基于51系列單片機(jī)的病床呼叫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、基于51單片機(jī)的病床呼叫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)摘 要病房呼叫系統(tǒng)是病人請求值班醫(yī)生或護(hù)士進(jìn)行診斷、護(hù)理的緊急呼叫工具，它主要用于協(xié)助醫(yī)院病員在病床上方便地呼叫醫(yī)務(wù)人員，可將病人的請求快速傳送給值班醫(yī)生或護(hù)士，是提高醫(yī)院和病房護(hù)理水平的必備設(shè)備之一。醫(yī)院的競爭越來越激烈，商業(yè)醫(yī)院的生存是第一位的，提升檔次和服務(wù)質(zhì)量迫在眉睫，陪護(hù)問題一直是醫(yī)患矛盾的主體，也是長期困擾衛(wèi)生系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量的大問題，使用病房呼叫系統(tǒng)，方便病人更快找到醫(yī)生，以節(jié)約病人的寶貴時(shí)間系統(tǒng)是基于51系列的單片機(jī)設(shè)計(jì)的病床呼叫系統(tǒng)。該系統(tǒng)以AT89C51單片機(jī)為核心輔以矩陣鍵盤、LED顯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

2、之間信息的傳遞。每個(gè)病人要呼叫可以按鍵，同時(shí)會有蜂鳴器響，不同的數(shù)碼管顯示床位號，相應(yīng)的指示燈亮。這里主要矩陣鍵盤輸入信號，這是編程的關(guān)鍵。在該設(shè)計(jì)中每個(gè)病房都有一個(gè)按鍵，當(dāng)患者有需要時(shí)，按下按鍵，此時(shí) 值班室的顯示屏可顯示此患者的床位號，多人使用時(shí)可實(shí)現(xiàn)循環(huán)顯示，醫(yī)護(hù)人員按下“響應(yīng)”鍵取消當(dāng)前呼叫。此系統(tǒng)能夠?yàn)獒t(yī)院提供一個(gè)成本低、效率高、操作方便和易于安裝維護(hù)的快捷系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：AT89C51，矩陣鍵盤，LED，病床呼叫DESIGN OF WARDS CALL SYSTEM BASED ON MICROCONTROLLERABSTRACTWard call system 

3、is the patient's request to the doctor on duty or nurse emergency call tools for diagnosis, care, and it is mainly used to assist the hospital patient in the bed easily call the medical staff

4、, the patient's request can be quickly sent to the duty doctor or nurse is to improve one of the essential equipment of hospital and ward level of care.Increasingly fierce competition in the hospital, 

5、commercial hospital survival is the first to enhance the grade and quality of service is imminent,accompany the issue has been the main body of the patient conflict, but also long-troubled health system quality of service

6、0;issues, using the ward call system more convenient for patients to find a doctor to save the valuable time of the patient.The system is a ward call system based on the 51 series micro-chip desi

7、gn. Thesy-stem uses AT89C51 micro-controller as the core, supplemented by matrix keyboard,LED dot matrix display of a simple circuit and some analog and digital circuits to achieve the transfer of information b

8、etween patients and health care. In this design,each ward has a button, when patients in need, press the button, the display of the duty room to display the number of beds in this patient, people use 

9、to achieve circular display, press the medical staff "response" to cancel the current call. This system can provide a low cost, high efficiency, easy operation and easy installation and maintenance system for the hospital.KEYWORD:

10、 AT89C51， matrix keyboard,  LED, ward call目 錄前 言1第一章 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)2§1.1 功能與方案確定2§1.1.1 功能要求2§1.1.2 方案論證2§1.1.3 總體結(jié)構(gòu)框圖3§1.2 框架模塊功能描述3第二章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)4§2.1 硬件構(gòu)成示意圖4§2.2 單片機(jī)介紹4§2.3 主要單元模塊介紹4§2.3.1 控制器AT89C514§2.3.2鍵盤電路設(shè)計(jì)7§2.3.3顯示電路設(shè)計(jì)10§

11、2.3.3報(bào)警電路設(shè)計(jì)12§2.3.4控制電路設(shè)計(jì)12第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)13§3.1 系統(tǒng)軟件環(huán)境介紹13§3.1.1 KEIL_C13§3.1.2 Protues ISIS13§3.2 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)15§3.2.1 系統(tǒng)主程序流程圖15§3.2.2 顯示程序流程圖17§3.2.3 鍵盤掃描流程圖17第四章 系統(tǒng)調(diào)試與結(jié)果19§4.1 硬件調(diào)試19§4.2 軟件調(diào)試20結(jié) 論21參考文獻(xiàn)22致 謝24附 錄25前 言伴隨著醫(yī)療體制改革的不斷深化和醫(yī)療事業(yè)的飛速發(fā)展，越來越多的人們需要迅捷、方便

