排序算法比較程序課程設(shè)計(jì)及基于電源調(diào)制技術(shù)的數(shù)據(jù)、語(yǔ)言綜合智能呼叫系統(tǒng)

《操作系統(tǒng)》課程設(shè)計(jì)報(bào)告課程設(shè)計(jì)報(bào)告題目：排序算法比較程序班級(jí)：學(xué)號(hào)：作者姓名：指導(dǎo)教師：目錄1． 設(shè)計(jì)題目與要求 -2-1.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?-2-1.2設(shè)計(jì)要求 -2-1.3初始條件 -2-2． 總體設(shè)計(jì)思想及過(guò)程及相關(guān)知識(shí) -2-2.1總體設(shè)計(jì)思想及過(guò)程 -2-2.2開(kāi)發(fā)環(huán)境與工具 -3-3． 程序各模塊流程圖 -4-3.1主程序模塊 -4-3.2冒泡排序模塊 -5-3.3選擇排序模塊 -6-4．源程序代碼 -6-6．課程總結(jié) -14-7．參考文獻(xiàn) -14-設(shè)計(jì)題目與要求1.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^(guò)用不同的算法實(shí)現(xiàn)排序問(wèn)題，使我們深入了解和掌握同一問(wèn)題可用不同算法解決，從而明白一個(gè)算法的質(zhì)量?jī)?yōu)劣將影響到算法乃至整個(gè)程序的效率。1.2設(shè)計(jì)要求開(kāi)發(fā)一款排序算法，由用戶輸入長(zhǎng)度可變的內(nèi)容：要求容錯(cuò)檢查：存在字母則做字符排序，輸入均為數(shù)字則按值排序提供兩種以上的排序方法供用戶選擇排序并顯示最終結(jié)果及執(zhí)行時(shí)間1.3初始條件（1）操作系統(tǒng)：windows（2）程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言:C、C++(兩種語(yǔ)言的結(jié)合，是為了簡(jiǎn)化代碼的編寫(xiě))總體設(shè)計(jì)思想及過(guò)程及相關(guān)知識(shí)2.1總體設(shè)計(jì)思想及過(guò)程冒泡排序：1.基本思想：

兩兩比較待排序數(shù)據(jù)元素的大小，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)數(shù)據(jù)元素的次序相反時(shí)即進(jìn)行交換，直到?jīng)]有反序的數(shù)據(jù)元素為止。

2.排序過(guò)程：

依次比較相鄰的兩個(gè)數(shù)，將小數(shù)放在前面，大數(shù)放在后面。即在第一趟：首先比較第1個(gè)和第2個(gè)數(shù)，將小數(shù)放前，大數(shù)放后。然后比較第2個(gè)數(shù)和第3個(gè)數(shù)，將小數(shù)放前，大數(shù)放后，如此繼續(xù)，直至比較最后兩個(gè)數(shù)，將小數(shù)放前，大數(shù)放后。至此第一趟結(jié)束，將最大的數(shù)放到了最后。在第二趟：仍從第一對(duì)數(shù)開(kāi)始比較（因?yàn)榭赡苡捎诘?個(gè)數(shù)和第3個(gè)數(shù)的交換，使得第1個(gè)數(shù)不再小于第2個(gè)數(shù)），將小數(shù)放前，大數(shù)放后，一直比較到倒數(shù)第二個(gè)數(shù)（倒數(shù)第一的位置上已經(jīng)是最大的），第二趟結(jié)束，在倒數(shù)第二的位置上得到一個(gè)新的最大數(shù)（其實(shí)在整個(gè)數(shù)列中是第二大的數(shù)）。如此下去，重復(fù)以上過(guò)程，直至最終完成排序。選擇排序：1.基本思想：

每一趟從待排序的數(shù)據(jù)元素中選出最?。ɑ蜃畲螅┑囊粋€(gè)元素，順序放在已排好序的數(shù)列的最后，直到全部待排序的數(shù)據(jù)元素排完。2.排序過(guò)程：第一趟排序在所有待排序的n個(gè)記錄中選出關(guān)鍵字最小的記錄，將它與數(shù)據(jù)表中的第一個(gè)記錄交換位置，使關(guān)鍵字最小的記錄處于數(shù)據(jù)表的最前端；第二趟在剩下的n-1個(gè)記錄中再選出關(guān)鍵字最小的記錄，將其與數(shù)據(jù)表中的第二個(gè)記錄交換位置，使關(guān)鍵字次小的記錄處于數(shù)據(jù)表的第二個(gè)位置；重復(fù)這樣的操作，依次選出數(shù)據(jù)表中關(guān)鍵字第三小、第四小…的元素，將它們分別換到數(shù)據(jù)表的第三、第四…個(gè)位置上。排序共進(jìn)行n-1趟，最終可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)表的升序排列。2.2開(kāi)發(fā)環(huán)境與工具系統(tǒng)平臺(tái)：windows環(huán)境實(shí)現(xiàn)語(yǔ)言：C\C++開(kāi)發(fā)工具：VC++6.0程序各模塊流程圖3.1主程序模塊3.2冒泡排序模塊3.3選擇排序模塊4．源程序代碼實(shí)驗(yàn)要求：開(kāi)發(fā)一款排序算法，由用戶輸入長(zhǎng)度可變的內(nèi)容：要求容錯(cuò)檢查：存在字母則做字符排序，輸入均為數(shù)字則按值排序提供兩種以上的排序方法供用戶選擇排序并顯示最終結(jié)果及執(zhí)行時(shí)間#include<iostream>#include<stdlib.h>#include<time.h>#defineMax100usingnamespacestd;typedefstruct//定義一個(gè)結(jié)構(gòu)體,保存key{intkey;}Datatype;//結(jié)構(gòu)體的別名typedefstruct//定義一個(gè)結(jié)構(gòu)體,保存length。character{Datatyper[Max+1];intlength;intcharacter;}Sqlist,*Psqlist;//結(jié)構(gòu)體的別名（主要好處是：每次聲明結(jié)構(gòu)體時(shí)只要用Sqlist,*Psqlist去聲明就可以了，節(jié)省代碼)typedefstruct//定義一個(gè)結(jié)構(gòu)體{chard[Max+1];intlength;}List,*Plist;//同樣是結(jié)構(gòu)體的別名PsqlistBubblesort(Psqlists)//第1種方法(冒泡排序，輸入順序表){inti,j,temp;for(i=0;i<s->length;i++)//排序趟數(shù)的循環(huán){for(j=0;j<s->length-i-1;j++)//每趟排序中每個(gè)字符的循環(huán) { if(s->r[j].key>s->r[j+1].key)//前后兩個(gè)字符的判斷 { temp=s->r[j].key;//賦值運(yùn)算 s->r[j].key=s->r[j+1].key;//將小的排在前面，大的排在后面 s->r[j+1].key=temp;//兩個(gè)字符的位置變換 } }}returns;}PsqlistSelectsort(Psqlists)//第2種方法(選擇排序，輸入順序表){inti,j,k,min;//min為每次查找到的最小的數(shù)for(i=0;i<s->length;i++)//每趟排序中每個(gè)字符的循環(huán){ min=s->r[i].key;//找出最小的那個(gè)元素 k=i;for(j=i+1;j<s->length;j++) { if(s->r[j].key<min)//元素的判斷 { min=s->r[j].key; k=j; } } s->r[k].key=s->r[i].key; s->r[i].key=min;}returns;}PlistCreat_Plist()//順序表的創(chuàng)建{Plists;/*建立字符順序表*/charch;inti=0;/*i為第幾個(gè)字符*/s=(Plist)malloc(sizeof(List));cout<<"請(qǐng)輸入一串?dāng)?shù)據(jù):"<<endl;while((ch=getchar())!='\n')//輸入數(shù)據(jù){s->d[i]=ch; i++; s->length=i;}s->d[i]='\0';returns;}PsqlistJudge(Plists)//加載判斷函數(shù)，判斷是否為全數(shù)字，入口參數(shù)：字符串順序表{inti,j=0;/*i為循環(huán)數(shù)，j為判斷數(shù)*/Psqlistt;/*建立數(shù)字順序表*/t=(Psqlist)malloc(sizeof(Sqlist));for(i=0;i<s->length;i++){if(s->d[i]<='0'||s->d[i]>='9') j=1;/*若為全數(shù)字，j=1,否則j=0*/}if(j==0)/*全為數(shù)字，將數(shù)字存入數(shù)字順序表中*/{for(i=0;i<s->length;i++) t->r[i].key=s->d[i]-'0'; t->character=0;}else/*有字符，將字符的ascll碼存入字符順序表中*/{for(i=0;i<s->length;i++) t->r[i].key=s->d[i]; t->character=1;} t->length=s->length; returnt;}intmain()//主函數(shù){Plists;Psqlistt;inti,chose;doublecost_time;clock_tstart,end;start=clock();//開(kāi)始時(shí)間計(jì)數(shù)s=Creat_Plist();t=Judge(s);cout<<"請(qǐng)選擇：1.輸入1，冒泡排序2.輸入2，選擇排序"<<endl;//兩種不同的排序方法cin>>chose;if(chose==1)//選擇第1種方法 Bubblesort(t);elseif(chose==2)//選擇第2種方法 Selectsort(t);else//容錯(cuò)檢查，輸入的數(shù)字若不是1或2，則表示輸入錯(cuò)誤{cout<<"輸入錯(cuò)誤，按任意鍵退出。。。"<<endl; return0;}cout<<"排序后的結(jié)果為:";if(t->character==0){for(i=0;i<t->length;i++) printf("%d,",t->r[i].key);}else{for(i=0;i<t->length;i++) printf("%c,",t->r[i].key);}cout<<endl;end=clock();//結(jié)束時(shí)間計(jì)數(shù)cost_time=((double)(end-start)/CLOCKS_PER_SEC);//中間耗時(shí)printf("所用時(shí)間為:%fs,\n",cost_time);return1;}5．測(cè)試及結(jié)果

