基于單片機(jī)的醫(yī)院病房呼叫系統(tǒng)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上智能儀表課程設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 課題名稱 醫(yī)院病房呼叫系統(tǒng) 姓名學(xué)號(hào) 所在班級(jí) 指導(dǎo)教師 揚(yáng)州大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院二一年九月總 目 錄第一部分：任務(wù)書第二部分：課程設(shè)計(jì)報(bào)告第三部分：附錄第 一 部 分任務(wù)書智能儀表課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一、課題名稱醫(yī)院病房呼叫系統(tǒng)設(shè)計(jì)。二、設(shè)計(jì)內(nèi)容及設(shè)計(jì)要求利用單片機(jī)和總線通信實(shí)現(xiàn)醫(yī)院病房的呼叫，具有下面的功能：1. 在病人病床處設(shè)置按鈕開關(guān)，每個(gè)病床的開關(guān)分為緊急按鈕和正常按鈕兩部分，按鈕啟動(dòng)時(shí)，按鈕旁的指示燈亮，提示病人按鈕已按下，其中綠色代表正常呼叫，紅色代表緊急呼叫。2. 護(hù)士一邊，當(dāng)病人按下按鈕時(shí)，警報(bào)燈亮，并伴隨蜂鳴，顯示板上病人對應(yīng)

2、位置的燈亮，其中一般呼叫綠燈亮，緊急呼叫紅燈亮，亮燈時(shí)伴有閃爍。3. 護(hù)士接到呼叫后，到病房并關(guān)閉呼叫4. 由于病床數(shù)量眾多，一方面單片機(jī)接口有限，另一方面線路過多不符合實(shí)際，所以選用總線通信方式，考慮到傳輸距離和速度RS-485串口通信更具優(yōu)勢。三、時(shí)間安排第一周：星期一星期二：布置任務(wù)，熟悉資料，確定儀表的功能要求、性能指標(biāo)。熟悉實(shí)驗(yàn)板原理圖和印刷板圖。星期三星期五：進(jìn)行儀表的方案選擇，確定主要芯片、工作方式、輸入輸出信號(hào)的接口方式、鍵盤和顯示方式、以及通信方式。進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)和元器件選擇，畫出硬件原理圖。第二周：星期一星期五：根據(jù)硬件原理圖，焊接硬件電路；測試硬件電路的功能；軟件設(shè)計(jì)，包括

3、軟件需求說明、軟件結(jié)構(gòu)框圖、主要軟件功能模塊的流程圖；編寫程序。第三周：星期一星期三：調(diào)試程序，聯(lián)調(diào)軟件和硬件。星期四星期五：寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告。四、應(yīng)交成果應(yīng)交成果包括：n 紙質(zhì)課程設(shè)計(jì)報(bào)告和電子文檔；n 硬件原理圖的Protel文件，程序；n 可以演示的硬件和軟件成果。五、課程報(bào)告內(nèi)容課程設(shè)計(jì)報(bào)告應(yīng)包括下列部分：n 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書n 儀表的功能要求、性能指標(biāo)要求。n 方案選擇：提出多種方案，進(jìn)行方案比較，說明選定方案的理由，描述硬件和軟件的功能分工。n 硬件設(shè)計(jì)：包括硬件結(jié)構(gòu)框圖、原理圖及其各個(gè)主要環(huán)節(jié)的工作原理說明，元器件選擇的計(jì)算方法或者理由，利用提供的實(shí)驗(yàn)板焊接元器件。n 軟件設(shè)計(jì)：首先

