基于51單片機(jī)的病號(hào)呼叫系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制作

湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)

目錄

1產(chǎn)品功能分析.........................................................................................................1

2設(shè)計(jì)方案遴選.........................................................................................................1

2.1單片機(jī)的選擇..........................................................................................1

2.2通訊方式的選擇......................................................................................1

2.3系統(tǒng)框圖設(shè)計(jì)..........................................................................................1

3產(chǎn)品硬件設(shè)計(jì).........................................................................................................2

3.1STC89C52RC單片機(jī)核心電路設(shè)計(jì).............................................................2

3.2按鍵電路設(shè)計(jì)..........................................................................................3

3.3LCD1602液晶顯示模塊電路.......................................................................4

4產(chǎn)品軟件設(shè)計(jì).........................................................................................................4

4.1主程序流程圖..........................................................................................5

4.2LCD1602液晶顯示程序設(shè)計(jì).......................................................................6

4.3產(chǎn)品程序清單..........................................................................................6

5產(chǎn)品使用說明.........................................................................................................7

5.1產(chǎn)品裝配圖..............................................................................................7

5.2產(chǎn)品調(diào)試..................................................................................................9

5.3產(chǎn)品使用說明..........................................................................................9

6、產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn).................................................................................................9

7參考資料.................................................................................................................10

附錄.............................................................................................................................11

附錄1元器件清單.............................................................................................11

附錄2原理圖.....................................................................................................12

附錄3PCB設(shè)計(jì)圖...............................................................................................13

附錄4產(chǎn)品實(shí)物圖.............................................................................................14

附錄5主程序代碼.............................................................................................15

湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)

基于51單片機(jī)的病號(hào)呼叫系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制作

1產(chǎn)品功能分析

病人按下按鍵時(shí)，護(hù)士值班室通過單片機(jī)接收到指令，發(fā)出呼叫警報(bào)，同

時(shí)液晶上顯示對(duì)應(yīng)的病床號(hào)，當(dāng)護(hù)士按鍵應(yīng)答，停止呼叫警報(bào)，液晶顯示已應(yīng)

答，警報(bào)由定時(shí)器控制關(guān)閉。當(dāng)有多個(gè)病人呼叫沒有及時(shí)答應(yīng)時(shí)，對(duì)應(yīng)顯示各

床床位號(hào)，同時(shí)報(bào)警。

2設(shè)計(jì)方案遴選

以原理圖為基礎(chǔ)，在萬能板上搭建最簡易的電路，合適產(chǎn)品的零件位置，

需要發(fā)揮各零件的基本功能。在考慮產(chǎn)品最基本的功能效果之后，要考慮他的

經(jīng)濟(jì)成本，做到物美價(jià)廉。

2.1單片機(jī)的選擇

本設(shè)計(jì)是基于STC89C52單片機(jī)設(shè)計(jì)的病房呼叫系統(tǒng)設(shè)計(jì)，該系統(tǒng)就是以

Atmel公司的STC89C52單片機(jī)作為主控器，包括鍵盤輸入電路，顯示電路，

以及晶振復(fù)位電路等來實(shí)現(xiàn)病房呼叫系統(tǒng)。

2.2通訊方式的選擇

系統(tǒng)以STC89C52單片機(jī)為核心輔以矩陣鍵盤、LCD1602示電路和部分簡

單模擬和數(shù)字電路組成的能夠?qū)崿F(xiàn)病人和醫(yī)護(hù)人員之間信息。

2.3系統(tǒng)框圖設(shè)計(jì)

1

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應(yīng)答按鍵

聲音報(bào)警

按鍵模塊指示燈單片機(jī)

液晶顯示

圖2.1系統(tǒng)框圖

3產(chǎn)品硬件設(shè)計(jì)

由STC89C52單片機(jī)所組成的系統(tǒng)，其中按鍵模塊、指示燈模塊、1602顯

示模塊、蜂鳴器模塊。

3.1STC89C52RC單片機(jī)核心電路設(shè)計(jì)

功能強(qiáng)大STC89C52單片機(jī)可為您提供許多高性價(jià)比的應(yīng)用場合，可靈

活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域，其主要功能有：

①與MCS-51產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容

②全靜態(tài)操作:0Hz-24MHz

③三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器

④128×8字節(jié)內(nèi)部RAM

⑤32個(gè)可編程I/O口線

⑥2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器

⑦5個(gè)中斷源

⑧可編程串行UART通道

2

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圖3.1STC89C52RC單片機(jī)原理圖

圖3.2STC89C52RC單片機(jī)實(shí)物圖

3.2按鍵電路設(shè)計(jì)