12、地得到醫(yī)院的各種各樣的醫(yī)療服務(wù)，這必將使醫(yī)院之間的競爭日趨激烈。這使得衡量一個(gè)醫(yī)院的綜合水平高低，不再僅僅局限于軟、硬件的建設(shè)上，更要比服務(wù)。原有的服務(wù)體系已不足以適應(yīng)現(xiàn)代社會需求，謀求適合現(xiàn)代社會需求的客戶服務(wù)系統(tǒng)，是所有企事業(yè)單位計(jì)劃做或正在做的工作。這些工作有利于改善服務(wù)量，提高效率并增加企業(yè)效益，從而贏得良好的社會聲譽(yù)。如何利用先進(jìn)的信息技術(shù)為醫(yī)院服務(wù)，更大程度的提高醫(yī)院的服務(wù)質(zhì)量及利潤，是醫(yī)院信息化建設(shè)中的一個(gè)重要著眼點(diǎn)。  醫(yī)院的競爭越來越激烈，商業(yè)醫(yī)院的生存是第一位的，提升檔次和服務(wù)質(zhì)量迫在眉睫，陪護(hù)問題一直是醫(yī)患矛盾的主體，也是長期困擾衛(wèi)生系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量的大問題，使用病

13、房呼叫系統(tǒng)，方便病人更快找到醫(yī)生，以節(jié)約病人的寶貴時(shí)間。病床呼叫系統(tǒng)是一種應(yīng)用于醫(yī)院病房、養(yǎng)老院等地方，用來聯(lián)系溝通醫(yī)護(hù)人員和病員的專用呼叫系統(tǒng)，是提高醫(yī)院水平的必備設(shè)備之一。病床呼叫系統(tǒng)的優(yōu)劣直接影響到病員的安危，歷來受到各大醫(yī)院的普遍重視。它要求及時(shí)、準(zhǔn)確可靠、簡便可行、利于推廣。目前市場上存在著許多種型號不一功能各異的醫(yī)院病房呼叫系統(tǒng)，主要為兩大類：有線式和無線式。無線式病房呼叫系統(tǒng)不存在鋪設(shè)線路的問題，但是可靠性差，而且無線電波會干擾其他醫(yī)療儀器設(shè)備3。本文設(shè)計(jì)的是有線式的，適合較小的醫(yī)院病房使用，具有成本低，易于操作、安裝和維護(hù)，而且具有可靠穩(wěn)定，對其他醫(yī)療設(shè)備不會產(chǎn)生干擾的特點(diǎn)；但

14、受到布線較多，影響美觀，故不適宜較大的醫(yī)院。病床呼叫管理系統(tǒng)便于病員快捷的呼叫護(hù)士，縮短人工呼叫的時(shí)間。當(dāng)今病房呼叫系統(tǒng)正在逐步地向智能化發(fā)展，它可以和錄像機(jī)一起使用，當(dāng)病人按下開關(guān)時(shí)，在護(hù)士值班室的大屏幕能夠觀察病人的需要。并且可以配備對講機(jī)等設(shè)備，能夠使病員及時(shí)快捷地與醫(yī)護(hù)人員進(jìn)行溝通。第一章 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)§1.1 功能與方案確定§1.1.1 功能要求本課題主攻方向是使系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)以下目的：一任一病房（共64張）呼叫，醫(yī)護(hù)值班室馬上能響應(yīng)并顯示；二顯示病房床號；三若有多個(gè)病床呼叫就循環(huán)顯示；四處理完畢后可以清除記錄。§1.1.2 方案論證方案一：使用8051單片微

15、機(jī)外加作地址鎖存用的一塊8三態(tài)鎖存器74LS373芯片和一塊EPROM芯片可構(gòu)成一個(gè)完整的最小微機(jī)電路。以此為基礎(chǔ)，在智能裝置中若要配置多位數(shù)碼管顯示器，以及m行n列矩陣鍵盤的話，可通過擴(kuò)展諸如8255或8279之類的并行1/0芯片來完成，或者通過串行通訊口P3.0(RXD)和P3:1(TXD)經(jīng)多塊串并，并串轉(zhuǎn)換電路74LS164和74LS165 IC芯片實(shí)現(xiàn)接口。按照一般的設(shè)計(jì)方法，顯示和鍵盤搜索按下鍵均按動態(tài)掃描的方法進(jìn)行，顯示電路接口由P1口和P2口組成，鍵盤接口由P2口和P3口組成。在完成顯示功能過程中，P1口鎖存器顯示字符的八段字形碼，P2口的高6位(P2.7-P2.2)鎖存待顯示

16、字符的位選碼。8051按分時(shí)方式執(zhí)行程序進(jìn)入到鍵盤搜索時(shí)，經(jīng)輸出鍵盤掃描的行選碼，鍵盤的列輸入由P3口的承擔(dān)緩沖功能。利用P2 .7-P2.2輸出數(shù)據(jù)代碼的做法是通過改變程序計(jì)數(shù)器高6位數(shù)值來實(shí)現(xiàn)的。方案二：用8051自身接口實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管靜態(tài)顯示和鍵盤掃描，使用8051單片微機(jī)外加作地址鎖存用的兩塊8三態(tài)鎖存器74LS373芯片可構(gòu)成一個(gè)完整的最小微機(jī)電路。以此為基礎(chǔ)，在智能裝置中若要配置多位數(shù)碼管顯示器，以及m行n列矩陣鍵盤的話，可以不擴(kuò)展I/O芯片而由8051自身I/O口，實(shí)現(xiàn)上述功能, 即用P0口的八個(gè)端口作為LED的段選,用P1口和P2口的做鍵盤電路的接口。綜上所述，方案一中鍵盤顯示均采

