單片機(jī)課程設(shè)計(jì)《病人呼叫器》

1、太原理工大學(xué)課程設(shè)計(jì) 太原理工大學(xué)課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)課程名稱：?jiǎn)纹瑱C(jī)原理及其在煤礦中的應(yīng)用設(shè)計(jì)題目： 醫(yī)院病人呼叫器 院 系： 礦業(yè)工程學(xué)院 學(xué)生姓名： 李國(guó)富 學(xué) 號(hào)： 2011002813 專(zhuān)業(yè)班級(jí)： 采礦 1109 指導(dǎo)教師： 曹金燕 2013 年 12 月 27 日太原理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)1課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書(shū)設(shè)計(jì)題目病人呼叫器學(xué)生姓名 李國(guó)富所在院系礦業(yè)工程學(xué)院專(zhuān)業(yè)、年級(jí)、班 采礦 1109 班設(shè)計(jì)要求：設(shè)計(jì)一種呼喊器，供醫(yī)院住院病人“呼喊”醫(yī)護(hù)人員時(shí)使用。住院病人可通過(guò)按動(dòng)自己的床位按扭開(kāi)關(guān)向醫(yī)護(hù)人員發(fā)出“呼喊”信號(hào)； 一旦有病人發(fā)出“呼喊”信號(hào)，醫(yī)護(hù)人員值班室顯示床位編

2、號(hào)，揚(yáng)聲器發(fā)出提示聲響信號(hào)； 4.用相關(guān)仿真軟件對(duì)電路進(jìn)行仿真。學(xué)生應(yīng)完成的工作： 本設(shè)計(jì)以 AT89C51 單片機(jī)為主控模塊，利用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)呼叫器程序，同時(shí)我們查閱手冊(cè)和文獻(xiàn)資料來(lái)選擇合適的元器件，并設(shè)計(jì)合理的電路來(lái)實(shí)現(xiàn)符合要求的電路板實(shí)物。主要任務(wù)包括：（1）硬件原理圖的設(shè)計(jì)。 （2）軟件程序的設(shè)計(jì)：對(duì)不同方案進(jìn)行比較分析，并通過(guò)整體優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)的比較，確定合理的方案。 （3）用匯編語(yǔ)言進(jìn)行軟件的編寫(xiě)與調(diào)試。 （4）撰寫(xiě)課程設(shè)計(jì)報(bào)告。課程設(shè)計(jì)提交的成果1）設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2） 圖樣資料 a) 系統(tǒng)原理圖； 3）查閱文獻(xiàn) 16 篇b) 硬件電路圖；c) 匯編語(yǔ)言源程序d) PROTEUS 運(yùn)行仿

3、真圖工作計(jì)劃：2013 年 12 月 23 日 2013 年 12 月 23 日：搜索有關(guān)資料并進(jìn)行硬件原理圖設(shè)計(jì)；2013 年 12 月 24 日 2013 年 12 月 25 日：進(jìn)行硬件電路與軟件程序的編寫(xiě)及調(diào)試；2013 年 12 月 26 日 2013 年 12 月 26 日：編寫(xiě)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)；2013 年 12 月 27 日 2013 年 12 月 27 日：提交課程設(shè)計(jì)。任務(wù)下達(dá)日期：2013 年 12 月 23 日 任務(wù)完成日期：2013 年 12 月 27 日指導(dǎo)教師（簽名）： 學(xué)生（簽名）： 太原理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)2病病 人人 呼呼 叫叫 器器摘要：本設(shè)計(jì)是一個(gè)采用 89C

4、51 單片機(jī)配以外圍適當(dāng)電路完成一個(gè)可供 64 個(gè)病房使用的呼叫系統(tǒng)。該系統(tǒng)需運(yùn)用單片機(jī)典型外圍接口技術(shù)中的矩陣式鍵盤(pán)電路完成對(duì)病房的輸入，由于病房較多，考慮到 89C51 單片機(jī)自身接口有限，需用可編程并行接口芯片 8255A 外擴(kuò) I/O 實(shí)現(xiàn)對(duì)矩陣式鍵盤(pán)的掃描與鍵值的讀入。MCS-51 單片機(jī)受管腳的限制，P0 口不僅要作數(shù)據(jù)總線口而且還提供低8 位 A0A7，所以只能分時(shí)工作，故 P0 口輸出的低 8 位地址數(shù)據(jù)必須用鎖存器鎖存。本設(shè)計(jì)采用 74LS373，其鎖存控制信號(hào)由引腳 ALE 提供。在 ALE 的下降沿將 P0 口輸出的地址數(shù)據(jù)鎖存。本設(shè)計(jì)中單片機(jī)要實(shí)現(xiàn)三種功能：1）床位按鈕