獨(dú)立式按鍵是指直接用I/O口線構(gòu)成的單個(gè)按鍵電路。每個(gè)獨(dú)立式按鍵單

獨(dú)占有一根I/O口線，每根I/O口線的工作狀態(tài)都不會(huì)影響其他I/O口線的工

作狀態(tài)。

3

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圖3.3獨(dú)立按鍵原理圖

3.3LCD1602液晶顯示模塊電路

液晶顯示模塊已作為很多電子產(chǎn)品的通過器件，如在計(jì)算器、萬用表、電

子表及很多家用電子產(chǎn)品中都可以看到，液晶顯示器都是數(shù)字式的，和單片機(jī)

系統(tǒng)的接口更加簡單可靠，操作更加方便。這也是此系統(tǒng)選用LCD1602液晶的

原因。

圖3.4液晶顯示器原理圖

圖3.5液晶顯示器實(shí)物圖

4產(chǎn)品軟件設(shè)計(jì)

對(duì)于STC89C52的控制設(shè)計(jì)，以Keilc軟件編程環(huán)境，以proteus軟件為

4

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電路仿真設(shè)計(jì)環(huán)境。二者的結(jié)合為該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供有利條件。

4.1主程序流程圖

主程序

初始化

N

清零鍵按下否？按

鍵

Y總

數(shù)

顯示屏清零顯

示

程

序

調(diào)鍵盤子程序流

程

圖

調(diào)按鍵總數(shù)子程序

N

1S定時(shí)到否？

Y

清除1S定時(shí)標(biāo)志

調(diào)循環(huán)顯示床號(hào)子程序

圖4.1主程序流程圖

5

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4.2LCD1602液晶顯示程序設(shè)計(jì)

開始

N

標(biāo)志位是

否為？

1

N

Y

定時(shí)是否

達(dá)到

1S？

Y

調(diào)顯示子程序

循環(huán)顯示病床號(hào)

圖4.21602顯示子程序流程圖

4.3產(chǎn)品程序清單

6

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頭文件Reg51.h

定時(shí)器初始

化

主程序

voidinit_1602()Main.c

lo口定義

lcd1602初始

化voidtime0()interrupt1

LED燈控

定時(shí)器0中斷程序制lo口

圖4.3軟件程序清單

5產(chǎn)品使用說明

5.1產(chǎn)品裝配圖

產(chǎn)品是以單片機(jī)，LCD1602液晶顯示模塊、按鍵模塊、指示燈模塊、蜂鳴

器模塊組成。

7

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電源

獨(dú)立按鍵

自鎖開關(guān)

發(fā)光二極管

蜂鳴器

電容

單片機(jī)

晶振

1602液晶

圖5.1產(chǎn)品裝配圖

8

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5.2產(chǎn)品調(diào)試

圖5.2產(chǎn)品軟件編譯圖

5.3產(chǎn)品使用說明

病人按呼叫鍵時(shí)，通過單片機(jī)控制處理，護(hù)士值班室發(fā)出呼叫警報(bào)，同時(shí)

1602液晶上顯示相應(yīng)的床位號(hào)；

當(dāng)護(hù)士按鍵應(yīng)答，呼叫報(bào)警停止，液晶顯示以應(yīng)答，警報(bào)由定時(shí)器控制關(guān)

閉；

當(dāng)有多個(gè)病人呼叫沒有及時(shí)應(yīng)答時(shí)，對(duì)應(yīng)顯示各床床位號(hào)，同時(shí)報(bào)警。

6、產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

[1]J-STD-001E電氣與電子組件的焊接要求

[2]IPC-A-610D(中文版)，IPC-A-610E電子組件的可接受性要求

[3]IPC-7711/21電子組件和電路板的返工&返修

[4]GB/T11457-2006信息技術(shù)軟件工程術(shù)語；

[5]GB/T8566-2007信息技術(shù)軟件生存周期過程標(biāo)準(zhǔn)；

[6]GB/T8567-2006計(jì)算機(jī)軟件文檔編制規(guī)范。

9

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7參考資料

1]王意崗.病房呼叫系統(tǒng)[J].建筑電氣，2004

[2]朱艷華，田行軍，李夏青.基于PL3105的病床呼叫系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].北京石油化工學(xué)院學(xué)

報(bào)，2009

[3]鄔春明，王艷茹.基于低壓線載波技術(shù)的病床呼叫系統(tǒng)[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2005

[4]何立民.《單片機(jī)初級(jí)教程-單片機(jī)基礎(chǔ)》[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2006