17、用動態(tài)掃描方式，其軟件實(shí)現(xiàn)起來比較簡單，但硬件電路過于復(fù)雜，沒有合理利用單片機(jī)的I/O而方案二外圍電路簡單，且軟件實(shí)現(xiàn)起來也不是太復(fù)雜，合理利用單片機(jī)I/O口，比較起來本文采用的是方案二。§1.1.3 總體結(jié)構(gòu)框圖輸入部分鍵盤輸入 控制器AT89C511輸出部分LED顯示圖1-1 病房呼叫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖§1.2 框架模塊功能描述一.輸入部分包括按鍵輸入，按鍵輸入相當(dāng)于一個(gè)外界的干擾信號，用于向單片機(jī)傳輸命令或數(shù)據(jù)。二.調(diào)節(jié)電路部分包括晶振和復(fù)位，需要時(shí)對控制器發(fā)出中斷信號，以對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。三微處理器采用常見的AT89C51單片機(jī)為控制核心，通過軟件編程，對實(shí)時(shí)采集的信息進(jìn)行

18、處理，同時(shí)也調(diào)節(jié)電路進(jìn)行驅(qū)動和控制。四輸出部分包括LED顯示電路，將從鍵盤上輸入的信號顯示出來，給人以直觀的印象。五系統(tǒng)過程的綜述：鍵盤（按鈕）輸入信號，AT89C51單片機(jī)收到信號后進(jìn)行處理，通過輸出系統(tǒng)將信號顯示在LED屏上，此時(shí)還可以通過按鍵進(jìn)行中斷調(diào)節(jié)，顯示會發(fā)生相應(yīng)變化，實(shí)際情況出發(fā)，人們易于操作。第2章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)§2.1 硬件構(gòu)成示意圖圖2-1 硬件構(gòu)成示意圖§2.2 單片機(jī)簡介單片機(jī)全稱為單片微型計(jì)算機(jī)（Single Chip Microcomputer）,又稱為微控制器（Micro controller Unit）或嵌入式控制器（Embedded Con

19、troller）。它是將計(jì)算機(jī)的基本部件微型化并集成到一塊芯片上的微型計(jì)算機(jī)，通常片內(nèi)都含有CPU、ROM、RAM、并行I/O、串行I/O、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、中斷控制、系統(tǒng)時(shí)鐘及系統(tǒng)總線等。隨著技術(shù)的發(fā)展，單片機(jī)片內(nèi)集成的功能越來越強(qiáng)大，并朝著片上系統(tǒng)方向發(fā)展。單片機(jī)有著體積小、功耗低、功能強(qiáng)、性能價(jià)格比高、易于推廣應(yīng)用等顯著優(yōu)點(diǎn)，在自動化裝置、智能儀器儀表、過程控制、通信、家用電器等許多領(lǐng)域得到日益廣泛的應(yīng)用1。§2.3 主要單元模塊介紹§2.3.1 控制器AT89C51AT89C51是美國ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓,高性能CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)含4k bytes的可反復(fù)

20、擦寫的只讀程序存儲器(PEROM)和128 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器(RAM)，器件采用ATMEL公司的高密度，非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng),片內(nèi)置通用8位中央處理器(CPU)和Flash存儲單元，功能強(qiáng)大AT89C51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2。主要特性：一與MCS-51產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容；二4K字節(jié)可重擦寫Flash閃速存儲器；三1000次擦寫周期 三全靜態(tài)操作:0Hz-24MHz ；四三級加密程序存儲器；五128×8字節(jié)內(nèi)部RAM；六32個(gè)可編程I/O口線；七2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器；八6個(gè)中斷源；九可編程串行

21、UART通道；十低功耗空閑和掉電模式。輸入輸出引腳AT89C51引腳如圖2-2示：圖2-2 AT89C51引腳圖P0P3：通用I/O口；VCC：電源端，一般接5V；GND：電源地；XTAL1，XTAL2：外接晶體振蕩器，不能超過24M；需加微調(diào)電容，一般為30pF；RST/VPD：復(fù)位端，平時(shí)為低電平；ALE/PROG：地址鎖存允許信號端；EA/Vpp：外部程序存儲器地址允許輸入端/固化編程電壓輸入端。復(fù)位電路：RST引腳是復(fù)位信號輸入端嗎，高電平有效。采用上點(diǎn)復(fù)位，因?yàn)楸鞠到y(tǒng)設(shè)計(jì)的值班室“響應(yīng)按鈕”具有復(fù)位鍵，所以不需要進(jìn)行手動復(fù)位，以節(jié)省資源，如圖4所示圖2-3 復(fù)位設(shè)計(jì)時(shí)鐘電路：時(shí)鐘是時(shí)

22、序的基礎(chǔ)，AT89C51核片內(nèi)由一個(gè)反相放大器構(gòu)成振蕩器，可以由它產(chǎn)生時(shí)鐘，時(shí)鐘可以由兩種方式產(chǎn)生內(nèi)部方式和外部方式。本系統(tǒng)采用內(nèi)部方式，在XTAL1和XTAL2端外接石英晶體作為定時(shí)元件，內(nèi)部反相放大器自激振蕩，產(chǎn)生時(shí)鐘。時(shí)鐘發(fā)生器對振蕩脈沖二分頻。電容采用33pF電容。如下圖2-4所示。圖2-4 時(shí)鐘電路§2.3.2鍵盤電路設(shè)計(jì)一矩陣式鍵盤最簡單的鍵盤，每個(gè)鍵對應(yīng)I/O端口的一位，沒有什么鍵閉和時(shí)，各位均處于高電位。當(dāng)有一個(gè)鍵按下時(shí)，就是對應(yīng)位接地而成為低電位，而其它位仍為高電位。這樣，CPU只要檢測到某一位為”0”，便可判別出對應(yīng)鍵已經(jīng)按下。但是，當(dāng)鍵盤上的鍵較多時(shí)，引線太多，