6．課程總結(jié)做了這次程序設(shè)計(jì)，我們覺(jué)得利用C++進(jìn)行編程并不像想像中的那么高深，尤其像我們現(xiàn)在所做的，只是一些最基本的程序。經(jīng)過(guò)一個(gè)學(xué)期的學(xué)習(xí)，對(duì)C++有了一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)，但沒(méi)有進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用。這次程序設(shè)計(jì)，就相當(dāng)于對(duì)一個(gè)學(xué)期的所學(xué)做一個(gè)總結(jié)，再進(jìn)行一次綜合運(yùn)用，更是學(xué)到了很多新的東西，比如在做的程序中，對(duì)各種頭文件都更加熟悉了，無(wú)意中也提升了自己的C++設(shè)計(jì)水平；又比如在程序設(shè)計(jì)過(guò)程中碰到了很多問(wèn)題，通過(guò)上網(wǎng)查資料等各種手段，我們的解決實(shí)際問(wèn)題的能力也得到了提高。然而我們知道，我們現(xiàn)在所掌握的知識(shí)，整個(gè)程序設(shè)計(jì)領(lǐng)域，甚至只在C++的設(shè)計(jì)領(lǐng)域中，都還只是皮毛階段，以后想要這方面發(fā)展提高，就必須做出更大的努力。這次的程序設(shè)計(jì)，使我們對(duì)編程產(chǎn)生了濃厚的興趣，并讓我們對(duì)編程有了一個(gè)更全面的認(rèn)識(shí)，如果我們以后能在編程領(lǐng)域深入發(fā)展，這一次也算是我們邁出的重要一步吧。7．參考文獻(xiàn)[1]鄭莉，董淵編著.C++程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教程.北京：清華大學(xué)出版社，2010。[2]王育堅(jiān)編著.VisualC++面向?qū)ο缶幊探坛蹋ǖ?版）.清華大學(xué)出版社.2010。[3]StanleyB.Lippman，BarbaraE.Moo著.C++Primer中文版.人民郵電出版社2006基于電源調(diào)制技術(shù)的數(shù)據(jù)、語(yǔ)言綜合智能呼叫系統(tǒng)目錄摘要 IIIABSTRACT IV1前言 -1-1.1智能呼叫系統(tǒng)研究意義 -1-1.2醫(yī)用呼叫系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 -1-1.3智能呼叫系統(tǒng)概述 -2-2系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用工具介紹 -4-2.1Protel99SE -4-2.1.1概述 -4-2.1.2操作環(huán)境 -4-2.1.3電路設(shè)計(jì) -5-電路原理圖的設(shè)計(jì) -5-電路原理圖的網(wǎng)絡(luò)表文件生成 -8-印制電路板（PCB）圖的設(shè)計(jì) -8-2.2KeilC51應(yīng)用軟件介紹 -9-2.2.1KeilC51開(kāi)發(fā)系統(tǒng)概述 -9-2.2.2KeilC51 -9-3系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) -12-3.1系統(tǒng)方案 -12-3.1.1二線制技術(shù) -13-3.1.2電力載波技術(shù) -13-3.2系統(tǒng)功能分析 -14-4系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) -16-4.1系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn) -16-4.1.1主機(jī)部分 -16-4.1.2分機(jī)部分 -17-4.1.3模擬板部分 -17-4.1.4掛機(jī)部分 -18-4.2主機(jī)控制板的硬件電路設(shè)計(jì) -20-4.2.1系統(tǒng)使用核心芯片介紹 -22-CPU模塊 -22-語(yǔ)音芯片YX24170 -28-雙音多頻(DTMF)解碼器CM8870 -29-DS1302實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片 -30-4.2.2主機(jī)板功能模塊電路分析 -34-.CPU模塊電路 -34-語(yǔ)音模塊電路 -36-DTMF接收器模塊電路 -38-BC7280/81芯片控制電路 -39-主機(jī)鍵盤控制電路 -41-電源電路 -42-5系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與調(diào)試 -43-5.1整體軟件設(shè)計(jì)描述 -43-5.2部分軟件分析 -44-6系統(tǒng)總體調(diào)試 -49-6.1系統(tǒng)模擬圖 -49-6.2系統(tǒng)各部分簡(jiǎn)介 -49-6.3總體使用流程 -50-7結(jié)束語(yǔ) -52-謝辭 -53-參考文獻(xiàn) -54-附錄 -56-

摘要信息時(shí)代的醫(yī)院管理已經(jīng)從傳統(tǒng)的人管模式向智能化、電子化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化的高科技管理模式的方向迅猛發(fā)展?！搬t(yī)療呼叫系統(tǒng)”可實(shí)現(xiàn)對(duì)醫(yī)院病房的智能化管理，可實(shí)現(xiàn)呼叫、監(jiān)聽(tīng)、廣播、求救報(bào)警、信息貯存、顯示等功能，為醫(yī)院和患者都帶來(lái)方便?；诙€制的數(shù)據(jù)、語(yǔ)音智能綜合呼叫系統(tǒng)，是根據(jù)醫(yī)院系統(tǒng)化整體護(hù)理的要求設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的，由傳統(tǒng)病房呼叫對(duì)講系統(tǒng)、與醫(yī)院信息管理系統(tǒng)相聯(lián)的整體護(hù)理軟件及電話通信系統(tǒng)組成，是醫(yī)院系統(tǒng)化整體護(hù)理的理想設(shè)備。本系統(tǒng)是基于二線制的數(shù)據(jù)、語(yǔ)音智能綜合呼叫系統(tǒng)，即通過(guò)調(diào)制將數(shù)據(jù)、語(yǔ)音共同加載在兩條電源線上，設(shè)備的供電完全從這兩條電源線上取出，僅以一對(duì)普通的雙絞線實(shí)現(xiàn)多達(dá)近百點(diǎn)的電源、數(shù)據(jù)、語(yǔ)音對(duì)話的同步傳輸功能，經(jīng)濟(jì)、便捷地實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)傳輸、語(yǔ)音呼叫等工作，大大節(jié)約呼救和操作時(shí)間，并且具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，節(jié)約和降低成本，工作方式靈活可靠等特點(diǎn)?？傊摵艚邢到y(tǒng)是在傳統(tǒng)的病房呼叫對(duì)講系統(tǒng)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新一代科技產(chǎn)品，功能更強(qiáng)大，性能更優(yōu)越，較之現(xiàn)有的其它呼叫系統(tǒng)和傳統(tǒng)的四線制具有安裝方便、簡(jiǎn)單、實(shí)用等特點(diǎn)，適合各級(jí)各類醫(yī)院使用。尤其對(duì)已建成且需增設(shè)呼叫系統(tǒng)的醫(yī)院來(lái)說(shuō)，應(yīng)用二線制的電力線的智能呼叫系統(tǒng)應(yīng)是首選。關(guān)鍵詞：電源調(diào)制；調(diào)制解調(diào)；二線制；單片機(jī)

AnIntelligentCallingSystemBasedonPowerLineCarrierTechnology——TheDesignofHostControlBoardHardwareABSTRACTThehospitalmanagementofinformationagehasalreadybeguntochangfromthetraditionalmodeofpersonstowardthedirectionoftheintelligence,electronical,information,network,andithasbeendevelopedrapidly."Themedicaltreatmentcallingsystem"cancarryouthospitalintelligencemanagementandthefunctionofcalling,wiretaping,broadcast,alarm,theinformationstore,displayetc.Allofthesebringconveniencetothepatients.Theintelligentcallingsystembasedonpowerlinecarriertechnologyisdesignedbasedonrequestofwholemanagementsystem,itisconstitutedbytraditionalwalkie-talkiesystemandhospitalinformationmanagingsystem,soitisanidealequipmentsofhospitalsystematic.Thissystemistheintelligentcallingsystembasedonpowerlinecarriertechnology,itaddsthedataandvoicetogetherontwolinesthroughmodulation.thepowerofthecomponentsisretrievedfromthetowlines.Thissystemonlyusetwolinestorealizethefunctionofpowerthathave100dots,data,voicecommunication.Itconversatelyrealizethefunctionofdeliveringdata,voicecallingetc.iteconomizethetimeofcallingandoperation,andthestructureofthissystemisbrief,economyandlowcost,itsworkingwayisvividandcredibility.Generally,thiscallingsystemisanewgenerationscienceandtechnologyproductingbasedontraditionalsickroomwalkie-talkiesystem,hastheconvenient,simpleandpracticalcharacteristics.comparewithtraditionalpowerlinecarriertechnology.itissuitabletoeverykindofhospitals.Particularly,thehospitalwhichhasalreadybuiltupandneedstoincreasetoestablishtonewcallingsystem.Theintelligentcallingsystembasedonpowerlinecarriertechnologyisthebestchoose.KeyWords：powermodulation；modulationanddemoduliton；powerline；microcontroller[1,2]1前言1.1智能呼叫系統(tǒng)研究意義隨著科技水平和醫(yī)療水平的進(jìn)步，信息化時(shí)代的飛速發(fā)展，醫(yī)院的服務(wù)理念也隨之發(fā)生了相應(yīng)的改變，樹(shù)立了以人為本，全心為患者服務(wù)的意識(shí)。為了方便患者，提高服務(wù)質(zhì)量，醫(yī)用呼叫系統(tǒng)已經(jīng)成為了國(guó)內(nèi)外各類醫(yī)院中廣泛使用的一種電子設(shè)備。醫(yī)用呼叫系統(tǒng)發(fā)展到現(xiàn)在，已經(jīng)不再是簡(jiǎn)單的醫(yī)生與患者之間溝通的工具，在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中既要兼顧到醫(yī)院的整體設(shè)計(jì)，又要具有良好的實(shí)用性、裝飾性。