯示屏可顯示此患者的床位號，多人使用時可實現(xiàn)循環(huán)顯示，醫(yī)護人員按下“響應(yīng)”鍵取消當(dāng)前呼叫。值班室與病房終端利用zigbee無線通信技術(shù)進行信息傳輸。值班人員可以從LCD12864顯示器顯示病床的信息，護士站可以快速掌握消息。軟件部分用C語言進行編程，采用模塊化設(shè)計思想。該系統(tǒng)硬件電路簡單，子程序具有通用性，完全符合設(shè)計要求。關(guān)鍵詞：STM32，病床呼叫系統(tǒng)，zigbee， LCD12864目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"第1章緒論 1\o"CurrentDocument"1.1課題研究背景 1\o"CurrentDocument"1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1\o"CurrentDocument"1.3課題設(shè)計內(nèi)容 3\o"CurrentDocument"第2章系統(tǒng)的總體設(shè)計 4\o"CurrentDocument"2.1系統(tǒng)核心硬件的選擇 42.1.1主控芯片的選擇 42.1.2顯示模塊的選擇 42.1.3無線模塊的選擇 52.1.4按鍵模塊的選擇 6\o"CurrentDocument"2.2系統(tǒng)總體方案 6\o"CurrentDocument"第3章硬件電路設(shè)計 8\o"CurrentDocument"3.1單片機STM32及最小系統(tǒng) 8\o"CurrentDocument"3.2LCD12864液晶顯示模塊 93.2.1LCD12864液晶顯示屏的介紹 93.2.2LCD12864的顯示原理 10\o"CurrentDocument"3.3zigbee模塊設(shè)計 11\o"CurrentDocument"3.4矩陣鍵盤的設(shè)計 12\o"CurrentDocument"3.5電源電路的設(shè)計 12\o"CurrentDocument"3.6報警模塊電路設(shè)計 13\o"CurrentDocument"第4章系統(tǒng)軟件的設(shè)計 15\o"CurrentDocument"1軟件和工作分析 15\o"CurrentDocument"4.2主程序設(shè)計 15\o"CurrentDocument"4.3無線zigbee的連接程序設(shè)計 16\o"CurrentDocument"4.4顯示電路流程圖 17\o"CurrentDocument"第5章系統(tǒng)調(diào)試 19\o"CurrentDocument"5.1硬件的焊接 19\o"CurrentDocument"2系統(tǒng)硬件調(diào)試 20\o"CurrentDocument"5.3實物測試 21\o"CurrentDocument"附錄 23第1章緒論課題研究背景一般來說，病房呼叫系統(tǒng)是方便于病人患者與醫(yī)護人員靈活溝通的一種呼叫系統(tǒng)，是解決醫(yī)護人員與病人患者之間信息反饋的一種手段。病床呼叫系統(tǒng)的好壞直接關(guān)系到病人患者的生命安危，像今年的新冠型肺炎，沒有一個靈活可靠的醫(yī)療系統(tǒng)真的不行。像今年的新冠型肺炎，沒有一個靈活可靠的醫(yī)療系統(tǒng)真的不行［1］?，F(xiàn)在市場上逐漸出現(xiàn)功能不一樣的病房呼叫系統(tǒng)，總體可以分為兩種形式，一種是有線，另一種是無線。