23、占用的I/O端口也太多。比如，一個(gè)有64個(gè)鍵的鍵盤，采用這種方法來設(shè)計(jì)時(shí)，就需要64條連線和8個(gè)8位并行端口。所以，這種簡單結(jié)構(gòu)只用在僅由幾個(gè)鍵的小鍵盤中。通常使用的鍵盤結(jié)構(gòu)是矩陣式的，如圖2-5所示。設(shè)有個(gè)鍵盤，那么，采用矩陣式結(jié)構(gòu)以后，便只要條引線就行了。比如，有個(gè)鍵，那么，只要用兩個(gè)并行端口和16條引線便可以完成鍵盤的連接3。圖2-5 矩陣鍵盤二鍵的識別為了識別鍵盤上的閉和鍵，通常采用兩種方法，一種稱為行掃描法，另一種稱為行反轉(zhuǎn)法。1.行掃描法的原理4：行掃描法識別閉和鍵的原理如下：先使第0行接地，其余行為高電平，然后看第0行是否有鍵閉和，這是通過檢查列線電位來實(shí)現(xiàn)的，即在第0行接地時(shí)，

24、看是否有條列線變成低電平。如果有某條列線變?yōu)榈碗娖?，則表示第0行和此列線相交位置上的鍵被按下；如果沒有任何一條列線為低電平，則說明第0行上沒有鍵被按下。此后，再將第1行接地，然后檢測列線中是否有變?yōu)榈碗娖降木€。如此往下逐行掃描，直到最后一行。在掃描過程中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)某一行有鍵閉合時(shí)，也就是列線輸入中有一位為0時(shí)，便在掃描中途退出，而將輸入值進(jìn)行移位，從而確定閉合鍵所在的列線位置。根據(jù)行線位置和列線位置便能再掃描法來確定具體位置。將行線和一個(gè)并行接口相接，CPU每次使并行輸出接口的某一位為0，便相當(dāng)于將某一行線接地，而其他位為1，則相當(dāng)于使其他行線處于高電平5。為了檢查列線上的電位，將列線和一個(gè)并行

25、輸入輸出口相接，CPU只要讀取輸入輸出口中的數(shù)據(jù)，就可以設(shè)法判別出第幾號鍵被按下6。從上面的原理中知道，程控掃描法是由程序控制鍵掃描的方法。程控掃描的任務(wù)是：（1）首先判斷是否有鍵按下。其方法是使所有的行輸出均為低電平，然后從端口A讀入列值。如果沒有鍵按下，則讀入的列值為FFH；如果有鍵按下，則讀入的列值不為FFH。（2）去除鍵抖動。若有鍵按下，則延時(shí)510ms，再一次判斷有無鍵按下，如果此時(shí)仍有鍵按下，則認(rèn)為鍵盤上有一個(gè)鍵處于穩(wěn)定閉合期。（3）若有鍵閉合，則求出閉合鍵的鍵值. 求鍵值的方法是對鍵盤逐行掃描。如圖2-6行掃描法。調(diào)顯示程序掃描整個(gè)鍵盤有鍵按下？再次掃描整個(gè)鍵盤有鍵按下？延時(shí)10

26、ms輸出使Xi為低電平此行有鍵按？行值08H求下一行為低電平模型各行掃描完了？列值1列數(shù)據(jù)右移1位延時(shí)有鍵按下？鍵釋放了？計(jì)算鍵值（BUFF） 鍵值調(diào)查找功能鍵程序YNYNYYNNYNNY開始圖2-6 行掃描法流程圖2.行反轉(zhuǎn)法的原理7：行反轉(zhuǎn)法也是識別閉合鍵的常用方法，它的原理如下所述。這了敘述方便，以4×4=16鍵的鍵盤為例。圖2-7是行反轉(zhuǎn)法的工作示意圖。圖2-7 行反轉(zhuǎn)法連接圖從圖中可以看到，用行反轉(zhuǎn)法識別閉合鍵時(shí)，要將行線接一個(gè)并行口，先讓它工作為輸出方式，將列線接到一個(gè)并行口，先讓它工作在輸出方式。程序使CPU通過輸出端口往各行線上全部送低電平，然后讀入列線的值8。如果此

27、時(shí)有某一個(gè)鍵被按下，則必定會使某一列線值為0，然后，程序再對兩個(gè)并行端口進(jìn)行方式設(shè)置，使接行線的并行端口工作在輸出方式，而使接列線的并行端口工作在輸出方式，并且將剛才讀得的列線值從所接的并行端口輸出，再讀取行線的輸入值，那么，在閉合鍵所在的行線上的值必定為0。這樣，當(dāng)一個(gè)鍵被按下時(shí)，必定可以讀得一對惟一的行值和列值9。在鍵盤設(shè)計(jì)時(shí)，除了以鍵碼的識別以外，還有抖動問題需要解決10。有軟件方法可以很容易解決抖動問題，這就是通過延遲來等待抖動消失，這之后，再讀入鍵碼。§2.3.3顯示電路設(shè)計(jì)一LED顯示原理 LED即發(fā)光二極管，它是一種由某種半導(dǎo)體材料制成的PN結(jié)，由于摻雜濃度很高，當(dāng)正相