該呼叫系統(tǒng)已經(jīng)成為醫(yī)院不可缺少的監(jiān)護(hù)設(shè)備，是各醫(yī)院現(xiàn)代化的標(biāo)志，它對(duì)于病人和醫(yī)療人員之間的信息溝通起到了至關(guān)重要的作用，能夠有效地保證病人及時(shí)得到醫(yī)護(hù)人員的看護(hù)和醫(yī)治。它能從根本上解決傳統(tǒng)醫(yī)生與患者之間所存在的一些服務(wù)糾紛等問(wèn)題，可以美化醫(yī)院的工作環(huán)境，避免無(wú)謂的爭(zhēng)執(zhí)。既可以幫助病人快速的呼叫醫(yī)護(hù)人員，也可減輕醫(yī)護(hù)人員巡視病房的辛勞，減輕醫(yī)護(hù)人員值班的心理壓力，在無(wú)呼叫時(shí)放心的做好其他醫(yī)護(hù)工作，專心的處理各個(gè)病房的問(wèn)題，從而提高了醫(yī)護(hù)效率。因此，醫(yī)用呼叫系統(tǒng)具有廣泛的社會(huì)意義與重大的實(shí)用價(jià)值[3]。1.2醫(yī)用呼叫系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀目前，國(guó)外的醫(yī)用呼叫系統(tǒng)已經(jīng)相當(dāng)普及，而且漸漸成為一個(gè)巨大的產(chǎn)業(yè)。一項(xiàng)經(jīng)濟(jì)調(diào)查報(bào)告表明：全球智能呼叫系統(tǒng)服務(wù)市場(chǎng)總產(chǎn)值將在未來(lái)五年時(shí)間里增長(zhǎng)一倍以上。更為重要的是，智能呼叫系統(tǒng)在國(guó)外已經(jīng)成為實(shí)實(shí)在在的一個(gè)產(chǎn)業(yè)，不僅有智能呼叫系統(tǒng)的各種硬件設(shè)備提供商、軟件開(kāi)發(fā)商、系統(tǒng)集成商，還有眾多的外包服務(wù)商、信息咨詢服務(wù)商、專門的智能呼叫系統(tǒng)管理培訓(xùn)學(xué)院、大量的呼叫系統(tǒng)展會(huì)和數(shù)不清的呼叫系統(tǒng)雜志、網(wǎng)站等，從而使呼叫系統(tǒng)形成了一個(gè)龐大的、在整個(gè)社會(huì)服務(wù)體系中占有相當(dāng)大比例的產(chǎn)業(yè)。從智能呼叫系統(tǒng)在國(guó)外市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)中的發(fā)展?fàn)顩r可以看出，智能呼叫系統(tǒng)在國(guó)外已經(jīng)為人所熟知，并且無(wú)處不在，與人們的生活息息相關(guān)。在中國(guó)，隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制的逐步健全和WTO的加入，近幾年來(lái)智能呼叫系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)逐步發(fā)展起來(lái)。智能呼叫系統(tǒng)的應(yīng)用在中國(guó)也越來(lái)越廣泛了。但是，總體來(lái)說(shuō)，我國(guó)智能呼叫系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展相對(duì)于世界發(fā)達(dá)國(guó)家還是有很大差距的，尤其是在電力線載波通信技術(shù)方面。電力線載波通信是利用輸電線路作為信號(hào)的傳輸媒介，人們利用電力線可以傳輸電話、電報(bào)、遠(yuǎn)動(dòng)、數(shù)據(jù)和遠(yuǎn)方保護(hù)信號(hào)等。但是電力線載波通信具有兩個(gè)最基本的技術(shù)問(wèn)題：一是噪音干擾強(qiáng)；二是信號(hào)在電力線上傳輸過(guò)程中會(huì)有衰減。在基于電力載波技術(shù)的智能呼叫系統(tǒng)中首先要解決的噪音干擾問(wèn)題。由于電力線載波通信具有許多優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在國(guó)際上許多學(xué)者、團(tuán)體、公司都投入到這個(gè)領(lǐng)域，推動(dòng)電力線載波通信技術(shù)的發(fā)展。我國(guó)目前也在大力發(fā)展電力線載波通信技術(shù)。目前，中國(guó)市場(chǎng)上采用二線制傳輸?shù)漠a(chǎn)品并不是很多而且也不是很完善，所以本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的作品具有廣闊的市場(chǎng)前景，擁有良好的發(fā)展空間[4]。1.3智能呼叫系統(tǒng)概述本次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)是構(gòu)建的是一個(gè)基于電源調(diào)制技術(shù)的數(shù)據(jù)、語(yǔ)言綜合智能呼叫系統(tǒng)，使用電力載波技術(shù)實(shí)現(xiàn)呼叫信息、通信音頻在電源線上的傳輸。本次設(shè)計(jì)的智能呼叫系統(tǒng)把傳統(tǒng)的四線制改進(jìn)成二線制，即通過(guò)調(diào)制將數(shù)據(jù)、語(yǔ)音共同加載在兩條電源線上，設(shè)備的供電完全從兩條電源線上取得，僅以一對(duì)普通的雙絞線實(shí)現(xiàn)多達(dá)近百點(diǎn)的電源、數(shù)據(jù)、語(yǔ)音對(duì)話的同步傳輸功能?；诙€制的數(shù)據(jù)、語(yǔ)音智能綜合呼叫系統(tǒng)采用二芯線布線，即所有的呼叫分機(jī)均通過(guò)兩芯線無(wú)極性連接起來(lái)，布線非常簡(jiǎn)單方便,具有對(duì)講、呼叫、廣播、群呼、響鈴、顯示排隊(duì)、優(yōu)先級(jí)設(shè)定、存儲(chǔ)記錄等多種功能，非常適合醫(yī)院使用。本次設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的智能呼叫系統(tǒng)由若干個(gè)呼叫源（一般每張病床為一個(gè)）、模擬控制模塊、電力載波電路和監(jiān)護(hù)系統(tǒng)組成。當(dāng)呼叫源有呼叫信號(hào)時(shí)，在監(jiān)控系統(tǒng)上有相應(yīng)的聲、光呼叫信號(hào)指示，并能顯示出呼叫編號(hào)。若采用并行總線擴(kuò)展方式，上百個(gè)呼叫源與主機(jī)之間的布線太復(fù)雜，故本系統(tǒng)利用單片機(jī)的串行通訊功能，使得主機(jī)到各個(gè)從機(jī)之間的信號(hào)通過(guò)電力線載波模擬控制模塊，經(jīng)過(guò)24V直流電源線傳輸（主機(jī)與分機(jī)連接的電源線為13V），實(shí)現(xiàn)主機(jī)和分機(jī)之間的雙向數(shù)據(jù)傳送。系統(tǒng)采用主從結(jié)構(gòu)，監(jiān)控系統(tǒng)（主機(jī)）放在醫(yī)生值班室內(nèi)（可以通過(guò)接口電路與計(jì)算機(jī)相聯(lián)，構(gòu)成監(jiān)護(hù)中心），當(dāng)病床有呼叫請(qǐng)求時(shí)進(jìn)行聲光報(bào)警，并在顯示器上顯示病床的位置。呼叫源（分機(jī)）放在病房?jī)?nèi)，病人有呼叫請(qǐng)求時(shí)，按下請(qǐng)求按鈕，向值班室呼叫，并點(diǎn)亮呼叫指示燈。主機(jī)和分機(jī)之間通過(guò)二線制電力線連接在一起。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的作品是在傳統(tǒng)的病房呼叫對(duì)講系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新一代科技產(chǎn)品，增加了設(shè)置護(hù)理級(jí)別的功能，可以設(shè)置重癥病房、普通病房、特殊病房等。此系統(tǒng)還有一個(gè)強(qiáng)大的定位功能，即只要病人呼救，醫(yī)生那里就會(huì)顯示是幾樓幾床呼叫，并且走廊顯示屏?xí)斤@示，使醫(yī)生能更快的確定病人的位置。此外，“二次呼叫”以及“語(yǔ)音提示”也是該系統(tǒng)的兩個(gè)顯著的特點(diǎn)?？傮w來(lái)說(shuō)，本次設(shè)計(jì)的智能呼叫系統(tǒng)功能更強(qiáng)大，性能更優(yōu)越。更重要的是，利用二線制設(shè)計(jì)的系統(tǒng)不僅可以很好的進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，及傳遞各種信息、語(yǔ)音等信號(hào)，而且不占用太多空間資源，亦無(wú)需鋪設(shè)專用通訊線路，省工、省錢、維護(hù)簡(jiǎn)單，可以在醫(yī)院等地方大量安裝使用和普及[5]。

2系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用工具介紹在本次智能呼叫系統(tǒng)的硬件軟件設(shè)計(jì)中，為了保證了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的精確度，同時(shí)也能節(jié)省部分工作量，我們大量使用了輔助設(shè)計(jì)工具。主要的輔助設(shè)計(jì)工具包括：1．Protel99SE電路輔助設(shè)計(jì)工具，用于系統(tǒng)電路原理圖設(shè)計(jì)；2．KeilC51基于51系列兼容單片機(jī)的C語(yǔ)言軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，用于系統(tǒng)中的51系列單片機(jī)編程以實(shí)現(xiàn)其功能。2.1Protel99SE2.1.1概述Protel99SE是Protel公司開(kāi)發(fā)的功能強(qiáng)大的電路輔助設(shè)計(jì)工具，開(kāi)創(chuàng)了桌面EDA的新紀(jì)元，在EDA（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）行業(yè)應(yīng)用廣泛。Protel99SE在電路原理圖繪制、PCB板布局布線等方面功能更加完備，而且它為用戶提供了功能強(qiáng)大、使用方便的電路仿真器，可以對(duì)當(dāng)前所畫(huà)的電路原理圖進(jìn)行即時(shí)仿真，因此在系統(tǒng)電路的整個(gè)設(shè)計(jì)周期中都可以對(duì)其進(jìn)行仿真，查看和分析其性能指標(biāo)，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題并加以改正，從而更好地完成系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)。Protel99SE提供了高級(jí)數(shù)/模元器件混合仿真功能，可精確地仿真由各種元器件構(gòu)成的系統(tǒng)電路。進(jìn)行電路仿真時(shí)，用戶無(wú)需編寫(xiě)電路網(wǎng)表文件，系統(tǒng)可根據(jù)所畫(huà)電路自動(dòng)生成網(wǎng)表并進(jìn)行仿真。與一般電路仿真軟件相比，Protel99SE的使用更加靈活方便。總結(jié)Protel99SE的特點(diǎn)是：（1）設(shè)計(jì)分析工具功能強(qiáng)大；（2）設(shè)計(jì)軟件中包含信號(hào)源種類豐富；（3）充分的仿真模型庫(kù)可實(shí)現(xiàn)多種仿真需求；（4）操作界面十分友好。2.1.2操作環(huán)境其用戶界面如圖2.1所示：圖2.1Protel99SE用戶界面2.1.3電路設(shè)計(jì)要把我們的電路設(shè)計(jì)最終變?yōu)榭捎糜谏a(chǎn)的電路板設(shè)計(jì)文件，大致可分為三大步：（1）電路原理圖設(shè)計(jì)；（2）根據(jù)電路原理圖生成網(wǎng)絡(luò)表并仿真；（3）設(shè)計(jì)印刷電路板（PCB）圖。