有線的在一些鄉(xiāng)鎮(zhèn)醫(yī)院經(jīng)?？吹?，需要鋪線路，相對來說比較麻煩，而且看起來也不太美觀。無線就少了鋪線路的麻煩，無線還有好處就是不會干擾到其他線路，所以也比較安全。本設(shè)計運用zigbee技術(shù)實現(xiàn)無線設(shè)計，針對小型醫(yī)院展開設(shè)計的。在每個病房配用一個呼叫機實現(xiàn)無線和語音通話功能。病房呼叫系統(tǒng)大大地方便病人和護士之間的溝通交流，減少因為呼叫不到而導(dǎo)致一些問題。現(xiàn)在科技越來越發(fā)達，也可以和監(jiān)控系統(tǒng)一起使用。病房呼叫系統(tǒng)的使用就是病人有需要的時候，按下呼叫的按鍵，護士可以在值班室通過顯示屏來觀看病人信息，用呼叫機實現(xiàn)語音通話溝通。國內(nèi)外研究現(xiàn)狀在之前的醫(yī)院里，經(jīng)常會聽到病人和醫(yī)護人員之間的問題。比如，一些病人遇到一些突發(fā)事件下，通常會因為不能及時得到醫(yī)護人員的幫助，把一些小問題的病變成嚴重病，最后導(dǎo)致無法就醫(yī)。這樣悲劇的背后就是因為病人患者得不到醫(yī)護人員最佳時機的治療，而醫(yī)護人員不能及時給病人患者救治的背后就是醫(yī)療系統(tǒng)的不完善和智能化。今年的新冠型肺炎，我們國家醫(yī)護人員都是分秒必爭地為病人患者救治，2個月把疫情穩(wěn)定下來。一方面是我們國家醫(yī)療物質(zhì)多，二是我們有完善的智能化的醫(yī)療系統(tǒng)，及時為病人患者醫(yī)治，不會錯過病人最佳治療時機。現(xiàn)在科技越來發(fā)達，醫(yī)療水平不斷提高和完善，智能化的醫(yī)療系統(tǒng)越來越變成大勢所趨。一方面它能及時獲知并且及時處理病人患者一些突發(fā)事件，另一方面它能滿足病人患者在醫(yī)院期間任何時候都能呼叫醫(yī)護人員進行為其就診。還有就是，當(dāng)病人患者在病房出現(xiàn)行動不便等一些不方便的情況下可以進行按鍵呼叫，醫(yī)護人員就可以根據(jù)值班室的顯示屏來進行為其幫助。這中間省了病人患者往病房外面跑和醫(yī)護人員按房間巡查的麻煩。智能化的病房呼叫系統(tǒng)投入醫(yī)院建設(shè)中既可以滿足人民對醫(yī)療水平要求，又可以滿足患者的要求，更重要的是提高患者滿意度，還可以解決醫(yī)護人員和病人之間不和睦緊張的關(guān)系。醫(yī)院的病房呼叫系統(tǒng)具有呼叫，報警，顯示排隊，存儲記錄等功能。如果病人有其他特殊要求的話，可以用對講機和護士進行溝通，大大方便了病人患者與醫(yī)護人員之間的溝通。如圖1-1所示，該框架為有線的傳統(tǒng)病房呼叫系統(tǒng)，病人通過病床床頭的按鍵向醫(yī)護人員傳達需要幫助的信息，醫(yī)護人員獲取病人的信息只能通過病人房間號的顯示屏來獲取，就是意味著醫(yī)護人員不在病人病房那個區(qū)域的話根本收不到病人呼叫的信息，特別是當(dāng)患者突發(fā)情況下，有時候是無法及時獲取到信息的。圖1-1傳統(tǒng)的呼叫求助系統(tǒng)這鐘傳統(tǒng)的設(shè)計已經(jīng)無法滿足當(dāng)下社會發(fā)展的服務(wù)需求。還有有線的病房呼叫系統(tǒng)需要電線連接，電線大家都知道，時間久了，電線會出現(xiàn)老化或者被磨損的問題，系統(tǒng)出現(xiàn)問題會越來越多。