28、偏置時(shí)，會產(chǎn)生大量的電子-空穴復(fù)合，把多余的能量釋放為光能。LED顯示器具有工作電壓低、體積小、壽命長（約十萬小時(shí)）、響應(yīng)速度快，顏色豐富（紅、黃、綠等）等特點(diǎn)，是智能儀器最常使用的顯示器11。LED的正向工作電壓降一般在1.2-2.6V，發(fā)光工作電流在5mA-20mA，發(fā)光強(qiáng)度基本上與正向電流成正比，故電路須串聯(lián)適當(dāng)?shù)南蘖麟娮?2。LED很適合于脈沖工作狀態(tài)，在平均電流相同的情況下，脈沖狀態(tài)比直流工作狀態(tài)產(chǎn)生的亮度增強(qiáng)20%左右。LED顯示器有單個(gè)、七段和點(diǎn)陣式幾種類型，本設(shè)計(jì)將使用七段LED顯示器。二七段LED顯示七段LED顯示器由數(shù)個(gè)LED組成一個(gè)陣列，并封裝與一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)外殼中。為適用于不

29、同的驅(qū)動電路，有共陰極和共陽極兩種結(jié)構(gòu)，如圖所示。用七段LED顯示器可組成0-9數(shù)字和多種字母，為了適應(yīng)各種裝置的需要，這種顯示中還有一個(gè)小數(shù)點(diǎn)，所以實(shí)際共有八段13。圖2-8 LED顯示器的兩種結(jié)構(gòu)為了顯示某個(gè)數(shù)或字符，就要點(diǎn)亮對應(yīng)的段，這就需要譯碼。譯碼有硬件和軟件之分，硬件譯碼的優(yōu)點(diǎn)是計(jì)算機(jī)時(shí)間的開銷比較小，但硬件開支大14。與硬件電路相比，軟件譯碼顯示電路省去了硬件譯碼器，本設(shè)計(jì)采用軟件譯碼的方式。按照顯示方式，七段LED系統(tǒng)又有靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示之分15。這次設(shè)計(jì)采用的是靜態(tài)顯示，利用74LS373和顯示器組成了顯示系統(tǒng)。在每一次顯示輸出后能夠保持不變，僅在待顯示數(shù)字需要改變時(shí)，才更

30、新鎖存內(nèi)容。§2.3.3報(bào)警電路設(shè)計(jì)采用發(fā)光二極管和蜂鳴器相串聯(lián)，用三極管加限流電阻作為控制開關(guān)，用單片機(jī)P3.7端口控制，當(dāng)有高電平導(dǎo)通，顯示器顯示床號的同時(shí)蜂鳴器發(fā)出“嘀嘀”聲作為呼叫提示。電路連接圖如2-9圖所示。圖2-9 報(bào)警設(shè)計(jì)§2.3.4控制電路設(shè)計(jì)控制按鍵接p3.3端口，當(dāng)有呼叫發(fā)出時(shí)，值班室人員收到相應(yīng)信息后，可按下“響應(yīng)按鈕”，通過編程令單片機(jī)執(zhí)行中斷程序。第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)§3.1 系統(tǒng)軟件環(huán)境介紹§3.1.1 KEIL_C于AT89C51的控制設(shè)計(jì)，以Keil_c為軟件編程環(huán)境，以proteus軟件為電路仿真設(shè)計(jì)環(huán)境。二者的結(jié)合為

31、該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供有利條件。Keil_c軟件界面如圖3-1所示：圖3-1 Keil_c軟件界面該軟件是一款集編程和仿真于一體的軟件，它支持匯編、C語言及二者的混合編程16。§3.1.2 Protues ISISProteus ISIS是英國Labcenter公司開發(fā)的電路分析與實(shí)物仿真軟件。它運(yùn)行于Windows操作系統(tǒng)上，可以仿真、分析(SPICE)各種模擬器件和集成電路17。該軟件的特點(diǎn)是：一全部滿足我們提出的單片機(jī)軟件仿真系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，并在同類產(chǎn)品中具有明顯的優(yōu)勢。二具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機(jī)及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真、RS232動態(tài)仿真、I2 C調(diào)試器、SPI調(diào)試器

32、、鍵盤和LCD系統(tǒng)仿真的功能；有各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號發(fā)生器等18。三目前支持的單片機(jī)類型有：ARM7系列、68000系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及各種外圍芯片。四支持大量的存儲器和外圍芯片?？傊?，該軟件是一款集單片機(jī)和SPICE分析于一身的仿真軟件，功能極其強(qiáng)大 ，可仿真ARM、51、AVR、PIC19。Proteus ISIS的工作界面是一種標(biāo)準(zhǔn)的Windows界面，如圖所示，包括：標(biāo)題欄、主菜單、標(biāo)準(zhǔn)工具欄、繪圖工具欄、狀態(tài)欄、對象選擇按鈕、預(yù)覽對象方位控制按鈕、仿真進(jìn)程控制按鈕、預(yù)覽窗口、對