電路原理圖的設(shè)計(jì)電路原理圖設(shè)計(jì)的流程圖，如圖2.2所示：圖2.2電路原理圖設(shè)計(jì)流程電路原理圖設(shè)計(jì)的基本步驟是：（1）運(yùn)行Protel99SE，進(jìn)入數(shù)據(jù)庫(kù)管理環(huán)境，操作至如圖2.3所示界面。（2）選擇快捷菜單中的SchematicDocument圖標(biāo)并點(diǎn)擊“OK”，即進(jìn)入界面。（3）雙擊數(shù)據(jù)庫(kù)文件夾中的“Sheet1.Sch”文件即可進(jìn)入電路原理圖編輯窗口（在進(jìn)入編輯窗口前，可先對(duì)該文件重命名。選中文件“Sheet1.Sch”后，用鼠標(biāo)左鍵再單擊其文件名，該文件的名稱欄即變?yōu)榭删庉嫚顟B(tài)，我們可以為文件重命名）。（4）單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇“DocumentOptions”命令，出現(xiàn)SheetOptions對(duì)話框，點(diǎn)擊StandardStyles下拉表，即可選擇圖紙大小。設(shè)置好合適的圖紙大小后就可以進(jìn)行電路原理圖的編輯操作了。（5）在設(shè)計(jì)管理器BrowseSch中的Libraries窗口，點(diǎn)擊“Add/Remove”指令框，可以掛接或卸載元器件庫(kù)。（“MiscellanousDevices.lib”元器件庫(kù)是一個(gè)通用型的元器件庫(kù)，許多常用元器件都可在這個(gè)庫(kù)中找到。）掛接上元器件庫(kù)（如“MiscellanousDevices.lib”元器件庫(kù)），選中它后即在Libraries窗口下的Filter窗口中出現(xiàn)該庫(kù)中的所有元器件名稱。選中需要的元器件，在Libraries窗口的空白顯示區(qū)會(huì)顯示該元器件的外形以便確認(rèn)是否選擇正確。然后點(diǎn)擊“Place”指令框，將鼠標(biāo)移入右面的空白圖紙區(qū)，在合適位置單擊鼠標(biāo)左鍵，即可將元件放置在圖紙上。（6）在點(diǎn)擊“Place”指令框后，放置元件前，可根據(jù)需要對(duì)元件的方向作變換，按空格鍵可逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)元件，每次90°，按“X”鍵可使元件左右對(duì)調(diào)，按“Y”鍵可使元件上下對(duì)調(diào)。設(shè)置好方向，還可對(duì)元件參數(shù)進(jìn)行修改。同樣在點(diǎn)擊“Place”指令框后，放置元件前，點(diǎn)擊“Tab”鍵即可打開(kāi)元件屬性對(duì)話框Part，在此對(duì)話框中可更改元件屬性。對(duì)話框“Attributes”選項(xiàng)卡中的內(nèi)容較為常用，它包括以下內(nèi)容：①LibRef在元件庫(kù)中定義的元件名稱，不會(huì)顯示在繪圖頁(yè)中；②Footprint封裝形式。應(yīng)輸入該元件在PCB庫(kù)里的名稱；③Designator流水序號(hào)；④PartType顯示在繪圖頁(yè)中的元件名稱，默認(rèn)值與LibRef選項(xiàng)中的名稱一致；⑤SheetPath成為繪圖頁(yè)元件時(shí)，定義下層繪圖頁(yè)的路徑；⑥Part定義子元件序號(hào)；⑦Selection切換選取狀態(tài)；⑧HiddenPins是否顯示元件的隱藏引腳；⑨HiddenFields是否顯示“PartFields1-8”、“PartFields9-16”⑩FieldName是否顯示元件數(shù)據(jù)欄名稱。（7）在Libraries窗口下的Filter窗口中，還有一個(gè)“Edit”指令框，其功能是在元件庫(kù)編輯中對(duì)元器件進(jìn)行定義。在Filter窗口選中一個(gè)元器件后，點(diǎn)擊“Edit”指令框，進(jìn)入元件庫(kù)編輯窗口。在此環(huán)境下，可對(duì)元器件的基本參數(shù)進(jìn)行修改，如管腳名稱的更改，管腳編號(hào)的設(shè)定等（當(dāng)管腳信號(hào)是反向輸入時(shí)，需標(biāo)出其反向標(biāo)志。在彈出菜單的Name欄里輸入管腳名稱時(shí)，在每一個(gè)字母后加一個(gè)“\”即可）。編輯完元器件信息后，再點(diǎn)擊該界面中的設(shè)計(jì)管理器BrowseSch的Mask窗口的“Place”指令框，即轉(zhuǎn)入原理圖編輯環(huán)境，可將已編輯好的元器件放置在電路原理圖中。（8）將所有元器件合理放置在圖紙上后，利用“WiringTools”工具欄里的“接地”和“電源”按鈕為電路配置接地和電源。同樣的，在“WiringTools”工具欄里選擇合適的導(dǎo)線類型，將各元器件用導(dǎo)線連接起來(lái)。再利用“網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)”等工具按鈕最后對(duì)電路原理圖進(jìn)行設(shè)計(jì)后，該電路原理圖的設(shè)計(jì)工作就完成了。在原理圖設(shè)計(jì)中有許多技巧，例如用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)住已放置好的元器件可進(jìn)行拖拽，使元器件的位置更加合理；用鼠標(biāo)左鍵雙擊元器件，則彈出該元器件的屬性對(duì)話框，我們即可更改該元器件設(shè)定錯(cuò)誤的參數(shù)。在設(shè)計(jì)電路原理圖時(shí)，應(yīng)用快捷鍵有利于工作的快速完成。如“PageUp”鍵的作用是以鼠標(biāo)為中心放大，而“PageOn”鍵的作用是以鼠標(biāo)為中心縮小；“Home”鍵的作用是將鼠標(biāo)所指的位置居中；“End”鍵的作用是刷新（重畫(huà)）；又如Alt＋Backspace鍵是撤消操作；Alt＋E然后按E再按A是取消全部選擇；Alt＋E再按L是刪除被選中元件。另外按住“Tab”鍵不放，再按菜單鍵的首個(gè)字母，即可快速打開(kāi)該菜單，等等。熟練使用這些快捷鍵，可大大加快繪圖速度。電路原理圖的網(wǎng)絡(luò)表文件生成每個(gè)電路就是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，由節(jié)點(diǎn)、元件和連接線組成。因此可以用網(wǎng)絡(luò)表的形式表達(dá)所繪制的電路原理圖。而電路原理圖的網(wǎng)絡(luò)表正是電路板自動(dòng)布線的靈魂，也是原理圖設(shè)計(jì)軟件Schematic與印刷電路設(shè)計(jì)軟件PCB之間的接口。在經(jīng)過(guò)電氣規(guī)則檢查，改正所有錯(cuò)誤并再次檢查無(wú)錯(cuò)誤后，網(wǎng)絡(luò)表可直接從電路原理圖轉(zhuǎn)化得來(lái)。其生成步驟如下：在編輯電路原理圖環(huán)境下，執(zhí)行菜單命令Design/CreateNetlist…即出現(xiàn)“NetlistCreation”對(duì)話框。在此對(duì)話框中有若干選項(xiàng)需進(jìn)行設(shè)置。（1）將OutputFormat欄設(shè)置成Protel格式；（2）若生成單張?jiān)韴D，不需更改NetIdentifierScope欄的內(nèi)容；（3）因?yàn)槭钱a(chǎn)生當(dāng)前正在編輯的電路的網(wǎng)絡(luò)表，所以將SheetstoNetlist選項(xiàng)設(shè)置為ActiveSheet。設(shè)置完成后，點(diǎn)擊“OK”按鈕，幾秒鐘后，在設(shè)計(jì)管理器中自動(dòng)生成一個(gè)以.NET為擴(kuò)展名的文件。此文件即為當(dāng)前設(shè)計(jì)電路的網(wǎng)絡(luò)表。打開(kāi)該文件，如圖2.11所示：印制電路板（PCB）圖的設(shè)計(jì)在完成電路原理圖的設(shè)計(jì)并對(duì)其生成正確的網(wǎng)絡(luò)表后，就可以進(jìn)行印制電路板的設(shè)計(jì)了。印制電路板的設(shè)計(jì)主要依靠印制電路板PCB模塊。該模塊的主要特點(diǎn)是：（1）32位的EDA設(shè)計(jì)系統(tǒng)，支持多層印制板的設(shè)計(jì)；（2）豐富而又靈活的編輯功能可支持自動(dòng)布線和手動(dòng)布線；（3）強(qiáng)大的設(shè)計(jì)自動(dòng)化功能，具有超強(qiáng)的自動(dòng)布局能力，在編輯時(shí)系統(tǒng)可自動(dòng)指出違反設(shè)計(jì)規(guī)則的錯(cuò)誤，實(shí)現(xiàn)PCB板面的優(yōu)化設(shè)計(jì)；（4）在線式庫(kù)編輯及完善的庫(kù)管理；（5）完備的輸出系統(tǒng)。點(diǎn)擊PCBDocument確定后，就建立了一個(gè)印制電路板圖的設(shè)計(jì)文件，初始名稱為“PCB1.PCB”。雙擊“PCB1.PCB”（可更改名稱，方式與電路原理圖設(shè)計(jì)時(shí)，更改電路原理圖名稱相同）即打開(kāi)印制電路板圖設(shè)計(jì)環(huán)境。這時(shí)，執(zhí)行菜單命令Design中的“LoadNets…”命令，在彈出的對(duì)話框中選擇需要的以.NET為后綴名的已經(jīng)生成的電路原理圖網(wǎng)絡(luò)表，點(diǎn)擊“OK”后，系統(tǒng)會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)表中的元器件進(jìn)行當(dāng)確認(rèn)無(wú)誤后，點(diǎn)擊對(duì)話框的“Execute”指令框，則系統(tǒng)自動(dòng)生成該電路原理圖的PCB圖[6,7,8,9]。2.2KeilC51應(yīng)用軟件介紹2.2.1KeilC51開(kāi)發(fā)系統(tǒng)概述KeilC51是美國(guó)KeilSoftware公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語(yǔ)言軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)。采用C語(yǔ)言進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)，原因是C語(yǔ)言與匯編語(yǔ)言相比，在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，且易學(xué)易用。KeilC51軟件提供了豐富的庫(kù)函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開(kāi)發(fā)調(diào)試工具，并且采用全Windows界面，使其用戶界面非常友好。另外KeilC51生成的目標(biāo)代碼效率非常高，多數(shù)語(yǔ)句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開(kāi)發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)。2.2.2KeilC51uVision3是KeilC51的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，通常稱做KeilC51的調(diào)試器。它具有對(duì)C51代碼進(jìn)行編輯、編譯，與庫(kù)以及其他目標(biāo)程序進(jìn)行連接，以及調(diào)試、仿真，最后生成HEX文件的功能。熟練掌握uVision3的操作并充分利用它強(qiáng)大的功能，將為單片機(jī)的軟件開(kāi)發(fā)提供強(qiáng)大助力。