5、的掃描與讀入。2）按鈕按下時(shí)振鈴三秒并顯示房號(hào)。3）護(hù)士響應(yīng)后數(shù)碼管滅，鈴聲停。關(guān)鍵詞：呼叫器/單片機(jī)/醫(yī)院/顯示/蜂鳴器太原理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)3目錄目錄1.1.設(shè)計(jì)背景設(shè)計(jì)背景 .5 52.2.課程名稱及要求課程名稱及要求 .5 52.12.1 課程名稱課程名稱.5 52.22.2 設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要求.5 53.3. 設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)方案 .6 64. .工作原理及工作流程工作原理及工作流程 .6 65.KEIL5.KEIL 軟件程序編輯與調(diào)試軟件程序編輯與調(diào)試.8 86 6. .各分模塊設(shè)計(jì)及相關(guān)元器件的選用各分模塊設(shè)計(jì)及相關(guān)元器件的選用 .5 5 6.16.1 單片機(jī)的選用單片機(jī)的選用.1 11

6、 1 6.26.2 74LS16474LS164 簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介 .1 14 4 6.36.3 74LS37374LS373 簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介 .1 14 4 6.6.4 4 8255A8255A 簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介 .1 15 56.56.5 按鈕開(kāi)關(guān)電路按鈕開(kāi)關(guān)電路.1 15 5 6.66.6 聲音報(bào)警電路聲音報(bào)警電路.1 17 7 6.76.7 外部震蕩電路外部震蕩電路.1 18 8 6.86.8 單片機(jī)復(fù)位電路單片機(jī)復(fù)位電路.1 19 9 6.96.9 顯示電路的設(shè)計(jì)顯示電路的設(shè)計(jì).2 20 0 7.PROTEUS7.PROTEUS 仿真仿真.2 23 3太原理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)48.8.課程設(shè)計(jì)體會(huì)課程設(shè)計(jì)體會(huì)

7、 .2 24 4 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) .2 24 49.9.附錄附錄 .2 25 5 附錄附錄 1 1 .2 25 5 附錄附錄 2 2 .2 26 6 附錄附錄 3 3 .2 27 7 太原理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)51 .設(shè)計(jì)背景設(shè)計(jì)背景以前老是想那些獨(dú)立的智能設(shè)備都是通過(guò)什么控制的，比如說(shuō)廁所的紅外控制系統(tǒng)、一些大酒店的自動(dòng)電動(dòng)門(mén)、洗衣機(jī)的自動(dòng)控制等等好多好多。小時(shí)候都不理解他們是怎么自己控制的。上了大學(xué)后才了解到原來(lái)這都是通過(guò)單片機(jī)控制的。所以我就對(duì)單片機(jī)特別感興趣。想學(xué)好了就可以自己做一點(diǎn)東西，那是我從小的夢(mèng)想。病床呼叫系統(tǒng)是醫(yī)院所必須的一種裝置,這樣既能省去醫(yī)務(wù)人員的工作量又能及時(shí)的幫助病人反