33、象選擇器窗口、圖形編輯窗口20。圖3-2 電路仿真界面運(yùn)行Proteus程序后，進(jìn)入軟件的主界面。通過左側(cè)工具欄中的P(從庫中選擇元件命令)命令，在Pick Devices 左側(cè)窗口中選擇所需元件的關(guān)鍵字21，然后放置元件并調(diào)整方向和位置以及參數(shù)設(shè)置，最后進(jìn)行連線22(圖3-2電路仿真界面)。§3.2 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)病房呼叫系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)均采用模塊化設(shè)計(jì)，整個(gè)程序主要包括主程序、鍵盤掃描程序、顯示程序。所有程序均采用C語言編寫。病房呼叫系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)思路說明如下：主程序的作用為程序初始化，顯示病房編號(病房號的獲得在鍵盤掃描程序中實(shí)現(xiàn))，并在多人按鍵時(shí)實(shí)現(xiàn)循環(huán)顯示的功能。通過不斷的掃描，

34、檢查是否有病人呼叫。顯示程序通過掃描64個(gè)病床的判斷標(biāo)志位來決定是否需要顯示床號。鍵盤掃描程序是重要組成部分，它的功能是判斷是否有按鍵并進(jìn)一步確認(rèn)是哪個(gè)按鍵按下或釋放，同時(shí)修改相應(yīng)的標(biāo)志位，以運(yùn)用到顯示程序中。§3.2.1 系統(tǒng)主程序流程圖主程序流程圖給出了系統(tǒng)工作的基本過程，描述了信號的基本流向，起到一個(gè)向?qū)У淖饔谩D3-1 主程序流程圖主程序程序描述：首先對各存儲單元初始化，設(shè)定定時(shí)初值，清零鍵，然后繼續(xù)掃描鍵盤，如掃描到鍵盤有鍵按下，則進(jìn)而判斷是哪個(gè)床位按下，進(jìn)而顯示病床號時(shí)，要判斷標(biāo)志位，若已經(jīng)按下，則不響應(yīng)，否則顯示病床號。最后，返回掃描鍵值程序，準(zhǔn)備下一次的判斷。

35、7;3.2.2 顯示程序流程圖顯示程序主要是來判斷是否需要顯示,以及如何去顯示,是十分重要的程序之一。設(shè)計(jì)流程圖如圖所示。圖3-2 顯示程序流程圖顯示程序描述：設(shè)定床號顯示標(biāo)志為biaon,令n從1開始，判斷biaon是否為0，若不為零，表示有病房呼叫，則顯示床號，繼續(xù)掃描鍵值判斷是否有別的病房呼叫，若n為0，表示無呼叫，則繼續(xù)掃描下一病床編號。§3.2.2 鍵盤掃描流程圖鍵盤電路設(shè)計(jì)成8*8矩陣式，在程序中可以先判斷按鍵編碼，然后在顯示子程序中通過程序進(jìn)行譯碼，再顯示。設(shè)計(jì)流程圖如圖所示。圖3-3 鍵盤掃描程序流程圖鍵盤掃描程序原理參考行反轉(zhuǎn)法。首先將列線（P1口）全部置高，行線（

36、P2口）置低，再判斷列線是否有低電平，有則代表有按鍵按下，則逐行將電平置低，獲取鍵值。如無按鍵，將再返回判斷，接著重新判斷按鍵是否釋放，若釋放則修改對應(yīng)的標(biāo)志，否則返回重新判斷。第四章 系統(tǒng)調(diào)試與結(jié)果系統(tǒng)調(diào)試工作是系統(tǒng)開發(fā)過程中必不可少的一個(gè)過程，一個(gè)完整的控制系統(tǒng)調(diào)試包含控制系統(tǒng)的硬件聯(lián)調(diào)、軟件聯(lián)調(diào)、系統(tǒng)仿真、仿真燒錄和現(xiàn)場安裝調(diào)試等幾個(gè)環(huán)節(jié)。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)組裝完成后，首先是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室條件下的系統(tǒng)硬件調(diào)試，調(diào)試成功后，有了硬件的保證，就容易發(fā)現(xiàn)軟件的漏洞，進(jìn)而促進(jìn)改進(jìn)和完善。所有的調(diào)試通過后，要進(jìn)行現(xiàn)場運(yùn)行并能持續(xù)一定的時(shí)間，待其中未發(fā)現(xiàn)故障后，方可驗(yàn)收合格，才算完成了整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作

37、7;4.1 硬件調(diào)試下面是我們通過Proteus軟件編程，使對應(yīng)的軟件仿真模塊變成可視化的控制界面：B.鍵入1后界面A.系統(tǒng)初始界面C.鍵入6后界面（循環(huán)顯示）D.按下復(fù)位鍵后界面啟動電源，顯示屏顯示00，在按下1號鍵時(shí)，界面部分顯示01；如果現(xiàn)在不按清零鍵，再按下6號鍵時(shí)，按鍵號循環(huán)顯示,可以看出該系統(tǒng)具有記憶功能，以至于不會忽略之前按下的按鍵；圖反映了控制電路的可行性，按復(fù)位后則去掉當(dāng)前界面顯示房間.。綜上所述，本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了主要功能：顯示病床號，亮報(bào)警提醒值班人員，若有多個(gè)病床同時(shí)呼叫，則循環(huán)顯示病床號，確保性息不丟失，待值班人員處理呼叫信息。通過ProtuesISIS軟件仿真，能達(dá)到上述