uVision3的操作步驟如下：（1）打開(kāi)uVision3，進(jìn)入操作界面如圖2.3所示：圖2.3KeilC51操作界面（2）執(zhí)行菜單指令“文件”，選擇“新建…”，則在灰色區(qū)域內(nèi)彈出一個(gè)名稱為“Text1”的文本編輯窗口，該窗口即指令代碼編輯窗口（3）在指令代碼編輯窗口中寫(xiě)入要執(zhí)行的指令代碼，推薦使用C語(yǔ)言編輯。在指令代碼寫(xiě)入完成后，點(diǎn)擊工具欄保存按鈕，將文件保存在指定文件夾中。注意：在保存該種文件時(shí)，應(yīng)將其擴(kuò)展名設(shè)為.C。uVision3在支持C語(yǔ)言對(duì)指令代碼編程的同時(shí)還支持匯編語(yǔ)言對(duì)指令代碼的編程。在使用匯編語(yǔ)言編輯指令代碼后，保存文件時(shí)，應(yīng)將其擴(kuò)展名設(shè)為.A。（4）建立一個(gè)新工程。執(zhí)行菜單指令“工程”，選擇“新建工程…”，即彈出一個(gè)名稱為“產(chǎn)生新工程”的對(duì)話框。在文件名輸入框中輸入工程名稱后點(diǎn)擊“保存”按鈕保存，習(xí)慣上工程的名稱一般與保存的C51文件名一致。在點(diǎn)擊“保存”按鈕后，會(huì)彈出一個(gè)51系列CPU類型庫(kù)的對(duì)話框，用來(lái)選擇在這個(gè)工程中所采用的51系列CPU的型號(hào)。選擇好CPU，點(diǎn)擊確定后，一個(gè)工程就建立好了。（5）編譯、調(diào)試指令代碼。鼠標(biāo)右擊工程工作區(qū)里的“源代碼組1”文件夾，選擇“添加文件到組“源代碼組1”命令，把剛保存的C51源代碼程序加入到新建的工程中這時(shí)就可以對(duì)編寫(xiě)的源程序進(jìn)行編譯和調(diào)試了。在“工程”菜單里有3個(gè)編譯命令：①“創(chuàng)建目標(biāo)”指令的功能是編譯當(dāng)前文件并生成目標(biāo)文件；②“重建所有目標(biāo)文件”指令的功能是重新編譯所有的文件并生成目標(biāo)文件；③“編譯當(dāng)前文件”指令的功能是編譯所有文件，然后連接并轉(zhuǎn)換為輸出文件[10,11,12]。

3系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)方案本次設(shè)計(jì)的呼叫系統(tǒng)由若干個(gè)呼叫源(一般每張病床為一個(gè)，稱為前端分機(jī))、起數(shù)模轉(zhuǎn)換作用的模擬控制板、走廊或大廳里的掛機(jī)和監(jiān)護(hù)室里的主機(jī)控制系統(tǒng)組成。當(dāng)呼叫源有呼叫信號(hào)時(shí)，主機(jī)控制系統(tǒng)的喇叭和顯示板上有相應(yīng)的聲、光呼叫信號(hào)指示，并能在顯示器上顯示出呼叫編號(hào)。該系統(tǒng)采用主從結(jié)構(gòu)，監(jiān)控系統(tǒng)（主機(jī)）放在醫(yī)生值班室內(nèi)（可以通過(guò)接口電路與計(jì)算機(jī)相聯(lián)，構(gòu)成監(jiān)護(hù)中心），當(dāng)病床有呼叫請(qǐng)求時(shí)進(jìn)行聲光報(bào)警，并在顯示器上顯示病床的位置。呼叫源（分機(jī)）放在病房?jī)?nèi)，病人有呼叫請(qǐng)求時(shí)，按下求救按鈕，向值班室呼叫，并點(diǎn)亮呼叫指示燈。主機(jī)和分機(jī)之間通過(guò)電源線連接在一起，控制信號(hào)在傳輸過(guò)程中要經(jīng)過(guò)數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換，這是在模擬控制板上完成的。主機(jī)和分機(jī)通訊時(shí)，主機(jī)依次向各分機(jī)發(fā)送地址信息，各分機(jī)接收主機(jī)發(fā)來(lái)的地址信息，如果和自己的地址相同，則向主機(jī)發(fā)送自己的報(bào)警信息，無(wú)報(bào)警信息時(shí)，向主機(jī)發(fā)送一個(gè)空號(hào)；如和自己的地址不相同，則不做任何反應(yīng)。該智能呼叫系統(tǒng)由四大部分組成，即主機(jī)控制板、模擬板、掛機(jī)和分機(jī)。主機(jī)是本系統(tǒng)最重要的部分，相當(dāng)于“人的大腦”，起到控制整個(gè)系統(tǒng)的作用。分機(jī)在系統(tǒng)中有固定的地址，主要是分布在各個(gè)病房的病床上。掛機(jī)一般設(shè)置在醫(yī)院的走廊里，便于醫(yī)院里的醫(yī)生或護(hù)士看到呼叫病床的信息。模擬控制板是主機(jī)、分機(jī)、掛機(jī)之間信息傳輸?shù)臉蛄?，起到?shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)相互轉(zhuǎn)換的作用。該智能呼叫系統(tǒng)的功能框圖，如圖3.1所示：

圖3.1系統(tǒng)功能框圖3.1.1二線制技術(shù)有線傳輸即將前端設(shè)備的信號(hào)通過(guò)導(dǎo)線傳送給控制器。根據(jù)控制器與前端設(shè)備之間采用的是并行傳輸還是串行傳輸方式來(lái)選用不同的線制。所謂線制就是指前端設(shè)備和控制器之間的傳輸線的條數(shù)。一般可分為多線制、總線制和混合式三種方式。所謂二線制，就是指整個(gè)設(shè)備與外界之間只有兩根導(dǎo)線相關(guān)聯(lián)，電源和信號(hào)線共用這兩根導(dǎo)線，設(shè)備的供電完全從控制信號(hào)中取出。采用二線制技術(shù)，其優(yōu)點(diǎn)是布線十分簡(jiǎn)單，便于安裝操作。但是，采用二線制傳輸方式，就要求系統(tǒng)設(shè)備在低于4mA的情況下仍能正常工作，這就需要考慮如何降低系統(tǒng)的功耗。利用電源調(diào)制技術(shù)將電源、數(shù)據(jù)、語(yǔ)音信號(hào)共同加載在兩條電源線上，設(shè)備的供電和各種信號(hào)的傳輸完全不沖突。這樣僅以一對(duì)普通的雙絞線就可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和語(yǔ)音對(duì)話的同步傳輸功能，大幅提高了低壓供電線的利用率，同時(shí)其布線也非常簡(jiǎn)單方便。因此，二線制技術(shù)對(duì)于本系統(tǒng)非常合適[13]。3.1.2電力載波技術(shù)電力載波技術(shù)是一門新興的通信技術(shù)，利用這項(xiàng)技術(shù)可以將數(shù)據(jù)信號(hào)和語(yǔ)音信號(hào)共同加載到供電線上，通過(guò)構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備供電線路進(jìn)行設(shè)備間的數(shù)據(jù)和語(yǔ)音通信，大幅提高了供電線路的利用率。現(xiàn)在這項(xiàng)技術(shù)在民用220V交流低壓供電線上使用的很頻繁，但其實(shí)現(xiàn)技術(shù)很復(fù)雜，設(shè)計(jì)成本對(duì)于我們本次系統(tǒng)設(shè)計(jì)顯得偏高，因而不采用這種技術(shù)。在我們這次系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，系統(tǒng)分機(jī)采用的是直流供電，電壓一般在12V左右。我們?cè)谙到y(tǒng)的低壓供電線上采用電力載波技術(shù)，是將數(shù)據(jù)信號(hào)和語(yǔ)音信號(hào)調(diào)幅后加載到供電線上進(jìn)行信號(hào)傳輸，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)主機(jī)與分機(jī)間的通信。采用這套技術(shù)就大大降低了系統(tǒng)設(shè)計(jì)成本，系統(tǒng)的工作方式也十分靈活，另外還避免了交流供電線上最主要的信號(hào)干擾問(wèn)題，對(duì)于我們的系統(tǒng)設(shè)計(jì)是非常合適的[14,15]。3.2系統(tǒng)功能分析該綜合智能呼叫系統(tǒng)由四大部分組成，即主機(jī)、模擬板、掛機(jī)和分機(jī)。采用單片機(jī)總體控制，利用調(diào)頻技術(shù)、調(diào)幅技術(shù)和電力載波技術(shù)，通過(guò)兩條電源線實(shí)現(xiàn)了主機(jī)、分機(jī)和掛機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信以及主機(jī)和分機(jī)間的語(yǔ)音通信。本次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)框架圖，如圖3.2所示：圖3.2系統(tǒng)框架圖(1)主機(jī)主要功能：當(dāng)有分機(jī)呼叫時(shí)，控制部分解析出分機(jī)地址，數(shù)碼管顯示分機(jī)地址以及呼叫順序，指示燈部分以彩燈形式顯示分機(jī)位置，控制部分把分機(jī)位置送給掛機(jī)顯示，同時(shí)主機(jī)響振鈴音樂(lè)。主機(jī)數(shù)碼管在沒(méi)有分機(jī)呼叫時(shí)用來(lái)顯示日期和時(shí)間，當(dāng)有分機(jī)呼叫時(shí)一部分（前兩位）用來(lái)顯示呼叫的順序，另一部分（后兩位）用來(lái)顯示分機(jī)的位置。指示燈要顯示護(hù)理級(jí)別，護(hù)理級(jí)別共分三級(jí)，分別用綠色，橙色，紅色來(lái)顯示。每次重新上電以后要保持以前的護(hù)理級(jí)別。護(hù)理級(jí)別可以通過(guò)主機(jī)上的鍵盤來(lái)設(shè)置。當(dāng)顯示呼叫來(lái)的分機(jī)位置的時(shí)候，要用綠色，橙色，紅色輪換的醒目顯示。當(dāng)有多個(gè)呼叫未接聽(tīng)時(shí)，所有的位置都要輪換顯示，可以通過(guò)主機(jī)應(yīng)答或者通過(guò)按床牌指示燈下的按鈕來(lái)取消。按鍵是用來(lái)設(shè)置系統(tǒng)的工作狀態(tài)的，可以改變的內(nèi)容有：設(shè)置護(hù)理級(jí)別、設(shè)置振鈴聲的大小、設(shè)置時(shí)間和日期等。語(yǔ)音報(bào)號(hào)功能是當(dāng)有病人呼叫時(shí)，主機(jī)可設(shè)語(yǔ)音報(bào)號(hào)，語(yǔ)音報(bào)號(hào)的最大特點(diǎn)是醫(yī)務(wù)人員在專注處理其他事務(wù)時(shí)，能耳聽(tīng)八方，及時(shí)得到呼叫病人的信息，作出快速反應(yīng)?！罢Z(yǔ)音報(bào)號(hào)”：如第二十二床病人呼叫時(shí)，主機(jī)話機(jī)會(huì)發(fā)出“叮咚！二十二床病人呼叫?！?2)模擬板主要功能：模擬板和主機(jī)實(shí)現(xiàn)的功能密不可分，它能把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，實(shí)現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換，模擬板是上行信號(hào)和下行信號(hào)的中轉(zhuǎn)站，同時(shí)它還能實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音信號(hào)的調(diào)制解調(diào)。(3)掛機(jī)主要功能：掛機(jī)(即樓道數(shù)碼顯示板)被安裝在醫(yī)院的大廳走廊里，無(wú)人呼叫時(shí)正常顯示日期時(shí)間（與主機(jī)時(shí)間一致），當(dāng)有病床和緊急呼救時(shí)顯示畫(huà)面自動(dòng)切換到呼救信息，如顯示呼叫病人的床位號(hào)或房間號(hào)。遠(yuǎn)離護(hù)士站的走廊數(shù)碼顯示屏可設(shè)置呼叫報(bào)警聲響，走廊數(shù)碼顯示屏設(shè)置了報(bào)警聲響后，報(bào)警聲在晚上與午休的時(shí)間段內(nèi)能自動(dòng)關(guān)閉(但不關(guān)閉所顯示的床位號(hào)與房間號(hào))，以免影響病人休息。(4)分機(jī)主要功能：分機(jī)是分布在各個(gè)病房里的呼叫機(jī)。按下按鈕時(shí)，分機(jī)自動(dòng)呼叫主機(jī)，通過(guò)CPU發(fā)送報(bào)文向上傳輸自己的地址。同時(shí)分機(jī)指示燈變亮，若主機(jī)不忙時(shí)，喇叭上就會(huì)傳來(lái)振鈴音。若有人接聽(tīng)，則可通過(guò)麥克來(lái)通話。