4、提出軟件的功能需求，然后進(jìn)行軟件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，再畫出主要功能模塊的軟件框圖。n 程序編寫和調(diào)試。n 設(shè)計(jì)小結(jié)。報(bào)告中硬件原理于用Protel畫出，軟件框圖和程序流程圖用Visio畫出。第 二 部 分課程設(shè)計(jì)報(bào)告目 錄第一章 技術(shù)指標(biāo).81. 1課題及要求.81. 2 功能描述.8第二章 整體方案設(shè)計(jì).82.1 整體方案結(jié)構(gòu)方框圖.82.2 整體方案原理.9第三章 單元電路設(shè)計(jì).93.1 主控制電路設(shè)計(jì).93.2 護(hù)士值班室報(bào)警電路設(shè)計(jì).113.3 單片機(jī)復(fù)位電路.123.4 RS-485通信電路.133.5 整體電路.133.6 整機(jī)原件清單.16第四章 測試與調(diào)整.174.1 主控制電路的測試

5、與調(diào)整.174.2 護(hù)士值班室報(bào)警電路的測試與調(diào)整.174.3主控軟件框圖.174.4接收軟件框圖.194.5 整體電路測試.19第五章 設(shè)計(jì)小結(jié).205.1 設(shè)計(jì)任務(wù)完成情況.205.2 問題及改進(jìn).205.3心得體會(huì).20第一章 技術(shù)指標(biāo)1.1 課題及要求一個(gè)病房有兩個(gè)床位，每個(gè)病人都有兩個(gè)按鈕（緊急呼叫，一般呼叫）來呼叫護(hù)士，護(hù)士站接收信息，去病房服務(wù)并解除呼叫。1. 2 功能描述1. 在病人病床處設(shè)置按鈕開關(guān)，每個(gè)病床的開關(guān)分為緊急按鈕和正常按鈕兩部分，按鈕啟動(dòng)時(shí)，按鈕旁的指示燈亮，提示病人按鈕已按下，其中綠色代表正常呼叫，紅色代表緊急呼叫。病人按下開關(guān)后不能再關(guān)閉呼叫，只有等護(hù)士來以

6、后，才能由護(hù)士取消2. 護(hù)士一邊，當(dāng)病人按下按鈕時(shí)，警報(bào)燈亮，并伴隨蜂鳴，顯示板上病人對應(yīng)位置的燈亮，其中一般呼叫綠燈亮，緊急呼叫紅燈亮，亮燈時(shí)伴有閃爍。3. 護(hù)士接到呼叫后，到病房并關(guān)閉呼叫4. 由于病床數(shù)量眾多，一方面單片機(jī)接口有限，另一方面線路過多不符合實(shí)際，所以選用總線通信方式，考慮到傳輸距離和速度RS-485串口通信更具優(yōu)勢。第二章 整體方案設(shè)計(jì)2.1 整體方案結(jié)構(gòu)方框圖2.2 整體方案原理1. 病房內(nèi)設(shè)有發(fā)送主機(jī)，當(dāng)病人有需求時(shí)按呼叫按鈕，主機(jī)一端口接收到一個(gè)高電平時(shí)，相應(yīng)的指示燈亮。同樣，當(dāng)病人遇到緊急情況時(shí)，按亮緊急指示燈。2. 發(fā)送主機(jī)不斷地向接收主機(jī)以總線的方式發(fā)送信息，使

7、接收端主機(jī)端口表現(xiàn)出電平的高低變化點(diǎn)亮相應(yīng)的指示燈，采用延時(shí)程序使指示燈閃爍，當(dāng)有指示燈亮?xí)r，接收主機(jī)原定的穩(wěn)定狀態(tài)打破，使蜂鳴器鳴叫。3. 醫(yī)護(hù)站接到呼叫信息，前往相應(yīng)的病房內(nèi)，按取消按鈕（取消按鈕由發(fā)送主機(jī)定義，并且只有該取消按鈕能取消指示燈的閃爍），解除呼叫。主機(jī)用51單片機(jī)代替，按鈕、指示燈和蜂鳴器用單片機(jī)的I/O口控制。第3章 單元電路設(shè)計(jì)3.1主控制電路設(shè)計(jì)開關(guān)部分S1、S2為1號(hào)病床的兩個(gè)按鈕，分別控制呼叫和緊急兩種指示燈；S3、S4為2號(hào)病床的兩個(gè)按鈕，分別控制呼叫和緊急兩種指示燈；S5取消1號(hào)病床指示燈，S6取消2號(hào)病床指示燈。LED顯示部分LED燈L1、L2、L3、L4分別