再加上，有線系統(tǒng)具有固定性，不能隨便移動，如果想要升級系統(tǒng)的話，性能也會比較差，還有就是布線投入的工程量相對會大很多，比較繁瑣，成本量相對也會大很多。另一方面，5G時代已經(jīng)到來了，意味著有線的系統(tǒng)會被淘汰，5G時代很多東西都會發(fā)生翻天覆地的變化，所以采用無線式一方面順應(yīng)時代發(fā)展，另一方面能輕松避免上述問題。課題設(shè)計內(nèi)容以STM32系列的單片機設(shè)計病床呼叫系統(tǒng)。系統(tǒng)設(shè)計包括矩陣鍵盤、LCD液晶顯示器模塊，在該設(shè)計中每個病房都有一個按鍵，當(dāng)患者有需要時，按下按鍵，此時值班室的顯示屏可顯示此患者的床位號，多人使用時可實現(xiàn)循環(huán)顯示，醫(yī)護人員按下“響應(yīng)”鍵取消當(dāng)前呼叫［2。］本次系統(tǒng)主要做到以下方面：使用STM32單片機實現(xiàn)主機（護士中心）與病房（從機）進行自動組網(wǎng)實現(xiàn)通訊。病房人員按下呼叫按鍵，通過無線的方式請求（護士中心），同時發(fā)出報警聲音。護士中心收到請求后，按鍵處理按鍵，表示收到病房人房間的信息，同時報警聲音消除?？梢远嗯_設(shè)備同時向護士中心發(fā)送請求，如果病房人呼叫越多，同時報警聲音會加快。具體操作說明看實物演示介紹。完成實物制作和調(diào)試。第2章系統(tǒng)的總體設(shè)計系統(tǒng)核心硬件的選擇在構(gòu)造硬件電路之前，首先要必須明確設(shè)計的方案，接著是要弄明白模塊與模塊之間哪些存在互斥要進一步規(guī)劃好，最后才選擇合適的硬件進行操作。主控芯片的選擇方案一：Stm32芯片，在芯片設(shè)備里各個方面都具有很大的優(yōu)勢，具有一定得代表性，在性能方面具有高性能，成本方面具有低成本，還有可裁剪性。Stm32芯片具有休眠，停止，待機3種低功耗模式。供電電壓只需2.0V-3.6V,可配用的I/O接口數(shù)量多，可用112個。方案二：采用MSP430單片機作為主控芯片。1996年，德州儀器公司發(fā)布了一款MSP430單片機，也叫混合信號處理器。它可以生成數(shù)字電路和模擬電路，還可以形成具有各種功能的處理器，它功能耗損比較低，具有類似克隆功能，可以在一個芯片上集成多個模擬數(shù)字電路模塊，帶有簡單的命令集［6。］這種單片機發(fā)難度大，價格高，不被普遍采用，一般在用電池供電的便攜儀器中用得比較多。綜上所述，針對設(shè)備的開發(fā)的難易，成本和資源的合理利用，所以最終決定采用STM32芯片為主控芯片。顯示模塊的選擇方案一：采用LCD1602液晶顯示屏。LCD1602液晶顯示器主要由1602這么多字符型液晶顯示點組成，在設(shè)計形狀上，它體積比較小、超薄輕巧。功耗損失也相對比較小，還有它顯示內(nèi)容相對比較豐富，而且能夠顯示大范圍的數(shù)字或者字母?？梢詫?6*2也就是32個字符全部顯示出來，這些字符主要包括字母，自定義符號和數(shù)字。LCD1602主要用于小范圍的顯示場合，主要是5*7或者5*11點陣組成的一個字符，其在數(shù)據(jù)傳輸主要是采用串行數(shù)據(jù)傳輸，因此看起來十分簡單，這個顯示器和市場上的HD44780液晶屏的控制原理完全相同[3]方案二：采用LCD12864液晶顯示屏。LCD12864是一種由128*64這么多液晶的顯示點組成的圖形點陣液晶顯示器，形成128*64的一個行的陣列，它能夠顯示8*4行16*16點陣漢字，還能顯示圖像并且能源消耗低。