4系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)4.1系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)4.1.1主機(jī)部分主機(jī)包括控制部分，數(shù)碼管顯示部分，床牌顯示部分?？刂撇糠种饕δ苁墙馕龇謾C(jī)地址和下發(fā)報(bào)文；數(shù)碼顯示部分主要以數(shù)字形式顯示日期時(shí)間以及呼叫分機(jī)的地址；床牌顯示部分用的是發(fā)光二極管，以亮滅的形式指示分機(jī)位置。主機(jī)CPU電路原理圖，如圖4.1所示：圖4.1主機(jī)CPU電路圖4.1.2分機(jī)部分每一個(gè)分機(jī)在系統(tǒng)中都有唯一的地址相對(duì)應(yīng)。當(dāng)按下分機(jī)上的按鈕時(shí)，分機(jī)會(huì)自動(dòng)呼叫主機(jī)，并傳輸自己的地址。分機(jī)電路原理圖，如圖4.2所示：圖4.2分機(jī)電路原理圖4.1.3模擬板部分模擬板在系統(tǒng)中起著重要的數(shù)模轉(zhuǎn)換和調(diào)制解調(diào)作用，是主機(jī)和分機(jī)連接的橋梁，對(duì)語(yǔ)音信號(hào)和報(bào)文的上行和下行傳輸有重要的意義。模擬板電路原理圖，如圖4.3所示：圖4.3模擬板電路圖4.1.4掛機(jī)部分掛機(jī)在主機(jī)空閑時(shí)顯示時(shí)間，而且時(shí)間顯示保持同主機(jī)時(shí)間顯示一致。當(dāng)有分機(jī)呼叫時(shí)，掛機(jī)顯示呼叫分機(jī)的位置以及呼叫順序。掛機(jī)實(shí)現(xiàn)的主要功能是即時(shí)顯示。掛機(jī)CPU電路原理圖，如圖4.4所示：圖4.4掛機(jī)CPU電路圖掛機(jī)的顯示部分使用的是LED顯示數(shù)碼管。掛機(jī)顯示部分電路原理圖，如圖4.5所示：圖4.5掛機(jī)顯示部分電路圖掛機(jī)的顯示是受掛機(jī)CPU控制和驅(qū)動(dòng)的。掛機(jī)顯示驅(qū)動(dòng)電路原理圖，如圖4.6所示：圖4.6顯示驅(qū)動(dòng)電路圖4.2主機(jī)控制板的硬件電路設(shè)計(jì)主機(jī)控制板設(shè)計(jì)是本次系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心。主機(jī)控制板主要用來(lái)處理各外部設(shè)備發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)，然后向外部設(shè)備發(fā)送工作指令，指揮整個(gè)系統(tǒng)正常工作。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)我的重點(diǎn)任務(wù)是負(fù)責(zé)主機(jī)控制板的硬件電路設(shè)計(jì)。主機(jī)控制板的電路總體框架圖，如圖4.7所示：圖4.7主機(jī)控制板的電路總體框架圖分析圖4.7可知：主機(jī)板上包含兩個(gè)CPU芯片：AT89C55WD和P89LPC922。AT89C55WD芯片復(fù)用P2口控制芯片SN74HC244和SN74HC373，實(shí)現(xiàn)了諸如呼叫檢測(cè)、電話檢測(cè)、故障檢測(cè)、關(guān)斷保護(hù)、產(chǎn)生撥號(hào)音、產(chǎn)生提示音等功能。另外，AT89C55WD芯片還控制著LED數(shù)碼管顯示專用芯片BC7280/81，在74HC164芯片配合下控制著呼叫指示展板上與各分機(jī)對(duì)位的發(fā)光二極管的點(diǎn)亮和熄滅，來(lái)顯示是否有分機(jī)呼叫及呼叫分機(jī)的位置。同時(shí)還控制著語(yǔ)音芯片YX24170，在分機(jī)發(fā)生呼叫時(shí)進(jìn)行語(yǔ)音提示，提示主機(jī)管理人員處理分機(jī)呼叫請(qǐng)求。P89LPC922芯片同樣可以控制LED數(shù)碼管顯示專用芯片BC7280/81，在74HC164芯片的配合下控制主機(jī)控制板上的數(shù)碼顯示區(qū)顯示內(nèi)容。當(dāng)有分機(jī)呼叫時(shí)，數(shù)碼顯示區(qū)可顯示呼叫分機(jī)的位置及其呼叫順序。若沒(méi)有呼叫時(shí)，就顯示數(shù)字“0”，表示當(dāng)前無(wú)分機(jī)呼叫。DS1302芯片能夠產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)，該信號(hào)可以被P89LPC922芯片讀入，然后向數(shù)碼顯示控制電路發(fā)送指令，在主機(jī)控制板的數(shù)碼顯示區(qū)顯示當(dāng)前的日期和時(shí)間。日期和時(shí)間可以由P89LPC兩塊CPU芯片通過(guò)RXD（連續(xù)輸入）和TXD（連續(xù)輸出）引腳彼此間通信，共同完成某些操作。CM8870芯片用于主機(jī)呼叫分機(jī)的過(guò)程中。當(dāng)使用主機(jī)話機(jī)撥打要呼叫的分機(jī)號(hào)碼時(shí)，其撥號(hào)音都是雙音多頻信號(hào)（DTMF），這些信號(hào)通過(guò)CM8870芯片的翻譯生成了一個(gè)呼叫報(bào)文，這個(gè)報(bào)文中就包含了要呼叫分機(jī)的地址。系統(tǒng)分機(jī)的CPU收到這個(gè)報(bào)文后進(jìn)行分析，地址正確的分機(jī)就會(huì)與主機(jī)接通語(yǔ)音通信線路，實(shí)現(xiàn)主機(jī)與分機(jī)間的語(yǔ)音通信。語(yǔ)音芯片YX24170主要用于語(yǔ)音提示呼叫。當(dāng)主機(jī)收到分機(jī)的呼叫請(qǐng)求后，主機(jī)CPU芯片AT89C55WD將為YX24170芯片發(fā)送指令，由YX24170控制主機(jī)控制板的揚(yáng)聲器進(jìn)行語(yǔ)音提示。YX24170芯片在使用前已寫(xiě)入多個(gè)語(yǔ)音代碼，在CPU的控制下通過(guò)揚(yáng)聲器發(fā)出語(yǔ)音提示音。我們可通過(guò)主機(jī)控制板的鍵盤操作區(qū)選擇不同的提示音[16,17]。4.2.1系統(tǒng)使用核心芯片介紹本次設(shè)計(jì)的這套系統(tǒng)是基于電源調(diào)制技術(shù)的智能呼叫系統(tǒng)。其中，主機(jī)控制板是整個(gè)呼叫系統(tǒng)的控制中心，是整個(gè)系統(tǒng)的“大腦”，由主機(jī)CPU和多種功能模塊共同構(gòu)成。主機(jī)控制板控制并實(shí)現(xiàn)了諸如接收分機(jī)呼叫、主機(jī)控制板數(shù)碼顯示區(qū)顯示、分機(jī)呼叫指示展板顯示、分機(jī)呼叫的語(yǔ)音提示、掛機(jī)板數(shù)碼顯示、主機(jī)與分機(jī)間的雙向無(wú)干擾語(yǔ)音通信、分機(jī)呼叫優(yōu)先級(jí)設(shè)定等功能。實(shí)現(xiàn)以上功能所使用的芯片有：CPU芯片AT89C55WD、P89LPC922，語(yǔ)音芯片YX24170，雙音多頻(DTMF)解碼器芯片CM887,實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片DS1302等。CPU模塊在主機(jī)控制板部分，我們使用兩塊CPU芯片AT89C55WD及P89LPC922。其中，AT89C55WD芯片作為主CPU芯片使用，而P89LPC922芯片作為輔助CPU芯片協(xié)助AT89C55WD芯片共同完成工作。（1）AT89C55WD芯片圖4.8AT89C55WD芯片AT89C55WD芯片是一種功耗低、運(yùn)算速度快的CMOS型8位微處理器。芯片的制造使用了Atmel公司的高密度非易失性存儲(chǔ)技術(shù)并且設(shè)計(jì)有兼容工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的80C51和80C52功能設(shè)置和引腳輸出。片內(nèi)包含20KB的可編程只讀閃存（Flash），可寫(xiě)入/擦除1000次以上；256字節(jié)的隨機(jī)存取儲(chǔ)存器（RAM）；32條可編程的I／O總線；三個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器；全雙向可編程串行通道；8個(gè)中斷源；芯片振蕩器；硬件看門狗電路及時(shí)鐘電路。AT89C55WD的工作電源為4.0～5.5V，具有低功率停頓（IDLE）和功率下降（DOWN）工作模式，并且具有斷電標(biāo)志POF。AT89C55WD芯片各引腳功能如下：·P0口——8位、開(kāi)漏、雙向I/O口。其第一功能是作為通用I/O口，每個(gè)引腳可驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL負(fù)載作為輸入。這時(shí)P0口應(yīng)全部寫(xiě)入1，為高阻抗輸入腳。P0口的另一個(gè)功能是在訪問(wèn)片外程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，作為數(shù)據(jù)總線/低8位地址線的復(fù)用腳。在這種模式下，P0口含有內(nèi)部上拉電阻。在Flash編程時(shí)，P0口可輸入代碼字節(jié)；在編程校驗(yàn)時(shí)，P0口可輸出代碼字節(jié)（需要外接上拉電阻）?！1口——8位、具有內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口。其主要功能是用作通用I/O口，每個(gè)引腳可驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL負(fù)載。用做輸入端口時(shí)，首先應(yīng)將P1口全部寫(xiě)入1。在這種模式下，外部輸入的低電平將引腳拉低，P1口通過(guò)內(nèi)部上拉電阻向外輸出電流。P1口在Flash編程和校驗(yàn)時(shí)輸入低字節(jié)地址。P1.0和P1.1口有替代功能：P1.0口可作為T2定時(shí)器的外部計(jì)數(shù)輸入；P1.1可作為T2的觸發(fā)輸入?！2口——8位、具有內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口。P2口可用作普通I/O口，每個(gè)引腳的驅(qū)動(dòng)能力為4個(gè)TTL負(fù)載。用做輸入時(shí)，應(yīng)首先將P2口全部寫(xiě)為1。若外部輸入低電平，將引腳也拉低為低電平，并通過(guò)內(nèi)部上拉電阻向外部輸出電流。在Flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P2口輸入高位地址和某些控制信號(hào)?！3口——8位、具有內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口。P3口可用作通用I/O口，每個(gè)引腳的驅(qū)動(dòng)能力為4個(gè)TTL負(fù)載。作為輸入口，應(yīng)首先將P3口全部寫(xiě)為1，由內(nèi)部上拉電阻將該引腳拉為高電平。