8、饋信息給醫(yī)護(hù)人員,做到不耽誤病情。目前，呼叫系統(tǒng)已經(jīng)成為醫(yī)院提高醫(yī)護(hù)服務(wù)質(zhì)量、提高醫(yī)護(hù)人員工作效率和減少醫(yī)療事故的一種必不可少的基礎(chǔ)設(shè)備，臨床求助呼叫（監(jiān)護(hù)）是傳送臨床信息的重要手段，病房呼叫系統(tǒng)是病人請(qǐng)求值班醫(yī)生或護(hù)士進(jìn)行診斷和護(hù)理的緊急呼叫工具，可將病人的請(qǐng)求傳送給值班醫(yī)生或護(hù)士，并在值班室的監(jiān)控中心電腦上留下準(zhǔn)確完整的記錄，是提高醫(yī)院和病室護(hù)理水平的必備設(shè)備之一，呼叫系統(tǒng)的優(yōu)劣直接關(guān)系到病員的安危，歷來(lái)受到各大醫(yī)院的普遍重視。它要求及時(shí)準(zhǔn)確可靠簡(jiǎn)便可行。呼叫系統(tǒng)已經(jīng)成可以為醫(yī)院提高醫(yī)護(hù)服務(wù)質(zhì)量、提高醫(yī)護(hù)人員工作效率和減少醫(yī)療事故。實(shí)驗(yàn)的目的是設(shè)計(jì)一種是實(shí)用又簡(jiǎn)單的電路模型，初步解釋工作原

9、理顯示出預(yù)想的效果。2. 課題名稱及要求課題名稱及要求2.1 課題名稱：課題名稱：醫(yī)院住院病人“呼叫”器2.2 設(shè)計(jì)要求：設(shè)計(jì)要求：1.設(shè)計(jì)一種呼喊器，供醫(yī)院住院病人“呼喊”醫(yī)護(hù)人員時(shí)使用。2.住院病人可通過(guò)按動(dòng)自己的床位按扭開(kāi)關(guān)向醫(yī)護(hù)人員發(fā)出“呼喊”信號(hào)。太原理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)63.一旦有病人發(fā)出“呼喊”信號(hào)，醫(yī)護(hù)人員值班室顯示樓層及病房編號(hào)，揚(yáng)聲器發(fā)出提示聲響信號(hào)。3. 設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)方案為使硬件電路設(shè)計(jì)盡可能合理，應(yīng)注意以下幾個(gè)方面： （1）盡可能采用功能強(qiáng)的芯片，以簡(jiǎn)化電路，功能強(qiáng)的芯片可以代替普通芯片，隨著生產(chǎn)工藝的提高，新型芯片的價(jià)格不斷下降，并不比普通芯片價(jià)格的總和高。 （2）留有設(shè)

10、計(jì)余地。在設(shè)計(jì)硬件電路時(shí)，要考慮到將來(lái)修改擴(kuò)展的方便。因?yàn)楹苌儆幸诲N定音的電路設(shè)計(jì)，如果現(xiàn)在不留余地，將來(lái)可能要為一點(diǎn)小小的修改或擴(kuò)展而被迫進(jìn)行全面返工。 （3）程序空間。選用片內(nèi)程序空間足夠大的單片機(jī)。4 工作原理及工作流程工作原理及工作流程系統(tǒng)組成如圖 1 所示。此設(shè)計(jì)以單片機(jī) AT89C51 為核心，由單片機(jī) I/O 口采集檢測(cè)開(kāi)關(guān)信號(hào)，經(jīng)過(guò)單片機(jī)內(nèi)部 MCU 程序處理后通過(guò)數(shù)碼管顯示相應(yīng)的按鍵號(hào)，并進(jìn)行相應(yīng)的聲音報(bào)警，提醒醫(yī)生注意當(dāng)病人需要呼叫醫(yī)務(wù)人員的時(shí)候，只要按一下床頭的開(kāi)關(guān)，醫(yī)務(wù)人員值班室的指示臺(tái)上就會(huì)發(fā)出音頻信號(hào)，并且有指示燈指示出病人所在的樓層及病房號(hào)。設(shè)計(jì)原理圖如圖所示。

11、圖 1 ： 醫(yī)院呼叫器裝置原理框圖按鈕開(kāi)關(guān)單片機(jī)處理聲音報(bào)警數(shù)碼管顯示太原理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)7軟件流程及工作流程圖 圖 2： 工作流程圖5.Keil 軟件程序編譯與調(diào)試軟件程序編譯與調(diào)試1. 打開(kāi) keil 軟件新建工程 30，選擇 AT89C51。太原理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)82. 創(chuàng)建文檔，寫(xiě)入程序，保存為 ASM 格式。3. 添加文件。太原理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)94. 設(shè)置相關(guān)數(shù)據(jù)。太原理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)104.連接編譯，仿真調(diào)試。6.結(jié)果分析。太原理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)116 各分模塊設(shè)計(jì)及相關(guān)元器件的選用各分模塊設(shè)計(jì)及相關(guān)元器件的選用6.16.1 單片機(jī)選用單片機(jī)選用我們這學(xué)期主要學(xué)習(xí)了 AT89C51，對(duì)