它的主要接口比較簡單，方便操作。在顯示功能上表現(xiàn)很全面，但是如果不全部用完就會造成空間的浪費，因此如果在設(shè)計不需要這么大的屏就不要用，不然造成成本上的浪費。綜合上述的描述，因為考慮到本設(shè)計顯示內(nèi)容相對比較大，所以最后選用LCD12864液晶顯示屏來顯示。無線模塊的選擇方案一：藍牙技術(shù)，一種有別于一般的2.4G技術(shù)的無線傳輸協(xié)議，藍牙傳輸雖然同是2.4G無線傳輸，但所采用的協(xié)議不同，進而就出現(xiàn)應(yīng)用上的不同。傳統(tǒng)2.4G產(chǎn)品必須配備接收器；而藍牙傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)是在2.402-2.480G這些頻段中，任何產(chǎn)品帶有藍牙的功能，都可實現(xiàn)連接操作，例如藍牙鼠標(biāo)，生活中經(jīng)常見到的東西，它是沒有接收器，使用藍牙鼠標(biāo)時只需要產(chǎn)品帶有藍牙功能就可實現(xiàn)連接操作。方案二：zigbee輸技術(shù)，一種局域網(wǎng)協(xié)議為IEEE802.11b無線傳輸協(xié)議，最大傳輸范圍和速度分別為100米左右和11Mbps，帶寬為22MHz。就藍牙而言，它屬于WPAN無線局域網(wǎng)，所以它傳輸方式只能表現(xiàn)為點對點傳輸。反觀zigbee，它屬于WLAN無線局域網(wǎng)，所以它傳輸方式可以多終端同時傳輸，兩者在傳輸這方面，zigbee技術(shù)比藍牙好得多。綜合上述所述：藍牙和zigbee在統(tǒng)一公共頻段ISM2.4GHz里的無線通信網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。不同的是，藍牙和zigbee通信距離和使用方式不一樣，分別為10米和FHSS（跳頻擴譜）方式，100米和DSSS方式，在通信距離方面，zigbee大約是藍牙10倍的距離，所以本次選用無線模塊方案為zigbee技術(shù)。按鍵模塊的選擇方案一：采用獨立的按鍵作為輸入設(shè)備。獨立按鍵式構(gòu)成的單個按鍵電路通過I/O接口構(gòu)成的，意思就是每使用一個按鍵就要用一根I/O口線，I/O口線之間工作互不影響。獨立式在電路配置方面相對比較簡單的，軟件結(jié)構(gòu)方面也比較容易懂，比較浪費資源的一點就是一個按鍵就要一個I/O口線，意思就是一對一出現(xiàn)。所以，當(dāng)按鍵比較多的時候，I/O口線的浪費就會比較大，資源浪費會比較厲害，因此不宜采用。方案二：采用矩陣鍵盤作為輸入設(shè)備。矩陣鍵盤將鍵的兩端分別連接到行線和列線上，然后將每行線和列線連接到單片機上，利用讀取程序算法來明確需要按哪個鍵。雖然編程有困難，但節(jié)省了I/O端口的使用。綜合上述的描述，最終還是決定采用獨立鍵盤作為輸入設(shè)備。系統(tǒng)總體方案基于STM32病床呼叫系統(tǒng)設(shè)計。本系統(tǒng)設(shè)計包括矩陣鍵盤、LED點陣顯示電路，在本次設(shè)計中每個病房都有一個按鍵，病人在需要的時候，按下按鍵，這時候值班室里的顯示屏可顯示該病人的床位號，多人使用時可實現(xiàn)循環(huán)顯示，醫(yī)護人員按下“響應(yīng)”鍵取消當(dāng)前呼叫。如下圖2-1所示。處理器：STM32F103C8T6單片機。傳感器：zigbee模塊CC25303個。顯示器：LCD12864塊。