當(dāng)外部引腳為低電平時(shí)，通過(guò)內(nèi)部上拉電阻向外輸出電流。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P3口也輸入某些控制信號(hào)。此外，P3口引腳還具有替代功能，如表4.1所示：表4.1AT89C55WD芯片P3口代替功能引腳替代功能P3.0RXD（串行口輸入）P3.1TXD（串行口輸出）P3.2（外部中斷0）P3.3（外部中斷1）P3.4T0（定時(shí)器0外部輸入）P3.5T1（定時(shí)器1外部輸入）P3.6（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通）P3.7（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）?RST——復(fù)位輸入端口。當(dāng)RST引腳上的輸入信號(hào)在振蕩器運(yùn)行時(shí)維持兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平，器件便可復(fù)位。RST引腳還可輸出信號(hào)：當(dāng)看門狗定時(shí)器WDT溢出時(shí)，RST引腳可輸出高電平，其脈沖寬度長(zhǎng)達(dá)98個(gè)振蕩周期。?ALE/——地址鎖存信號(hào)輸出/負(fù)脈沖輸入端口。在訪問(wèn)片外程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ALE輸出低8位地址鎖存信號(hào)。而在FLASH編程時(shí)，該引腳可輸入一個(gè)負(fù)脈沖PROG。在正常操作時(shí)，ALE引腳輸出的脈沖頻率為振蕩器頻率的1/6，可用于外部定時(shí)器或鎖存控制信號(hào)。在訪問(wèn)片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將丟失一個(gè)ALE脈沖。·/VPP——片外訪問(wèn)程序存儲(chǔ)器允許。當(dāng)EA接地時(shí)，器件只執(zhí)行片外程序存儲(chǔ)器代碼（0000H～FFFFH）。如果鎖定位被編程，EA在復(fù)位時(shí)將被鎖存。當(dāng)EA接VCC時(shí)，將執(zhí)行片內(nèi)程序存儲(chǔ)器指令。在對(duì)芯片編程時(shí)，該腳引入12V的編程電壓VPP?！TAL1——片內(nèi)振蕩器反相放大器和片內(nèi)時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。·XTAL2——片內(nèi)振蕩器反相放大器的輸出端。（2）P89LPC922芯片圖4.9P89LPC922芯片P89LPC922是一種低功耗、高效率的單片微型控制器，能夠處理廣泛的應(yīng)用要求。許多系統(tǒng)級(jí)的功能被納入到P89LPC922芯片中，減少了元件數(shù)目、電路板空間和系統(tǒng)功耗。P89LPC922芯片的特點(diǎn)是：?除了在12MHz執(zhí)行的乘法與除法指令外，P89LPC922芯片中的高性能80C51CPU為所有指令提供了167-333ns的指令周期時(shí)間。在相同時(shí)鐘頻率下運(yùn)行同樣的程序,P89LPC922的運(yùn)算速率是標(biāo)準(zhǔn)80C51芯片運(yùn)算速率的6倍。因?yàn)樵趫?zhí)行相同的程序時(shí)使用了較低的時(shí)鐘頻率，所以P89LPC922芯片在節(jié)約了能源的同時(shí)降低了干擾。?VDD的調(diào)節(jié)范圍為2.4V至3.6V。I/O口引腳電位為5V（可拉高或激勵(lì)到5.5V）。?芯片內(nèi)置8KB的閃存，其中包括1KB的可擦寫(xiě)區(qū)和64字節(jié)的可擦寫(xiě)頁(yè)空間。?芯片內(nèi)置256字節(jié)的RAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器以及512字節(jié)的板載輔助RAM。?芯片上的512字節(jié)的用戶數(shù)據(jù)EEPROM允許系列化裝置運(yùn)行，參數(shù)設(shè)置存儲(chǔ)等功能。?芯片內(nèi)置兩個(gè)16位的計(jì)數(shù)/定時(shí)器。每個(gè)定時(shí)器都可被配置為在定時(shí)器溢出后撥動(dòng)為端口輸出，或轉(zhuǎn)變成PWM輸出。?實(shí)時(shí)時(shí)鐘也可以用來(lái)作為系統(tǒng)定時(shí)器。?捕獲/比較單元（CCU）提供PWM的輸入捕捉和輸出比較功能。?芯片內(nèi)置兩個(gè)具有選擇輸入和參考源的模擬比較器。?具有分?jǐn)?shù)發(fā)生器、中斷檢測(cè)、幀錯(cuò)誤檢測(cè)、自動(dòng)地址檢測(cè)和通用中斷功能的增強(qiáng)型UART。?400KHz字節(jié)寬的I2C通信端口。?SPI通信的端口。?八個(gè)鍵盤中斷輸入，附加兩個(gè)另外的外部中斷輸入。?四個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)。?看門狗計(jì)時(shí)器具有單獨(dú)的芯片振蕩器，無(wú)需外部振蕩元件?？撮T狗設(shè)備的暫停時(shí)間有8種參數(shù)可供選擇。?有源低通復(fù)位。板載上電復(fù)位只允許沒(méi)有外部復(fù)位元件的操作。復(fù)位計(jì)數(shù)器和復(fù)位抑制電路過(guò)濾了虛假和不完整復(fù)位信號(hào)。利用軟件實(shí)現(xiàn)復(fù)位功能也是可行的。?供電失敗時(shí)，低電壓復(fù)位（欠壓檢測(cè)）允許系統(tǒng)合理的關(guān)閉。低電壓復(fù)位信號(hào)可能隨機(jī)被設(shè)置為中斷信號(hào)。?振蕩器失效檢測(cè)?？撮T狗定時(shí)器具有獨(dú)立且完整的板載振蕩器能夠使它具有振蕩器失效檢測(cè)的功能。?芯片振蕩器結(jié)構(gòu)上包括脈沖和RC振蕩器選項(xiàng)（在用戶程序控制閃存配置位上選擇）。RC振蕩器允許沒(méi)有外部振蕩器的操作。振蕩器支持的工作頻率從20KHz到最高的12MHz。該RC振蕩器是可選擇和精細(xì)調(diào)節(jié)的。?可編程端口輸出配置選項(xiàng)：準(zhǔn)雙向的、開(kāi)放的、可升降的、輸入有效的。?端口“輸入模式匹配”檢測(cè)。當(dāng)引腳信號(hào)匹配或不匹配可編程模式時(shí)，端口0可能產(chǎn)生一個(gè)中斷。?第二數(shù)據(jù)指針。?史密特觸發(fā)端口的輸入。?所有端口管腳的LED驅(qū)動(dòng)引導(dǎo)（20mA）。是整個(gè)芯片的指定最高限額。?限定回傳率的端口輸出降低了干擾。輸出信號(hào)大約有10ns的最小斜坡時(shí)期。?最少23個(gè)I/O引腳（28腳封裝）。當(dāng)使用芯片內(nèi)振蕩器和復(fù)位選項(xiàng)時(shí)可達(dá)到最多的26個(gè)I/O引腳。?當(dāng)選定芯片振蕩器和復(fù)位選項(xiàng)時(shí)，只有電源和接地被用于操作LPC932。?串行可編程閃存允許簡(jiǎn)單的回路生產(chǎn)編碼。閃存的安全位禁止非法的讀操作。?用于應(yīng)用編程的閃存編譯碼。這使得正在運(yùn)行程序的代碼可以被更改。?空閑和兩種不同的待機(jī)模式降低了功耗。從待機(jī)模式下改進(jìn)的啟動(dòng)方式。（低中斷輸入時(shí)開(kāi)始執(zhí)行）。典型的待機(jī)電流為1μA（所有待機(jī)程序和電壓比較器被禁用）。?28腳的PLCC型和TSSOP型封裝。?仿真支持。P89LPC922的各引腳功能如下：·P0口：端口0是一個(gè)輸出類型具有用戶結(jié)構(gòu)的8位I/O端口。其所有端口引腳的配置是獨(dú)立的。所有引腳都具有史密特觸發(fā)輸入?！1口：除了P1.2、P1.3和P1.5引腳，端口1是一個(gè)輸出類型具有用戶結(jié)構(gòu)的8位I/O端口。端口已設(shè)定好的配置決定了端口1各引腳的輸入和輸出操作。P1.2、P1.3用做輸出時(shí)是開(kāi)漏的；P1.5是僅可輸入的。所有引腳都具有史密特觸發(fā)輸入。其引腳替代功能如表4.2所示。表4.2P89LPC922P1口的替代功能引腳替代功能P1.0TXD（串行口輸出）P1.1RXD（串行口輸入）P1.2T0/SCL（外部中斷0/連續(xù)時(shí)鐘輸入/輸出）P1.3/SDA（外部中斷0輸入/連續(xù)數(shù)據(jù)輸入/輸出）P1.4（外部中斷1輸入）P1.5（外部重置輸入）P1.6OCB（輸出比較B）P1.7OCC（輸出比較C）·P2口：端口2是一個(gè)輸出類型具有用戶結(jié)構(gòu)的8位I/O端口。其所有端口引腳的配置是獨(dú)立的。端口已設(shè)定好的配置決定了端口2各引腳的輸入和輸出操作。這個(gè)端口在20腳封裝型號(hào)的產(chǎn)品中不存在，并且它被自動(dòng)設(shè)定為具有保存輸出信號(hào)的能力。所有引腳都具有史密特觸發(fā)輸入。其引腳替代功能如表4.3所示。·P3口：端口3是一個(gè)輸出類型具有用戶結(jié)構(gòu)的2位I/O端口。其所有端口引腳的配置是獨(dú)立的。端口已設(shè)定好的配置決定了端口3各引腳的輸入和輸出操作。所有引腳都具有史密特觸發(fā)輸入。語(yǔ)音芯片YX24170圖4.10YX24170芯片YX24170語(yǔ)音芯片隸屬于OTP燒錄系列芯片。它是針對(duì)客戶需求量少，使用周期短，使用效率快而開(kāi)發(fā)的一款一次性燒錄芯片。是一種功能強(qiáng)大的立體聲音樂(lè)合成控制器芯片。它能夠演奏最大為32聲道的MIDI格式音樂(lè)。在YX24170芯片上共包含24個(gè)I/O端口,可在6K的采樣速率下存儲(chǔ)170秒的語(yǔ)音信號(hào)。YX24170芯片上為左/右音頻各配備一個(gè)16位D/A轉(zhuǎn)換器并設(shè)置有一個(gè)供音頻輸出的揚(yáng)聲器放大器。該芯片的特點(diǎn)是：·內(nèi)置8位單片機(jī)核心；·內(nèi)置可編程語(yǔ)音發(fā)生器；·內(nèi)置帶可編程鎖相環(huán)的電壓控制振蕩器；·內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘速度可達(dá)45MHz（在VCC=3V時(shí)可達(dá)最大值45MHz）；·操作電壓：2.4~3.6V；·操作電流：35mA（無(wú)音頻負(fù)載時(shí)的平均操作電流）·內(nèi)置最大為4MB（512K字節(jié)）的OTP-ROM；·內(nèi)置16KB（2048字節(jié)）的SRAM；·為信號(hào)放大器或?yàn)V波器配備兩個(gè)EQ-OP；·配備一個(gè)揚(yáng)聲放大器（0.5W）；·內(nèi)置微型控制器接口（8位并行接口）；·待機(jī)電流為2.0uA；·語(yǔ)音長(zhǎng)度為170秒；·采樣頻率為6K；·語(yǔ)音輸出格式為PWM。YX24170可分段存貯170秒的語(yǔ)音信息。在本次系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，我們?cè)赮X24170芯片中分段存入“二”、“十”、“二”、“床”、“呼叫”等語(yǔ)音，在主機(jī)CPU芯片AT89C55WD的控制下，便可進(jìn)行分機(jī)呼叫的語(yǔ)音提示。若二十二號(hào)分機(jī)對(duì)主機(jī)呼叫，其呼叫提示音可為“二十二床呼叫”，且循環(huán)播放，提示主機(jī)管理人員二十二號(hào)分機(jī)在呼叫。雙音多頻(DTMF)解碼器CM8870CM8870/70C是CMD公司生產(chǎn)的用于雙音頻接收的CMOS型雙音多頻接收器專用芯片，主要包括輸入端運(yùn)算放大器、頻帶分割濾波器、數(shù)字解碼器和輸出控制單元4個(gè)部分。