12、該型號(hào)的單片機(jī)比較熟悉，同時(shí)AT89C51 也能滿足我們?cè)谠O(shè)計(jì)中的需要，所以我們選擇 AT89C51 作為我們課程設(shè)計(jì)的主要元器件，為后邊的課程設(shè)計(jì)節(jié)省了時(shí)間。AT89C51 的簡(jiǎn)介：AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的低電壓，高性能 CMOS8 位微處理器，俗稱單片機(jī)。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS-51 指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL 的 AT89C51 是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。AT89C51 引腳圖：各引

13、腳介紹：1.P0 口作為信號(hào)輸入端，將 8255A 收集到的按鈕信號(hào)輸入到單片機(jī)內(nèi)部，為信號(hào)處理做準(zhǔn)備。2.P3 口：P3.0 和 P3.1 用于控制數(shù)碼管顯示，將單片機(jī)處理的信息，傳輸太原理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)12到 74LS164 中，控制數(shù)碼管的顯示。3.P3.2：外部中斷引腳，護(hù)士的軟復(fù)位信號(hào)可以通過(guò)這個(gè)引腳輸入，達(dá)到消除警報(bào)的作用。4.XTAL:外部時(shí)鐘電路引腳，給單片機(jī)提供額定的工作頻率。5.RST:復(fù)位引腳，當(dāng)整個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，可以通過(guò)這個(gè)引腳，將系統(tǒng)復(fù)位。6.P1.0：聲音報(bào)警系統(tǒng)控制引腳。6.2 按鈕開(kāi)關(guān)電路按鈕開(kāi)關(guān)電路鍵盤(pán)是單片機(jī)不可缺少的輸入設(shè)備，本設(shè)計(jì)中按鍵是設(shè)計(jì)的靈魂，通

14、過(guò)按鍵來(lái)模擬病房號(hào)來(lái)向單片機(jī)輸入信號(hào)是實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話的紐帶。鍵盤(pán)按結(jié)構(gòu)形式可以，本文 proteus 仿真按鈕開(kāi)關(guān)電路如圖 2 所示。 圖 2 按鈕開(kāi)關(guān)電路按鈕開(kāi)關(guān)電路采用低電平有效。通過(guò)單片機(jī)檢測(cè) P1 口狀態(tài)分別判斷是幾號(hào)按鈕（病房）按下按鈕。該電路總共采 8 行 8 列，分別代表 8 個(gè)病房和 8 個(gè)樓層。備注：此處優(yōu)先級(jí)是相同的，如果考慮優(yōu)先級(jí)就太復(fù)雜了所以這里就不考慮了。太原理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)136.36.3 74ls16474ls164 簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介當(dāng)三態(tài)允許控制端 OE 為低電平時(shí)，O0O7 為正常邏輯狀態(tài)，可用來(lái)驅(qū)動(dòng)負(fù)載或總線。當(dāng) OE 為高電平時(shí)，O0O7 呈高阻態(tài)，即不驅(qū)動(dòng)總線，也

15、不為總線的負(fù)載，但鎖存器內(nèi)部的邏輯操作不受影響。 當(dāng)鎖存允許端 LE 為高電平時(shí)，O 隨數(shù)據(jù) D 而變。當(dāng) LE 為低電平時(shí)，O 被鎖存在已建立的數(shù)據(jù)電平。當(dāng) LE 端施密特觸發(fā)器的輸入滯后作用，使交流和直流噪聲抗擾度被改善 400mV。 引出端符號(hào)： D0D7 數(shù)據(jù)輸入端 OE 三態(tài)允許控制端（低電平有效） LE 鎖存允許端 O0O7 輸出端 ： 圖 3 proteus 仿真里的 74ls164 圖 6.4 74LS373 簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介 并行接口的簡(jiǎn)單擴(kuò)展方式，由于 TTL 型或者 CMOS 型 74 系列器件的品種多，價(jià)格低。用 74 系列器件擴(kuò)展單片機(jī)并行 I/O 接口是常用的并行接口擴(kuò)展方