圖2-1系統(tǒng)總體框圖第3章硬件電路設(shè)計3.1單片機STM32及最小系統(tǒng)本次設(shè)計采用的是STM32F103C8T6單片機芯片，它比起其他的芯片也是有許多優(yōu)勢，它是ARMCortex-M3內(nèi)核，而且它可以適應(yīng)的溫度比較廣，能在零下40度正運行，也能在高溫85度運行內(nèi)置振蕩器，供電的電壓相對比較小，只需要2V-3.6V即可⑷還具有傳輸速度快，容量大的特點°STM32F103C8T6核心板內(nèi)部電路圖如下圖3-1所示。圖3-1STM32單片機核心板內(nèi)部原理圖圖3-1STM32單片機核心板內(nèi)部原理圖本次設(shè)計所用的STM32單片機核心板實物圖如下圖3-2所示。圖3-2STM32圖3-2STM32單片機核心板實物圖本次設(shè)計中所用的STM32單片機復(fù)位電路電路圖如下圖3-3所示。圖3-3復(fù)位電路電路圖圖3-3復(fù)位電路電路圖監(jiān)卻§本設(shè)計中復(fù)位電路與單片機的NRST相連接，負責(zé)單片機的復(fù)位工作。本設(shè)計中復(fù)位電路的供電電壓為3.3V。復(fù)位電路的工作原理為：首先要給復(fù)位電路接入3.3V的電壓，電容處于充電狀態(tài)，當(dāng)1K歐姆的R1出現(xiàn)電壓的時候，單片機進入復(fù)位工作狀態(tài)。當(dāng)電容充滿電后，1K歐姆的R1它的電流和電壓都會變?yōu)?,單片機就會開始工作狀態(tài)。接著，在單片機工作期間，按下開關(guān)SW,這時候要電容放電提供電壓。當(dāng)R1出現(xiàn)電壓的時候，單片機進行復(fù)位工作。最后，松開開關(guān)SW，電容又處于充電狀態(tài)，經(jīng)過幾毫秒的時間之后，電容充滿電之后，單片機又處于工作狀態(tài)。GND-20PCR在本次設(shè)計中，需要設(shè)置晶振電路來提供時鐘信號，而此次電路用到的是無源晶體振蕩器，它分為高低頻，分別為8MHz和32.768KHz。為了方便此次給系統(tǒng)提供時鐘頻率，會把晶振和相環(huán)電路一起配合使用，達到最簡效果⑸如下圖3-4所示。GND-20PCR，鮎XTAL>IM20P晶振電琳|20P晶振電琳圖3-4晶振電路電路圖LCD12864液晶顯示模塊LCD12864液晶顯示屏的介紹LCD12864是一種由128*64這么多液晶的顯示點組成的圖形點陣液晶顯示器，形成128*64的一個行的陣列。一種在設(shè)計接口和操作指令上比較操作的點陣式液晶顯示屏，是128*64的中文字庫一種，顯示分辨率為128*64。它能夠清晰明了的展現(xiàn)出來各種字符。對于整個液晶顯示模塊，不僅能夠顯示8*4行16*16點陣漢字，還能顯示圖像并且能源消耗低。相比其他的液晶顯示屏，價格低廉，程序簡單易操作，硬件電路也相對簡單。LCD12864液晶顯示屏實物圖如圖3-5所示。圖3-5LCD12864液晶顯示屏實物圖LCD12864的顯示原理一般來說，點陣液晶組成LCD12864的限時塊，主要由128*64這么多液晶的顯示點組成，行成128*64的一個行的陣列而命名的。這個顯示器在軟件上有著很大的簡稱和代表意思。一般情況0表示滅，1表示亮，這些處理信息會存儲進入RAM中，行成程序或者C語言，在單片機的控制系統(tǒng)中，給出信息要求，就可以傳到顯示器上，顯示器識別后將相關(guān)信息顯示出來供用戶欣賞。行號和列號決定了顯示點在64*64液晶顯示屏的位置。一般將液晶屏按照從上面到下面的順序進行操作分為8個顯示塊，每塊有8行*64列個點陣，每列中8行點陣信息構(gòu)成一個8bits二進制數(shù)[7]64*64液晶顯示器的點陣信息存儲在8個存儲頁中，每個頁代表64個字節(jié)，每個字節(jié)用一列8列的點陣信息，本次設(shè)計的LCD12864顯示器ROM，LCD腳和單片機的ROM,LCD腳相連，通過液晶顯示屏顯示病房的信息，電路圖如下3-6所示。