8、對應(yīng)開關(guān)S1、S2、S3、S4。3.2 護(hù)士值班室報(bào)警電路設(shè)計(jì)接收端LED及蜂鳴器電路 L1、L2分別對應(yīng)病床1的呼叫和緊急呼叫指示；L3、L4分別對應(yīng)病床2的呼叫和緊急呼叫，每當(dāng)有燈亮?xí)r蜂鳴器鳴叫。3.3 單片機(jī)復(fù)位電路3.4 RS-485通信電路3.5 整體電路發(fā)送端接收端3.6 整機(jī)原件清單電阻：5k 15個(gè) 10k 4個(gè) 1k 2個(gè) 500 5個(gè) 120 2個(gè)電容：30p 4個(gè) 10 2個(gè) 0.1 8個(gè) LED：8個(gè)晶振：12MHz 1個(gè)電鈴：1個(gè)按鍵開關(guān)：8個(gè)51單片機(jī)：2個(gè)MAX485：2個(gè) MAX232：2個(gè)三極管：9個(gè)第四章 測試與調(diào)整4.1 主控制電路的測試與調(diào)整開始的設(shè)計(jì)是

9、用按鍵開關(guān)，病人按一次按鍵，對應(yīng)的LED燈亮，第二次按，對應(yīng)的LED滅。由于中斷口有限，我們采用了查詢方式，一開始會(huì)出現(xiàn)按鍵按下去沒有反應(yīng)的情況，經(jīng)檢查，是由于查詢方式本身存在的弊端，不能像中斷一樣迅速反應(yīng)按鍵的變化。查詢方式下檢測按鍵，只有當(dāng)程序進(jìn)行到此步驟時(shí)才檢測，而中斷是在任何情況下有按鍵中斷就進(jìn)行。仔細(xì)考慮后，我們增加了循環(huán)程序的延時(shí)時(shí)間，使一個(gè)循環(huán)的時(shí)間差不多是人一次按鍵的時(shí)間。更改后勉強(qiáng)能達(dá)到效果。指導(dǎo)老師檢查后，按照醫(yī)院管理中的實(shí)際要求，給我們提出了改進(jìn)意見：由于病人在緊急情況下可能會(huì)不停的按按鈕，不經(jīng)意間會(huì)將燈給按滅，所以關(guān)燈按鈕應(yīng)該另設(shè)，由護(hù)士關(guān)滅。按照這樣的要求，查詢方式也

10、能夠?qū)崿F(xiàn)，而且很穩(wěn)定。4.2 護(hù)士值班室報(bào)警電路的測試與調(diào)整發(fā)送端電路調(diào)試完成后，將其與接收端相連，接收端沒有任何反應(yīng)，檢查線路無誤。將程序在自己的單片機(jī)盒子上模擬沒有錯(cuò)誤。這樣一來，程序和電路都無誤？本次的課程設(shè)計(jì)陷入僵局。三天后，在一次線路測試中，發(fā)現(xiàn)了通信接線的錯(cuò)誤，原來我一直把單片機(jī)的P3.6口當(dāng)成了P3.7口。更正后，終于能夠通信了，結(jié)果很理想，沒有錯(cuò)誤。4.3主控軟件框圖4.4接收軟件框圖4.5 整體電路測試當(dāng)通信接線錯(cuò)誤的問題解決后，整體的調(diào)試也進(jìn)行的非常的順利，測試結(jié)果與預(yù)期的結(jié)果完全一致。具體結(jié)果：發(fā)送端有病人的按鍵按下時(shí)對應(yīng)的燈亮，并且信息被傳送到接收端，接收端對應(yīng)的燈也點(diǎn)