16、法。74ls373: : 是八 D 鎖存器(三態(tài)). 一個(gè)封裝中有八個(gè)鎖存器,三態(tài)總線驅(qū)動(dòng)輸出,置數(shù)全并行存取,緩沖控制輸入,時(shí)鐘/使能輸入有改善抗擾度的滯后作用.各個(gè)引腳如圖所示：太原理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)14：6.5 8255A 簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介 1.8255A 簡(jiǎn)介： 8255A 是一個(gè)通用的可編程并行 I/O 口接口芯片。 引腳定義如圖所示： 8255A 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖：太原理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)15 從 8255A 結(jié)構(gòu)圖可以看出：1）8255A 有 3 個(gè) 8 位并行 I/O 端口，端口 A,B,C 均可以工作在輸入或輸出方式。2）兩組控制電路分別控制 3 個(gè)端口，A 組控制電路控制 A 和端口 C 的高

17、 4 位，B 組控制電路控制 B 和端口 C 的低 4 位。3）具有數(shù)據(jù)總線緩沖器，可以方便的與單片機(jī)數(shù)據(jù)總線連接；4）端口，通過(guò)內(nèi)部數(shù)據(jù)總線與數(shù)據(jù)總線緩沖器連接，即各端口通過(guò)數(shù)據(jù)端口與單片機(jī)交互信息5）提供讀/寫(xiě)控制邏輯，可以很方便地通過(guò) MOVX 指令完成對(duì)其各端口的操作。2 2 .8255A.8255A 功能功能：數(shù)據(jù)端口 A,B,C 端口 A：一個(gè) 8 位數(shù)據(jù)輸出鎖存/緩沖器，一個(gè) 8 位數(shù)據(jù)輸入鎖存器；端口 B：一個(gè) 8 位數(shù)據(jù)輸出鎖存/緩存器，一個(gè) 8 位數(shù)據(jù)輸入緩沖器；端口 C：一個(gè) 8 位數(shù)據(jù)輸出鎖存/緩存器，一個(gè) 8 位數(shù)據(jù)輸入緩沖器。3 個(gè)端口都可以作為數(shù)據(jù)輸入或輸出端口，

18、但不同的的端口有不同的工作方式。出一般輸入/輸出方式外，端口 A 還可以工作在雙向方式、握手聯(lián)絡(luò)方式，端口B 可以工作在握手聯(lián)絡(luò)方式：而端口 C 可以作為控制或狀態(tài)信號(hào)的端口，喂端口 A 和 B 提供握手聯(lián)絡(luò)信號(hào)，并且端口 C 還有可以工作在按位置位/復(fù)位方式。2）A 組和 B 組控制短路控制電路決定了 8255A 的工作方式，也決定了 8255A 在具體電路中的功能。控太原理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)16制電路中包含控制寄存器，接受來(lái)自單片機(jī)的控制字。寫(xiě)入 8255A 的控制字不同，8255A 的工作方式不同。3）數(shù)據(jù)總線緩沖器數(shù)據(jù)總線緩沖器提供了 8255A 與系統(tǒng)總線的接口。端口數(shù)據(jù)及 8255A

19、工作狀態(tài)信息都是通過(guò)該緩沖器傳送的，由于它具有緩沖結(jié)構(gòu)，因而可以直接與單片機(jī)的數(shù)據(jù)總線連接。4）讀/寫(xiě)和控制邏輯讀/寫(xiě)控制邏輯直接與單片機(jī)的控制總線及地址總線相連接，通常 8255A 的A0，A1 及與地址總線連接連接，而和與單片機(jī)的讀/寫(xiě)信號(hào)連接。5）8255 有如下相關(guān)的控制信號(hào)。：片信號(hào)低電平時(shí)，8255A 被選中；：讀信號(hào)低電平有效，該信號(hào)有效時(shí)可以讀取 8255A 的端口數(shù)據(jù)或狀態(tài)信號(hào)；：寫(xiě)信號(hào)，低電平有效，該信號(hào)有效時(shí)可以向 8255A 寫(xiě)入控制字或向端口寫(xiě)數(shù)據(jù)；RESET:復(fù)位信號(hào)，高電平有效，只有復(fù)位后，8255A 才能接收單片機(jī)對(duì)其進(jìn)行的初始化。本課設(shè)主要用來(lái)并行輸出,數(shù)碼管