38、結(jié)論，滿足課題目目的，達(dá)到要求。§4.2 軟件調(diào)試單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的軟件調(diào)試也沒有規(guī)律可循，調(diào)試時(shí)更多的是憑經(jīng)驗(yàn)。軟件調(diào)試的主要任務(wù)是排查錯(cuò)誤。通過在KEIL_C編譯器下調(diào)試程序，有兩種錯(cuò)誤，一種邏輯錯(cuò)誤，也就是語法錯(cuò)誤，是很容易被發(fā)現(xiàn)的，另一種是功能錯(cuò)誤，是指在沒有語法錯(cuò)誤的基礎(chǔ)上，由于設(shè)計(jì)思想或算法的問題導(dǎo)致不能實(shí)現(xiàn)軟件功能的一種錯(cuò)誤。通過這兩方面錯(cuò)誤，不斷地調(diào)試，以及對各模塊的調(diào)試，最后組成一個(gè)完整的程序。結(jié) 論至此，本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容已經(jīng)完成。本章是在對前面完成的工作進(jìn)行總結(jié)的基礎(chǔ)上，提出今后進(jìn)一步工作的建議和設(shè)想。選擇這個(gè)課題，難點(diǎn)為：病人都按開關(guān)時(shí)，在數(shù)碼顯示器能循環(huán)顯示病床

39、，這也就是考驗(yàn)我們對所學(xué)知識有比較透徹的了解和我們的耐心。隨著集成電路和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，使電子儀器的整體水平發(fā)生巨大變化，傳統(tǒng)的儀器逐步的被智能儀器所取代。智能儀器的核心部件是單片機(jī)，因其極高的性價(jià)比得到廣泛的應(yīng)用與發(fā)展，從而加快了智能儀器的發(fā)展在做畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，雖然碰到了不少的困難，但是在老師的指導(dǎo)以及自己的努力下，終于取得了一定成果。1、 主要工作及結(jié)論1、 熟悉AT89C51單片機(jī)功能及工作特性，掌握其接口擴(kuò)展方法。2、 對鍵盤和顯示器進(jìn)行選型比較，得出各種型號優(yōu)劣比。3、 采用面向?qū)ο蟮乃枷?，分層次、分模塊構(gòu)建設(shè)計(jì)的總體框架。第3章 存在的問題1、 電子電路的設(shè)計(jì)中對各種影響

40、因素的考慮不夠完全。2、 系統(tǒng)設(shè)計(jì)不夠優(yōu)化，有待改善。如顯示屏上數(shù)字有閃爍跡象，顯示程序仍可完善；又如系統(tǒng)可增加優(yōu)先級的設(shè)定，方便處理急救病人。3、 沒有擴(kuò)展更多電路，如日歷時(shí)鐘電路、通訊接口電路等。這些都為我今后的學(xué)習(xí)和工作留下了積極的影響。參考文獻(xiàn)1 譚浩強(qiáng).MCS-51單片機(jī)應(yīng)用教程.北京：清華大學(xué)出版社,2004：57622 張振榮.MCS-51單片機(jī)及實(shí)用教程.北京：人民郵電出版社,2000：2312363 康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ).北京：高等教育出版社,2000：17234 李伯成.單片機(jī)及嵌入式系統(tǒng).北京：清華大學(xué)出版社,2005：3373465 肖金球.單片機(jī)原理與接口技術(shù).北京：

41、清華大學(xué)出版社,2004：1531596 王環(huán),張亞寧 .單片機(jī)程序設(shè)計(jì)實(shí)例.北京：清華大學(xué)出版社,2003：5205247 康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)(模擬部分). 北京：高等教育出版社,1999：1121198 李勛.單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)大學(xué)讀本.北京：北京航空航天大學(xué)出版社,2002：75779 丁元杰.單片微機(jī)原理及應(yīng)用.北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1996:25627610何立民.單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編.北京：航空航天大學(xué)出版社,1996.21822411張培仁等.MCS-51單片機(jī)原理與應(yīng)用.北京.清華大學(xué)出版社,2003：13014512治剛.單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)與實(shí)訓(xùn).北京：清華大學(xué)出版社,2004：1

42、3013313陳明熒.8051單片機(jī)課程設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)教材.北京：清華大學(xué)出版社，2004：32532914胡漢才.單片機(jī)原理及接口技術(shù).北京：清華大學(xué)出版社，1995：11112315徐淑華等.單片機(jī)微機(jī)原理及應(yīng)用.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1994：33635116AT89C51 DATA SHEEP Philips Semiconductors 1999.dec17Yang. Y., Yi. J., Woo, Y.Y., and Kim. B.: Optimum design for linearityand efficiency of microwave Doherty amplifie

43、r using a new loadmatching technique, Microw. J., 2001, 44, (12), pp. 203618Vizimuller, P.: RF design guide-systems, circuits, and equations (ArtechHouse, Boston, MA, 1995)6R. Dye, “Visual Object-Orientated Programming,” Dr. Dobbs MacintoshJournal, Sept. 1st ( 1991).19Nishino S F,Paoli G C,Spain J C

44、. Aerobic degradation of dinitroto-luenes and pathway for bacterial degradation of 2,6-dinitrotoluene Volume 66,2006.20Kennes C,W M Wu,L Bhatnagar et al. Anaerobic dechlorination and mineralization of PCP and 2,4,6-trichlorophenol by the methanogenic PCP-degrading granules Volume 44,2004.21Philips.