11、亮閃爍并伴隨蜂鳴；當(dāng)發(fā)送端的取消按鈕按下時(shí)，對應(yīng)的指示燈滅，接收端對應(yīng)的指示燈也熄滅，蜂鳴停止。第五章 設(shè)計(jì)小結(jié)5.1 設(shè)計(jì)任務(wù)完成情況 任務(wù)的完成比預(yù)期晚了，原本是計(jì)劃三個(gè)星期完成，結(jié)果卻拖到了第四個(gè)星期。完成后的實(shí)驗(yàn)成果，模擬了醫(yī)院病房呼叫系統(tǒng)，由于材料有限，我們模擬的是雙機(jī)通信。實(shí)物部分已經(jīng)滿足要求。另外硬件圖，程序都已完成，實(shí)驗(yàn)報(bào)告即將完成。5.2 問題及改進(jìn)我們用按鍵開關(guān)來實(shí)現(xiàn)指示燈的點(diǎn)亮和關(guān)閉，但是并沒有用中斷，由于中斷口數(shù)量有限，所以我們選用了一般的I/O口。這樣一來，編程就會(huì)有很多麻煩，最終沒有得出滿意的效果。老師指導(dǎo)后，我們把開燈和關(guān)燈分成兩個(gè)鍵，這樣一來不但避免了病人的誤操

12、作，也降低了程序的難度。課程設(shè)計(jì)中途，我們遇到了硬件的問題，檢查了一遍又一遍還是不果，就在我們快要放棄的時(shí)候，一不小心把錯(cuò)誤檢查出來了是接線的錯(cuò)誤，起初我們還以為原來的接線方式是完全正確的，已經(jīng)將接線問題排除在外了，所以試驗(yàn)中確實(shí)不可以想當(dāng)然。5.3心得體會(huì)經(jīng)過漫長的暑假，開學(xué)一來就是課程設(shè)計(jì)。第一天就把題目給我們，緊接著就是查資料。說實(shí)話，當(dāng)時(shí)我還沒有一點(diǎn)頭緒或是還沒進(jìn)入狀態(tài)，最主要的是連實(shí)驗(yàn)要求都要我們自己來定，也就是說整個(gè)實(shí)驗(yàn)給我們的就是一個(gè)題目“醫(yī)院病房呼叫系統(tǒng)”。在搜索資料的過程中，我看到了好多傳統(tǒng)的或是高級(jí)的醫(yī)院病房呼叫機(jī)器，還有許多其他學(xué)校的設(shè)計(jì)報(bào)告，根據(jù)這些，我們初步確定了本課

13、題的實(shí)驗(yàn)要求。第二天開始畫圖，用protel軟件畫圖，之前雖然用過，但是基本忘的差不多了，只有不斷地學(xué)習(xí)和向同學(xué)請教。一開始我還有點(diǎn)疑惑，為什么程序還沒寫就開始畫圖，后來想想也對，畫圖就是確定輸入，輸出，確定了程序的整體走向。就這樣，我們一邊學(xué)習(xí)protel軟件，一邊在把圖一點(diǎn)一點(diǎn)的拼起來。畫完圖之后要老師來檢查，結(jié)果錯(cuò)誤一大堆都是一些最基本的元器件連接問題：案件開關(guān)要上拉電阻和接地，LED要接三極管等。畫圖的這一周，各組的方案需要不斷地完善，以順應(yīng)實(shí)際的需求。就這樣我們的設(shè)計(jì)要求在審查中被改了又改，我們也漸漸的融入了真實(shí)系統(tǒng)的需求設(shè)計(jì)中。因?yàn)闆]有學(xué)過單片機(jī)C語言，所以一開始入手編程比較迷茫，