20、顯示。6.6 聲音報(bào)警電路聲音報(bào)警電路我們知道，聲音的頻譜范圍約在幾十到幾千赫茲，若能利用程序來(lái)控制單片機(jī)某個(gè)口線的“高”電平或低電平，則在該口線上就能產(chǎn)生一定頻率的巨型波，接上喇叭就能發(fā)出一定頻率的聲音，若再利用延時(shí)程序控制“高”“低”電平的持續(xù)時(shí)間，就能改變輸出頻率，從而改變音調(diào)，使喇叭發(fā)出不同的聲音。當(dāng)有按鍵按下時(shí)，單片機(jī)從 P1.7 口輸出一周期高低信號(hào)，控制三極管的通斷，從而使揚(yáng)聲器通斷，發(fā)出一定周期的音頻報(bào)警信號(hào)，報(bào)警時(shí)間為 3S。太原理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)17圖 4 聲音報(bào)警電路6.7 外部震蕩電路外部震蕩電路單片機(jī)必須在時(shí)鐘的驅(qū)動(dòng)下才能工作，在單片機(jī)結(jié)構(gòu)內(nèi)部有一個(gè)時(shí)鐘振蕩電路，只需要

21、外部接一個(gè)震蕩源就能產(chǎn)生一定的時(shí)鐘信號(hào)，送到單片機(jī)內(nèi)部的各個(gè)單元，決定單片機(jī)的工作速度。一般選用石英晶體振蕩器。在 XTAL2 引腳產(chǎn)生幅度為 3V 左右的正弦波時(shí)鐘信號(hào)，其振蕩頻率主要由石英晶振的頻率確定。電路中兩個(gè)電容 C1，C2 的大小是 22pf，作用有兩個(gè)：一是幫助振蕩器起振；二是對(duì)振蕩器的頻率進(jìn)行微調(diào)。單片機(jī)在工作時(shí)，由內(nèi)部振蕩器產(chǎn)生或由外直接輸入的送至內(nèi)部控制邏輯單元的時(shí)鐘信號(hào)的周期稱為時(shí)鐘周期。其大小是時(shí)鐘信號(hào)頻率的倒數(shù)。圖中時(shí)鐘頻率為 12MHz。 太原理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)18圖 5 震蕩電路一般選用石英晶體振蕩器。在 XTAL2 引腳產(chǎn)生幅度為 3V 左右的正弦波時(shí)鐘信號(hào)，其振

22、蕩頻率主要由石英晶振的頻率確定。電路中兩個(gè)電容 C1，C2 的大小是 22pf，作用有兩個(gè)：一是幫助振蕩器起振；二是對(duì)振蕩器的頻率進(jìn)行微調(diào)。單片機(jī)在工作時(shí)，由內(nèi)部振蕩器產(chǎn)生或由外直接輸入的送至內(nèi)部控制邏輯單元的時(shí)鐘信號(hào)的周期稱為時(shí)鐘周期。其大小是時(shí)鐘信號(hào)頻率的倒數(shù)。圖中時(shí)鐘頻率為 12MHz。6.8 單片機(jī)復(fù)位電路的設(shè)計(jì)單片機(jī)復(fù)位電路的設(shè)計(jì)單片機(jī)的第 9 腳 RST 為硬件復(fù)位端，只要將該端持續(xù) 4 個(gè)機(jī)器周期的高電平，即可實(shí)現(xiàn)復(fù)位，復(fù)位后單片機(jī)的各狀態(tài)都恢復(fù)到初始化狀態(tài)，其電路圖如圖 6。太原理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)19圖 6 復(fù)位電路在方案中使用到了硬件復(fù)位和軟件復(fù)位兩種功能,由上面的硬件復(fù)位可使