[5]李朝青.單片機(jī)原理及接口技術(shù)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2005

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附錄

附錄1元器件清單

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附錄2原理圖

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附錄3PCB設(shè)計(jì)圖

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附錄4產(chǎn)品實(shí)物圖

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附錄5主程序代碼

#include<reg52.h>//調(diào)用單片機(jī)頭文件

#defineucharunsignedchar//無符號(hào)字符型宏定義變量范圍0~255

#defineuintunsignedint//無符號(hào)整型宏定義變量范圍0~65535

sbitrs=P2^7;//寄存器選擇信號(hào)H:數(shù)據(jù)寄存器L:指令寄存器

sbitrw=P2^6;//寄存器選擇信號(hào)H:數(shù)據(jù)寄存器L:指令寄存器

sbite=P2^5;//片選信號(hào)下降沿觸發(fā)

sbitbeep=P2^4;//蜂鳴器IO口定義

sbitkey_quxiao=P2^0;//取消鍵IO口定義

bitflag_300ms;//300ms的標(biāo)志位

sbitled1=P1^0;//第1號(hào)病房指示燈

sbitled2=P1^1;//第2號(hào)病房指示燈

sbitled3=P1^2;//第3號(hào)病房指示燈

sbitled4=P1^3;//第4號(hào)病房指示燈

sbitled5=P1^4;//第5號(hào)病房指示燈

sbitled6=P1^5;//第6號(hào)病房指示燈

sbitled7=P1^6;//第7號(hào)病房指示燈

sbitled8=P1^7;//第8號(hào)病房指示燈

sbitkey1=P3^0;//按鍵1定義

sbitkey2=P3^1;//按鍵2定義

sbitkey3=P3^2;//按鍵3定義

sbitkey4=P3^3;//按鍵4定義

sbitkey5=P3^4;//按鍵5定義

sbitkey6=P3^5;//按鍵6定義

sbitkey7=P3^6;//按鍵7定義

sbitkey8=P3^7;//按鍵8定義

uchardis_lcd[8];//8個(gè)病房數(shù)據(jù)顯示的緩沖區(qū)

ucharbr_geshu;//報(bào)警病人數(shù)

/********************************************************************

*名稱:delay_1ms()

*功能:延時(shí)1ms函數(shù)

*輸入:q

*輸出:無

***********************************************************************/

15

湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)

voiddelay_1ms(uintq)

{

uinti,j;

for(i=0;i<q;i++)

for(j=0;j<120;j++);

}

/***********************延時(shí)函數(shù)************************/

voiddelay_uint(uintq)

{

while(q--);

}

/***********************lcd1602寫命令函數(shù)************************/

voidwrite_com(ucharcom)

{

rs=0;//寫命令

rw=0;//對(duì)1602寫操作

P0=com;//P0口對(duì)1602寫命令數(shù)據(jù)

delay_uint(25);

e=1;//e=1使能信號(hào)

delay_uint(100);//延時(shí)一下等1602完成操作

e=0;

}

/***********************lcd1602寫數(shù)據(jù)函數(shù)************************/

voidwrite_data(uchardat)

{

rs=1;//寫數(shù)據(jù)

rw=0;//對(duì)1602寫操作

P0=dat;//P0口對(duì)1602寫數(shù)據(jù)

delay_uint(25);

e=1;//e=1使能信號(hào)

delay_uint(100);//延時(shí)一下等1602完成操作

e=0;

}

/***********************lcd1602上顯示這字符串函數(shù)************************/

voidwrite_string(ucharhang,ucharadd,uchar*p)

{

if(hang==1)

write_com(0x80+add);//1602寫第一行的地址

16

湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)

else

write_com(0x80+0x40+add);//1602寫第二行的地址

while(1)

{

if(*p=='\0')break;//\0字符串的結(jié)尾標(biāo)志break結(jié)束while循環(huán)結(jié)束

寫字符

write_data(*p);//寫數(shù)據(jù)

p++;//指針地址加1

}

}

/***********************lcd1602上顯示這字符函數(shù)************************/

voidwrite_string_ge(ucharhang,ucharadd,uchar*p,ucharge)

{

uchari;

if(hang==1)

write_com(0x80+add);//1602寫第一行的地址

else

write_com(0x80+0x40+add);//1602寫第二行的地址

for(i=0;i<ge;i++)