45、Product Specification. COMS single-chip 8-bit microcontroller.22Hermarn K P. Neubert. Instrument Transducers-An Introduction to their Performance and Design.2nd EdM. Clarendon Press, Oxford. 1975.致 謝四年的大學(xué)生活也將隨著論文結(jié)束而結(jié)束了。在這里我要向那些曾經(jīng)給予我關(guān)心和幫助的老師、同學(xué)和朋友們致以誠摯的謝意。如果沒有他們的幫助，這篇論文將難以順利完成。首先要感謝我的指導(dǎo)老師宋霄薇的耐心指導(dǎo)，宋老師

46、治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，平易近人。從畢業(yè)設(shè)計(jì)工作的進(jìn)行，到畢業(yè)論文的撰寫和修改，給我提供了許多十分有益的指導(dǎo)和建議，幫助我開拓思路，深入研究。也向所有教導(dǎo)和關(guān)心過我的領(lǐng)導(dǎo)老師致以最誠摯的謝意！衷心的希望老師們都能事業(yè)順利，桃李芬芳！感謝身邊的同學(xué)對我的幫助，他們使我在設(shè)計(jì)過程中得到許多啟示。我很榮幸生活學(xué)習(xí)在這個(gè)團(tuán)結(jié)，健康，向上的集體中，在大學(xué)度過的這四年給我留下了終生難忘的記憶。最后，我要特別感謝我的父母，我所有的成績都是他們的支持和鼓勵(lì)下才能取得的，他們真摯的愛和無私的支持，使我一直不畏前路的任何困難，勇往直前，不斷進(jìn)步。附 錄附錄一整體電路圖附錄二.程序數(shù)碼管動態(tài)掃描延時(shí):void Delay(uin

47、t x)while(x-) for(i=0;i<120;i+)key_value();按鍵值的數(shù)碼管顯示子程序: void display(uchar k) s=1;g=0; /點(diǎn)亮數(shù)碼管1 Delay1MS(2); P0=Tabk/10; /顯示十位 Delay1MS(2); /動態(tài)掃描延時(shí) s=0;g=1; /點(diǎn)亮數(shù)碼管2 Delay1MS(2); P0=Tabk%10; /顯示個(gè)位 Delay1MS(2); /動態(tài)掃描延時(shí) 蜂鳴器:void Beep()uchar i;for(i=0;i<20;i+)Delay1MS(1);BEEP=BEEP;BEEP=0;主函數(shù): void

48、 main(void) uchar q=0; BEEP=0; while(1) /無限循環(huán) for(m=1;m<=64;m+) if(biao !=0) display(biao ); /調(diào)用按鍵值的數(shù)碼管顯示子程序 Beep(); q=1; Delay(500); key_value(); /判斷床位 if(q=0)display(0); else q=0;鍵盤掃描，判斷鍵位: void key_value(void) P1=0xff; /所有列線置為高電平? P2=0x00; /所有行線置為低電平“0”?” if(P1&0xff)!=0xff) /列線中有一位為低電平“0”，

49、說明有鍵按下 P2=0xfe; /第一行置為低電平“0”（P1.1出低電平“0”） if(P1=0xfe) keyval=1; /可判斷是S1鍵被按下 if(P1=0xfd) keyval=2; /可判斷是S2鍵被按下 if(P1=0xfb) keyval=3; /可判斷是S3鍵被按下 if(P1=0xf7) keyval=4; /可判斷是S4鍵被按下 if(P1=0xef) keyval=5; /可判斷是S5鍵被按下 if(P1=0xdf) keyval=6; /可判斷是S6鍵被按下 if(P1=0xbf) keyval=7; /可判斷是S7鍵被按下 if(P1=0x7f) keyval=8

50、; /可判斷是S8鍵被按下 P2=0xfd; /第二行置為低電平“0”（P1.1出低電平“0”） if(P1=0xfe) keyval=9; /可判斷是S9鍵被按下 if(P1=0xfd) keyval=10; /可判斷是S10鍵被按下 if(P1=0xfb) keyval=11; /可判斷是S11鍵被按下 if(P1=0xf7) keyval=12; /可判斷是S12鍵被按下 if(P1=0xef) keyval=13; /可判斷是S13鍵被按下 if(P1=0xdf) keyval=14; /可判斷是S14鍵被按下 if(P1=0xbf) keyval=15; /可判斷是S15鍵被按下 i

51、f(P1=0x7f) keyval=16; /可判斷是S16鍵被按下 P2=0xfb; /第三行置為低電平“0”（P1.2輸出低電平“0”） if(P1=0xfe) keyval=17; /可判斷是S17鍵被按下 if(P1=0xfd) keyval=18; /可判斷是S18鍵被按下 if(P1=0xfb) keyval=19; /可判斷是S19鍵被按下 if(P1=0xf7) keyval=20; /可判斷是S20鍵被按下 if(P1=0xef) keyval=21; /可判斷是S21鍵被按下 if(P1=0xdf) keyval=22; /可判斷是S22鍵被按下 if(P1=0xbf) keyval=23; /可判斷是S23鍵被按下 if(P1=0x7f) keyval=24; /可判斷是S24鍵被按下 P2=0xf7; /第四行置為低電平“0”（P1.2輸出低電平“0 if(P1=0xfe) keyval=25; /可判斷是S25鍵被按下 if(P1=0xfd) keyval=26; /可判斷是S26鍵被按下 if(