23、寄存器及存儲(chǔ)器的值都恢復(fù)到初始值,軟復(fù)位實(shí)際上就是當(dāng)程序執(zhí)行完畢之后,將程序指針通過(guò)一條跳轉(zhuǎn)指令讓它跳轉(zhuǎn)到程序執(zhí)行的起始地址.6.9 顯示電路的設(shè)計(jì)顯示電路的設(shè)計(jì) (1) 顯示電路使用了七段共陽(yáng)極數(shù)碼管，由低電平點(diǎn)亮，效果圖如圖所示。太原理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)20 顯示功能與硬件關(guān)系極大，當(dāng)硬件固定后，如何在不引起操作者誤解的前提下，提供盡可能豐富的信息，全靠軟件來(lái)解決。(2) 7 段數(shù)碼管的簡(jiǎn)介：七段數(shù)碼管是數(shù)字電路當(dāng)中一種常用的一種顯示器件，由于使用的是“七段式”字體來(lái)表示阿拉伯?dāng)?shù)字和少量的英文字母，因此被叫做七段數(shù)碼管。七段數(shù)碼管加上小數(shù)點(diǎn)，一共需要 8 個(gè) LED 來(lái)構(gòu)成一個(gè)顯示器件，因此可

24、以方便地和單片機(jī)的 8 位數(shù)據(jù)線方便地接口。七段顯示字型碼：顯示字形0123456789共陰3FH06H5BH4FH66H6DH7DH07H7FH67H共陽(yáng)C0HF9HA4HB0H99H92H82HF8H80H90H 太原理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)217Proteus 仿真仿真硬件電路描述如下:利用可編程并行接口芯片 8255 外擴(kuò) I/O 實(shí)現(xiàn)對(duì)矩陣式鍵盤(pán)的掃描與鍵值的讀入，外部電源通過(guò)上拉電阻 RESPACK 接 8255 PC 口，PC 口作為輸入口構(gòu)成鍵盤(pán)的行，8255 的 PA 口作為輸出口構(gòu)成鍵盤(pán)的列，行列之間通過(guò)按鈕連接。利用 74LS373 鎖存器將 89C51 的數(shù)據(jù)線和地址線（低 8

25、 位）分離出來(lái)從而使89C51 具有與一般 CPU 相類(lèi)似的三總線。74LS164 移位寄存器與共陽(yáng)極 LED構(gòu)成靜態(tài)顯示電路。74LS164 移位寄存器的時(shí)鐘信號(hào)由 AT89C51 的 TXD 提供，顯示數(shù)據(jù)由 89C51 的 RXD 串行輸出到 74LS164 由其顯示，由于串行發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)先發(fā)送數(shù)據(jù)的低位所以顯示床號(hào)個(gè)位的 74LS164 移位寄存器的輸入由顯示床號(hào)十位的 74LS164 移位寄存器的最低位數(shù)據(jù)線提供。INT0 接到按鈕供護(hù)士響應(yīng)病人請(qǐng)求滅管停鈴之用。50HZ 的方波從 P1.0S 輸出，經(jīng)簡(jiǎn)單的放大電路后驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)聲。硬件鍵盤(pán)電路工作原理：?jiǎn)纹瑱C(jī)上電運(yùn)行即進(jìn)入判斷鍵盤(pán)是

26、否有鍵按下主程序，8255 PA 口輸出全0 值，后讀 8255 PC 口若其值全 1 則證明鍵盤(pán)無(wú)鍵按下，若其值不全為 1 則證明 64 個(gè)鍵中有一鍵按下。單片機(jī)隨機(jī)鍵盤(pán)掃描子程序，本設(shè)計(jì)首先將第 0 列送太原理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)220 其它列送 1，然后讀 8255 PC 口通過(guò)對(duì) ACC 各位的判斷來(lái)識(shí)別鍵值。若第 0列無(wú)鍵按下則轉(zhuǎn)判下一列，最后返回。由于程序是在網(wǎng)上下載的，我們只是在已有的框架之下做一些改動(dòng)。原始軟件的功能是第一行顯示 00、01、02 等依次相加，第二行是 03、04、05 依次相加。這不符合我自己的想法。通過(guò)我仔細(xì)閱讀程序后我發(fā)現(xiàn)只要將 ACC 的值改動(dòng)就可以改變初始值