P3P31212g456789ID1112ROMOL「IROMSOKKOM&—^I|GND(VCC+13VLEDAvss—^I|GND(VCC+13VVDDLCDSCLKLCDSDIOLCDRSESILCDRSLCDRSESILCDCSHeader12HI2S64LCD液晶顯示模塊圖3-6LCD12864電路圖3.3zigbee模塊設(shè)計zigbee是一種傳輸距離短，低功耗的無線通信技術(shù)。之所以說是低功耗，因為給它兩節(jié)5號電池就可以維持長達6個月到2年左右的使用時間。在成本方面，價格比較低，在網(wǎng)絡(luò)容量方面，容量是比較大的。還有具有安全可靠，應(yīng)用方面可以應(yīng)用在數(shù)字家庭，建筑物自動化和工業(yè)控制［8］本次設(shè)計主要利用zigbee作為無線來組網(wǎng)，一段3.0V電壓接入zigbee模塊，2和3腳接到單片機和單片機串聯(lián)起來實現(xiàn)無線通信，通過2和3腳實現(xiàn)發(fā)送和接收信息。本次zigbee模塊如下圖3-7所示。P7P7NIGHEE肅一一圖3-7zigbee模塊3.4矩陣鍵盤的設(shè)計獨立按鍵和單片機接口如下所示，分為四個按鍵。按鍵有KEY1,KEY2,KEY3,KEY4分別與單片機STM32的PA2,PA3,PA4,PA5接口相連，通過按鍵向單片機STM32傳輸輸入的信息，一段接入3.3V電壓一段接入單片機接口，如下圖3-8所示。圖3-8按鍵控制原理圖3.5電源電路的設(shè)計整個設(shè)計中，電源起到?jīng)Q定性的作用。它是給整個系統(tǒng)提供電源，系統(tǒng)才能去運行。在這個模塊中，所需要的電源不需高于5V以在設(shè)計中，我們就要考慮到它的輸入和輸出電壓、電流，電壓、電流不能過大且能正常供的起系統(tǒng)運行。電源部分的電路圖如圖3-11所示，因為單片機和串口在功耗損耗方面都是低功耗的器件，不需要太高的電壓，只要為它們接入3.3V電壓即可，這時候我們要用到AMS117-3.3V穩(wěn)壓芯片進行穩(wěn)壓［9］具體操作是：首先我們是通過USB線接入電源的,這時接入的電源一般都是提供5V的，這時就需要去降壓，這時就用到AMS117-3.3V穩(wěn)壓芯片和電容，電容起到濾波作用，經(jīng)過穩(wěn)壓后就會輸出平穩(wěn)的3.3V電壓為系統(tǒng)供電。這里我們用到的芯片AMS1117-3.3v,—般來說，AMS1117-3.3它是正向低壓降穩(wěn)壓器，外觀如圖3-12所示，它的主要功能是把電壓適當(dāng)降小一些，這里有我們要用到3.3V電壓，所以要將5v的直流電轉(zhuǎn)換成3.3v的直流電，主要供給主芯片stm32、