{

write_data(0x30+*p);//寫數(shù)據(jù)

p++;//指針地址加1

}

}

/***********************lcd1602初始化設(shè)置************************/

voidinit_1602()//lcd1602初始化設(shè)置

{

write_com(0x38);//顯示模式設(shè)置：16×2顯示，5×7點(diǎn)陣，8位數(shù)據(jù)接口不檢測

忙信號(hào)

write_com(0x0c);//開顯示不顯示光標(biāo)

write_com(0x06);//當(dāng)寫一個(gè)字符是，地址指針加1

write_string(1,0,"bingfanghujiao");//初始化顯示

write_string(2,0,"wubingren");//初始化顯示

}

/*********************定時(shí)器0、定時(shí)器1初始化******************/

voidtime0_init()

{

EA=1;//開總中斷

TMOD=0X01;//定時(shí)器0、工作方式1

ET0=1;//開定時(shí)器0中斷

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TR0=1;//允許定時(shí)器0定時(shí)

TH0=0X3C;

TL0=0XB0;//50ms

}

/********************獨(dú)立按鍵程序*****************/

ucharkey_can;//按鍵值

voidkey()//獨(dú)立按鍵程序

{

key_can=0;//按鍵值還原

if(key1==0)//按鍵按下

{

delay_1ms(1);//延時(shí)按鍵消抖動(dòng)

if(key1==0)//確認(rèn)是按鍵按下

key_can=1;//得到按鍵值

}

if(key2==0)//按鍵按下

{

delay_1ms(1);//延時(shí)按鍵消抖動(dòng)

if(key2==0)//確認(rèn)是按鍵按下

key_can=2;//得到按鍵值

}

if(key3==0)//按鍵按下

{

delay_1ms(1);//延時(shí)按鍵消抖動(dòng)

if(key3==0)//確認(rèn)是按鍵按下

key_can=3;//得到按鍵值

}

if(key4==0)//按鍵按下

{

delay_1ms(1);//延時(shí)按鍵消抖動(dòng)

if(key4==0)//確認(rèn)是按鍵按下

key_can=4;//得到按鍵值

}

if(key5==0)//按鍵按下

{

delay_1ms(1);//延時(shí)按鍵消抖動(dòng)

if(key5==0)//確認(rèn)是按鍵按下

key_can=5;//得到按鍵值

}

if(key6==0)//按鍵按下

18

湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)

{

delay_1ms(1);//延時(shí)按鍵消抖動(dòng)

if(key6==0)//確認(rèn)是按鍵按下

key_can=6;//得到按鍵值

}

if(key7==0)//按鍵按下

{

delay_1ms(1);//延時(shí)按鍵消抖動(dòng)

if(key7==0)//確認(rèn)是按鍵按下

key_can=7;//得到按鍵值

}

if(key8==0)//按鍵按下

{

delay_1ms(1);//延時(shí)按鍵消抖動(dòng)

if(key8==0)//確認(rèn)是按鍵按下

key_can=8;//得到按鍵值

}

}

voidkey_qx()//取消按鍵程序

{

if(key_quxiao==0)//按鍵按下

{

delay_1ms(1);//延時(shí)按鍵消抖動(dòng)

if(key_quxiao==0)

{//確認(rèn)是按鍵按下

key_can=9;//得到按鍵值

while(key_quxiao==0);//等待按鍵松手

}

}

}

/**********************按鍵處理函數(shù)************************/

voidkey_with()

{

uchari;

if((key_can>0)&&(key_can<9))

{

if(key_can==1)

led1=1;//1號(hào)病房燈亮

if(key_can==2)

led2=1;//2號(hào)病房燈亮

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if(key_can==3)

led3=1;//3號(hào)病房燈亮

if(key_can==4)

led4=1;//4號(hào)病房燈亮

if(key_can==5)

led5=1;//5號(hào)病房燈亮

if(key_can==6)

led6=1;//6號(hào)病房燈亮

if(key_can==7)

led7=1;//7號(hào)病房燈亮

if(key_can==8)

led8=1;//8號(hào)病房燈亮

if(br_geshu<8)

{

if(br_geshu==0)//第一次清除顯示屏

write_string(2,0,"");

br_geshu++;//呼叫病人的人數(shù)加1

for(i=7;i>0;i--)

dis_lcd[i]=dis_lcd[i-1];//把病人的數(shù)據(jù)向后移一位

dis_lcd[0]=key_can;//把病人的號(hào)碼保存起來

write_string_ge(2,0,dis_lcd,br_geshu);//顯示出來

}

}

if(key_can==9)//取消鍵的處理

{

if(br_geshu>0)

{

if(dis_lcd[br_geshu-1]==1)

led1=0;//1號(hào)病房燈滅

if(dis_lcd[br_ges