14、但是借助網(wǎng)上的程序，我把他們拼接起來并不斷的調(diào)試和完善。在此之中慢慢理解了語句的含義，編程中發(fā)揮越來越自如。將程序存入單片機(jī)后，開始模擬，但按鍵開關(guān)總是不靈敏，再三考慮，其實(shí)是程序本身的問題，中斷端口無論怎樣都不可能用查詢口來代替。正糾結(jié)于這個(gè)問題時(shí)，又發(fā)現(xiàn)了問題，接收端口無效，這可是大問題，于是重點(diǎn)又轉(zhuǎn)移到了這邊。第二天，我們開始檢查問題，首先程序肯定沒有問題，因?yàn)槲以谧约涸?jīng)買的單片機(jī)上模擬過，完全能實(shí)現(xiàn)。然后就是線路的問題，經(jīng)過各個(gè)點(diǎn)的仔細(xì)檢查，沒有發(fā)現(xiàn)問題。設(shè)計(jì)進(jìn)度由此而停滯不前。哪天老師檢查完后，也沒有說是什么原因，我在那里擺弄了半天，最終長吸一口氣，準(zhǔn)備放棄。那時(shí)候不知為什么把其中

15、的一根線換了個(gè)接口，竟然奇跡般的成功了。最后發(fā)現(xiàn)是通信總線的接線錯(cuò)誤。這一下可給了我重重的一擊，因?yàn)槲抑耙恢闭J(rèn)為這邊的接線是準(zhǔn)確無誤的。后來完善要求的時(shí)候我們正好也解決了按鍵的問題。從開始到現(xiàn)在，所有的問題都解決了?？偨Y(jié)起來，做課程設(shè)計(jì)之前一定要對自己的課題感興趣，實(shí)踐中要不斷地學(xué)習(xí)完善自己，鼓勵(lì)和相信自己，遇到問題要科學(xué)的解決，不要想當(dāng)然。當(dāng)真正做出成果的時(shí)候就會(huì)發(fā)現(xiàn)，其實(shí)也不難。第 三 部 分附錄參考資料1張毅剛主編.單片機(jī)原理及應(yīng)用（第一版）.高教出版社.20032程德福 林君主編.智能儀器（第二版）.機(jī)械工業(yè)出版社.20093杜宇人主編.現(xiàn)代電子測量技術(shù)(第一版).機(jī)械工業(yè)出版社.2

16、0094侯殿有主編.單片機(jī)C語言程序設(shè)計(jì).人民郵電出版社.2010實(shí)物圖發(fā)送端接收端C程序發(fā)送端：#include<reg51.h>#include<stdio.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit a1=P10;sbit a2=P11;sbit a3=P12;sbit a4=P13;sbit a6=P16;sbit a5=P17;sbit b1=P00;sbit b2=P01;sbit b3=P02;sbit b4=P03;sbit fs=P37;void delay(unsigned i

17、nt delaytime) /延時(shí)程序 unsigned int j=0; for(;delaytime>0;delaytime-) for(j=0;j<125;j+); void main() int w=0,x=0,y=0,z=0; TMOD=0x20; /設(shè)置為定時(shí)器1方式2 TH1=0xfd; /裝初值，波特率設(shè)為9600 TL1=0Xfd; EA=1; /開總中斷 ES=1; /開串口中斷 SCON=0x50; /串口控制寄存器設(shè)置，方式1、開串口接收。SM0=0;SM1=1;REN=1; PCON=0x80; TR1=1; /開啟定時(shí)器1中斷 P0=0xff; /P0口

18、清零 while(1) if(!a1) /亮燈算法 delay(20); if(!a1) w+=1; if(w!=0) b1=0; if(!a2)delay(20);if(!a2) x+=1; if(x!=0) b2=0; if(!a3)delay(20);if(!a3) y+=1; if(y!=0) b3=0; if(!a4)delay(20);if(!a4) z+=1;if(z!=0) b4=0; if(!a5)delay(20);if(!a5)w=0;x=0;b1=1;b2=1;if(!a6)delay(20);if(!a6)y=0;z=0;b3=1;b4=1;fs=1; SBUF=P0; /發(fā)送數(shù)據(jù) delay(100