串口通信電路和其他外圍芯片。圖中，這里我們通過設(shè)計LED燈的亮滅狀態(tài)來觀看系統(tǒng)是否正常運行的，首先，在輸出端口接入3.3V,用一個紅色狀態(tài)的LED燈和一個電阻串聯(lián)接到GND。當(dāng)電源一切正常操作的時候，LED燈會發(fā)出紅光狀態(tài)告示正常。當(dāng)外部輸入過大的電壓或者系統(tǒng)的硬件部分出現(xiàn)問題的時候，AMS117的輸出端將不會有電壓輸出，紅色LED即熄滅。4.7U.FBPGND5首電斥降軻iVCC+3.3V4.7uF；C4104電源電路如下所示：將5V的電壓降低到4.7U.FBPGND5首電斥降軻iVCC+3.3V4.7uF；C4104FNvourGNDSGM22Q2=3.3VENSGM22Q2=3.3V圖3-9電源電路控制原理圖3.6報警模塊電路設(shè)計一般來說，設(shè)計病房呼叫系統(tǒng)我們不僅要設(shè)計把實時的信息顯示在液晶顯示屏上,還要設(shè)計通過聲音警告方式來警告提示信息。我們經(jīng)常會用到蜂鳴器、傳聲器和揚聲器等這些電聲器件來作為設(shè)計的聲音部分go它的原理很簡單，通過兩種信號的轉(zhuǎn)換（電信號和聲音信號），其中可以通過電磁感應(yīng)去完成轉(zhuǎn)換。在很多設(shè)計中，用到比較多的是蜂鳴器，特別是被應(yīng)用到單片機的設(shè)計上，它設(shè)置并不復(fù)雜，所以常常會用它來作為報警器或是提示聲音［12］。因為蜂鳴器只發(fā)出一種聲音，聲音比較簡單容易便聽，這也是被應(yīng)用廣泛的優(yōu)勢。這里可能大家會比較擔(dān)心,給它輸入交流電壓它不發(fā)聲音怎么辦？只要給它輸入電壓達到它額定電壓電壓時，它就會發(fā)出聲音，這里輸入的電壓即不管是交流或者是直流都可以，如下圖3-10所示。圖3-10報警模塊電路圖針對我們設(shè)計的病房呼叫系統(tǒng)來看，我們只需要一種能發(fā)出警告提示的聲音即可。選用蜂蜜器可以達到我們設(shè)計的要求和可以方便設(shè)計操作，同時，它也相對比較便宜，可以節(jié)約成本。將蜂鳴器焊接在電路板上也比較簡單，不需要復(fù)雜的工序就能完成。如果要控制蜂鳴器的通斷，這里就需要用到一個三極管，它的類型是I/O控制型，這塊設(shè)計主要是將STM32單片機，加上一個蜂鳴器，然后通過設(shè)計好的電路來完成。其中電路設(shè)置一個電阻，用來限制電路的電流過大，以免造成損壞，而蜂鳴器是通過單片機的NPN的驅(qū)動來完成其功能。第4章系統(tǒng)軟件的設(shè)計軟件和工作分析對于本次的軟件設(shè)計部分，主要是通過程序編程來完成。我們會依次進行主程序、語音、鍵盤、顯示和無線傳輸來編程設(shè)計。這里要應(yīng)用到C語言編程，在keiluVision5環(huán)境里運行。C語言是最常用的編程語言，我們運用到單片機可以進行C語言的開發(fā)［10。它有很多的優(yōu)點：語言簡單、靈活的表達、生成的代碼質(zhì)量高、可直接操控電腦硬件等。uVision5的開發(fā)過程如下：首先要新建一個工程并命名，使它生成一個新的項目，選擇芯片類型并對開發(fā)工具進行配置，做好必要的準(zhǔn)備。接著是通過匯編指令進行編程，從而編寫好程序。然后就是將編好的程序通過編譯器進行編譯成匯編語言，將它生成目標(biāo)文件后去仿真，有錯誤就會反饋繼續(xù)修改。最后程序仿真后沒問題，就可以下載到單片機，這樣我們就可以在硬件上執(zhí)行所設(shè)置的功能，如果出錯，程序就不準(zhǔn)確，就需要進行修改，直到運行成功。