通過(guò)將信號(hào)過(guò)濾器和數(shù)字譯碼器的功能整合到一塊18引腳的雙列直插式封裝芯片內(nèi)，CM8870/70C提供了完整的DTMF接收器能力。CM8870/70C使用最新的CMOS技術(shù)設(shè)計(jì)達(dá)到低功耗（最大35mW）和精確的數(shù)據(jù)傳遞要求。在輸入端，運(yùn)算放大器部分對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行必要的增益處理，輸出的信號(hào)通過(guò)基于開(kāi)關(guān)電容技術(shù)的頻帶分割濾波器進(jìn)行濾波和頻帶分割，提取出高頻組信號(hào)和低頻組信號(hào)，再將高頻組信號(hào)和低頻組信號(hào)進(jìn)行特征提取，最后確定出組成按鍵的2個(gè)頻率。將這2個(gè)頻率值送到相應(yīng)的輸出口進(jìn)行解碼，輸出相應(yīng)的按鍵代碼，這樣就完成了一個(gè)按鍵的檢測(cè)。圖4.11CM8870/70C的過(guò)濾器模塊使用換向電容器技術(shù)。而其譯碼器采用數(shù)字計(jì)數(shù)的明暗雙解碼法將所有16種DTMF信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)?位的密碼。CM8870/70C芯片電路的特點(diǎn)是：·單5V工作電壓；·性能優(yōu)越，工作狀態(tài)穩(wěn)定；·最小外圍線路設(shè)計(jì)，占用空間??；·低功耗設(shè)計(jì)，節(jié)約能源；·工作模式包含省電模式、INHIBIT模式等，工作方式靈活。目前，大多數(shù)電話均通過(guò)雙音頻信號(hào)進(jìn)行按鍵信息的傳送。在發(fā)送端，電話機(jī)對(duì)按鍵信息進(jìn)行雙音頻編碼；在接收端，通過(guò)解碼獲得相應(yīng)的按鍵信息，從而實(shí)現(xiàn)按鍵信息在電話線上的傳遞。利用電話按鍵可實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、方便、廉價(jià)的遠(yuǎn)程控制。因此，CM8870/70C芯片有著非常廣泛的使用前景。DS1302實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片DS1302具有計(jì)算2100年之前的秒、分、時(shí)、日、星期、月、年、的能力，還有閏年自動(dòng)調(diào)整功能。31*8位暫存數(shù)據(jù)存儲(chǔ)RAM。串行I/O口方式。工作電壓：2.0V到5.5V。工作電流：2.0V時(shí)小于300nA。讀寫(xiě)時(shí)鐘或RAM數(shù)據(jù)時(shí)，兩種傳送方式：?jiǎn)巫止?jié)傳送和多字節(jié)傳送。與TTL兼容（Vcc=5V）?？蛇x工業(yè)級(jí)溫度范圍：-40°C到+85°C。圖4.11DS1302芯片DS1302是涓流充電時(shí)鐘芯片，內(nèi)含一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷和31字節(jié)靜態(tài)RAM，可以通過(guò)串行接口與單片機(jī)通信。實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷電路提供秒、分、時(shí)、日、日期、月、年的信息，每個(gè)月的天數(shù)和閏年的天數(shù)可自動(dòng)調(diào)整，時(shí)鐘操作可通過(guò)AM/PM標(biāo)志位決定采用24小時(shí)或12小時(shí)時(shí)間格式。DS1302與單片機(jī)之間能采用簡(jiǎn)單的串行通信的方式進(jìn)行通信，僅需要3個(gè)口線：（1）RES（復(fù)位）（2）I/O數(shù)據(jù)線（3）SCLK(串行時(shí)鐘)。時(shí)鐘/RAM的讀/寫(xiě)數(shù)據(jù)以一個(gè)字節(jié)或多達(dá)31字節(jié)的字符組方式通信。DS1302工作時(shí)功耗很低，保持?jǐn)?shù)據(jù)和時(shí)鐘信息時(shí)，功率小于1mW。DS1302除了繼承了DS1202的基本時(shí)間函數(shù)外，DS1302還附加有主電源和備用電源，涓流充電電源Vcc1,七位數(shù)據(jù)暫存存儲(chǔ)器。信號(hào)描述：V1Vcc1在單電源與電池供電的系統(tǒng)中提供低電源并提供低功率的電源備份。Vcc2Vcc2在雙電源系統(tǒng)中提供主電源，在這種方式下Vcc1連接到備份電源，以便在沒(méi)有主電源的情況下能保存時(shí)間信息以及數(shù)據(jù)。DS1302由Vcc1或Vcc2兩者中較大者供電。（1）當(dāng)Vcc2大于Vcc1+0.2V時(shí),VCC2給DS1302供電。（2）當(dāng)Vcc2小于Vcc1時(shí),Vcc1給DS1302供電。SCLK串行輸出)SCLK用來(lái)同步串行口的數(shù)據(jù)傳輸。內(nèi)部有一個(gè)40k?的上拉電阻。I/O/輸出)I/O端口是三線制雙向數(shù)據(jù)端口。內(nèi)部有一個(gè)40k?上拉電阻。RST)當(dāng)進(jìn)行讀寫(xiě)操作的時(shí)候復(fù)位線必須設(shè)置為高電平。內(nèi)部有一個(gè)40k?上拉電阻。X1,X2內(nèi)部振蕩器有一個(gè)6pF電容。DS1302也可以外接一個(gè)32.768kHz的外部晶振，在這一結(jié)構(gòu)中X1接外部振蕩器，X2懸空。命令字一個(gè)命令字引發(fā)一個(gè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。MSB(7)必須為高電平。低電平將不能將數(shù)據(jù)寫(xiě)入DS1302中。位6如果為0，則表示存取日歷時(shí)鐘數(shù)據(jù)，為1則表示存取RAM數(shù)據(jù)。位5至位1指示操作單元的地址。最低有效位（位0）為0表示要進(jìn)行寫(xiě)操作，為1表示進(jìn)行讀操作，控制字節(jié)總是從最低位開(kāi)始傳輸。圖4.6命令字復(fù)位和時(shí)鐘控制通過(guò)將RST輸入驅(qū)動(dòng)置高電平來(lái)驅(qū)動(dòng)所有的數(shù)據(jù)傳送。RST輸入有兩種功能：首先，RST接通控制邏輯，允許地址/命令序列送入移位寄存器；其次，RST提供了終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。當(dāng)RST為高電平時(shí)，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對(duì)DS1302進(jìn)行操作。如果在傳送的過(guò)程中置RST為低電平，則會(huì)終止此次數(shù)據(jù)傳送，并且I/O引腳為高阻態(tài)。上電運(yùn)行時(shí)，在Vcc>2.0V.之前，RST必須保持低電平。只有在SCLK為低電平時(shí)，才能將RST置為高電平。數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)輸入是在輸入寫(xiě)命令字節(jié)的8個(gè)SCLK周期之后，在接下來(lái)的8個(gè)SCLK周期中的每個(gè)脈沖的上升沿輸入數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)從0位開(kāi)始。如果有額外的SCLK周期，他們將被忽略。中斷標(biāo)志秒寄存器的7位被定義為時(shí)鐘中斷標(biāo)志。當(dāng)這一位置為高電平時(shí)時(shí)鐘振蕩器停止工作，DS1302進(jìn)入電流小于100nM的低功耗模式。當(dāng)這一位為低電平時(shí)，時(shí)鐘開(kāi)始工作，最初的電源狀態(tài)沒(méi)有被定義。AM-PM/12-24模式小時(shí)寄存器的7位被定義為12或24小時(shí)選擇位。當(dāng)位高電平時(shí)，為12小時(shí)模式。在12小時(shí)模式中，第5位為AM/PM選擇位，為高電平時(shí)是PM模式。在24小時(shí)模式中，第5位為第二個(gè)12小時(shí)位（20-23小時(shí)）。寫(xiě)保護(hù)位控制寄存器的第7位是寫(xiě)保護(hù)寄存器。它的頭7位如果被置為0，在讀操作時(shí)總是讀出0.在對(duì)時(shí)鐘或RAM進(jìn)行寫(xiě)操作之前，位7必須為0，當(dāng)它為高電平時(shí)，寫(xiě)保護(hù)防止任何其他寄存器進(jìn)行寫(xiě)操作。涓流充電寄存器這個(gè)寄存器是DS1302的特有寄存器。如圖5的簡(jiǎn)易圖表是涓流充電器的基本組成。涓流式充電選擇位（TCS）控制涓流充電器的充電方式。為了防止偶然因素使DS1302工作，只有1010模式可以啟動(dòng)涓流充電器。其他模式都不能啟動(dòng)涓流充電器。涓流充電被禁止時(shí)，DS1302被供電。二極管選擇位（DS）（2、3腳）選擇是否有一個(gè)或兩個(gè)二極管鏈接在Vcc2和Vcc1之間。如果DS為01，那么選擇一個(gè)二極管:如果DS為10，則選擇兩個(gè)二極管。如果DS為11或00，那么涓流式充電被禁止，與TCS無(wú)關(guān)。RS位（0、1腳）選擇連接在Vcc2和Vcc1之間的電阻.如果RS為00，涓流充電器被禁止，與TCS二極管無(wú)關(guān)，電阻的選擇與使用者所選擇的電池的最大電流或電容充電能力有關(guān)。最大充電電流會(huì)在后邊的例子中計(jì)算出。假如一個(gè)5V的供電系統(tǒng)給Vcc2供電，并且一個(gè)電容鏈接到Vcc1。仍然假定一個(gè)涓流充電器已經(jīng)被啟動(dòng)且有一個(gè)二極管和一個(gè)電阻R1鏈接在Vcc2和Vcc1之間。因此，最大充電電流I最大可以用下邊的公式計(jì)算出來(lái)。I(最大)=(5.0V-diodedrop)/R1≈(5.0V-0.7V)/2k?≈2.2mA由于電容充電的原因，電壓經(jīng)過(guò)Vcc1和Vcc2后電壓會(huì)相應(yīng)降低。時(shí)鐘/CALENDARBURSTMODE最先的8位時(shí)鐘/日歷寄存器可以被連續(xù)的從0地址的0位開(kāi)始被讀或?qū)?。?dāng)一個(gè)寫(xiě)時(shí)鐘/日歷模式被運(yùn)行，寫(xiě)保護(hù)位被置為高電平，任何數(shù)據(jù)都不會(huì)被寫(xiě)入8位時(shí)鐘日歷寄存器（包括控制寄存器）。涓流式充電器在突發(fā)模式中不容易受影響。當(dāng)有讀時(shí)鐘脈沖時(shí)，時(shí)間被傳送到秒寄存器中。時(shí)間信息在秒寄存器中被讀取。時(shí)鐘繼續(xù)運(yùn)行。在數(shù)據(jù)更新的過(guò)程中不會(huì)重復(fù)讀操作。RAM在RAM地址空間中有連續(xù)的靜態(tài)31乘8字節(jié)的地址空間。4.2.2主機(jī)板功能模塊電路分析.CPU模塊電路以AT89C55WD單片機(jī)芯片為核心的CPU模塊電路，如圖4.12所示：圖4.12CPU模塊電路AT89C55WD芯片的P3.4/T0引腳與SN74HC373芯片的引腳相連，并且通過(guò)P2口輸出信號(hào)控制著SN74HC373芯片實(shí)現(xiàn)關(guān)斷保護(hù)等功能。此外，AT89C55WD芯片的引腳P1.7與兩塊SN74HC244芯片的引腳相連，同時(shí)通過(guò)SN74HC244芯片輸出給P2口的輸入信號(hào)實(shí)現(xiàn)呼叫檢測(cè)等功能。另外，AT89C55WD芯片的P1.0、P1.1、P1.2、P1.3及P3.2引腳用于控制數(shù)碼顯示模塊。P0口用于與語(yǔ)