主程序設(shè)計主程序程序描述：首先要對各存儲單元進行初始化，給它們設(shè)定定時初值，緊接著判斷清零鍵，看是否被按下，若按下，則清零，然后接著繼續(xù)掃描鍵盤，如果掃描到鍵盤有鍵按下時，就要調(diào)用計數(shù)顯示子程序，循環(huán)顯示病床號時，要判斷標(biāo)志位是否為1，若為1，則表示已經(jīng)按下，則不響應(yīng)，如為0，就要調(diào)用循環(huán)顯示病床號子程序，循環(huán)顯示病床號，接著定時一秒。最后，清除定時一秒，準(zhǔn)備下一次的定時，如4-1所示。圖4-1系統(tǒng)主程序設(shè)計的流程4.3無線zigbee的連接程序設(shè)計無線zigbee設(shè)計程序的描述：每個模塊的程序設(shè)計第一步首先是啟動系統(tǒng)，然后對其初始化，根據(jù)無線連接通信的特點，進行無線連接搜索從而加入網(wǎng)路。本次設(shè)計用到了網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器，它的主要作用是發(fā)送與接受數(shù)據(jù)，通過配置的AD采集接收到的數(shù)據(jù)，根據(jù)AD數(shù)據(jù)寄存器所獲取獲取的信息，再將信息反饋發(fā)送回協(xié)調(diào)器［13。軟件流程圖如圖4-2所示。圖4-2無線連接程序設(shè)計的流程4.4顯示電路流程圖按下鍵總數(shù)顯示程序描述:矩陣鍵盤主要的行線連接單片機的I/O口作為去輸出數(shù)據(jù)，列行連接的I/O口是接受數(shù)據(jù)。首先是進行初始化，然后進行按鍵是否按下處理，沒有按下時，輸入端是高電平，當(dāng)按下后，是低電平，再將數(shù)據(jù)也就是COUNTER的值傳輸給BCD處理，再將處理后的數(shù)據(jù)輸送給顯示屏，最后所得數(shù)值會在顯示屏顯示。軟件流程圖如圖4-3所示。圖4-3按鍵總數(shù)顯示程序流程圖循環(huán)顯示病床號子程序描述:

首先第一步運行系統(tǒng)，沒有按下按鍵則為高電平即標(biāo)志為是0，當(dāng)按下按鍵，跳變?yōu)?然后把輸入得數(shù)據(jù)發(fā)送到BCD處理再送去顯示屏，想要將所按下得數(shù)值循環(huán)得再顯示屏顯示，就要調(diào)用顯示頻的子程序，最后將數(shù)值輸送到存儲單元反饋回初始位檢測使之循環(huán)檢測，如下圖4-4所示。圖4-4按鍵循環(huán)顯示子程序圖4-4按鍵循環(huán)顯示子程序調(diào)用顯示子程序存儲單元加1第5章系統(tǒng)調(diào)試硬件的焊接焊前準(zhǔn)備在進行焊接動工之前，必須要認認真真研究電路板裝配圖，根據(jù)圖紙上所需要的元件，進行相關(guān)型號、規(guī)格和數(shù)量進行核查，各線路之間也要嚴格排查是否存在接觸不良等問題。焊接順序首先安裝的是電阻，再者是電容器，接著是相關(guān)的二極管和三極管，最后是各大集成電路等，最后剩下的那些器件按照由小到大進行焊接安裝。對元器件焊接要求（1）電容器焊接一般對電容器焊接，一定要注意正負極，先找出正負極再進行焊接，因為正負極接反之后，容易出現(xiàn)短路，在安裝的過程中，要先安裝玻璃釉電容器、有機介質(zhì)電容器、瓷介質(zhì)電容器，最后裝電解電容器。（2）二極管的焊接二極管的焊接，首先要明確陰陽極的方向，每個二極管上面都有標(biāo)注，并且安裝時候標(biāo)注要朝外看得清楚。對于焊接時間主要是控制2S,這個是針對最短的引線來說的。（3） 三極管焊接針對三極管的焊接，正常焊接過程中是需要引線的，引線需要用鑷子夾住，這樣防止?fàn)C傷。當(dāng)