27、。于是我就改成了第一個(gè)顯示屏顯示樓層，第二個(gè)顯示屏顯示病房號(hào)。該電路的仿真，我采用 Proteus 這個(gè)仿真軟件進(jìn)行做的，仿真效果非常好 ，達(dá)到課程實(shí)際之要求。仿真按鍵按下，聲音報(bào)警和數(shù)碼管顯示相應(yīng)的按鍵號(hào)碼。8.課程設(shè)計(jì)體會(huì)課程設(shè)計(jì)體會(huì)通過(guò)此次設(shè)計(jì),我進(jìn)一步加深了對(duì)單片機(jī)的理解，對(duì)以前學(xué)的知識(shí)進(jìn)行了系統(tǒng)的應(yīng)用，讓我的單片機(jī)學(xué)習(xí)更加深刻，在課程設(shè)計(jì)得過(guò)程中，培養(yǎng)了我們解決工業(yè)控制，工業(yè)檢測(cè)等具體問(wèn)題。我們通過(guò)所做的課題，熟悉單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)軟件的過(guò)程及軟，硬件設(shè)計(jì)的工作方法，內(nèi)容和步驟。對(duì)我們進(jìn)行基本技能訓(xùn)練，如組成系統(tǒng)，編程，調(diào)試，繪圖等。在這個(gè)過(guò)程中，我們遇到好多的問(wèn)題，但是我們通過(guò)查閱

28、資料，不斷修改，不斷進(jìn)步。不僅培養(yǎng)了我們自己動(dòng)手的能力，也鍛煉了我們篩選資料的能力，雖然我們的成果算不上完美，但是這是我們?cè)谝恍瞧诘臅r(shí)間里，用我們一點(diǎn)一滴的辛勤換來(lái)的。使我們理論聯(lián)系實(shí)際，提高了動(dòng)手能力和分析問(wèn)題，解決問(wèn)題的能力。參考文獻(xiàn)：參考文獻(xiàn)：1單片微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用M.張毅坤、陳善久、裘雪紅編。西安電子科大出版社。2單片機(jī)程序設(shè)計(jì)及應(yīng)用M. 楊將新，李華軍編.北京:電子工業(yè)出版社,2006。3報(bào)警集成電路和報(bào)警器制作實(shí)例M. 陳有卿,張曉東編.北京人民郵電出版社 2001。4單片機(jī)原理及應(yīng)用M. 楊文龍編。西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2005。5電子線路輔導(dǎo)和題選M. 王世昌編.上

29、海:上?？茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社,1999。6模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)指導(dǎo)書(shū)北M. 王遠(yuǎn)編.北京:清華大學(xué)出版社,1998。7電路（上下冊(cè)）M.第四版. 邱關(guān)源主編.北京:高等教育出版社,1999。太原理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)238電子線路基礎(chǔ)M. 高文煥,劉潤(rùn)生編.北京:北京高等教育出版社,1997。9電力系統(tǒng)繼電保護(hù)M張保會(huì)，尹項(xiàng)根中國(guó)電力出版社，200505。10新型語(yǔ)音芯片原理與應(yīng)用趙廣林電子工業(yè)出版社.2008.8。11單片機(jī)技能與實(shí)訓(xùn)-機(jī)電一體化技術(shù).宋國(guó)富.電子工業(yè)出版社.2010.2。12電力系統(tǒng)的 MATLAB/SIMULINK 仿真與應(yīng)用M王晶，翁國(guó)慶，張有兵。西安電子科技大學(xué)出版社，200

30、809。13 MATLAB 建模、仿真及應(yīng)用M劉同娟，郭鍵，劉軍中國(guó)電力出版社，200901。14控制系統(tǒng) MATLAB 計(jì)算及仿真實(shí)訓(xùn)M黃忠霖，周向明國(guó)防工業(yè)出版社，200604。15余發(fā)山主編單片機(jī)原理及其應(yīng)用技術(shù)徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社， 200316楊凌霄主編微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，200417牛煜光.單片機(jī)原理與接口技術(shù).電子工業(yè)出版社；9.附錄附錄附附 1：元器件清單：元器件清單元器件清單名稱型號(hào)數(shù)量名稱型號(hào)數(shù)量單片機(jī)AT89C511數(shù)碼管SN430522晶振12MHH1穩(wěn)壓電源DE78058三極管PNP1整流橋2W101 電容22PF3開(kāi)關(guān)BUTTON66上

31、拉電阻 1 2251非門(mén)電阻74LS164174LS37318255A1蜂鳴器1接地3太原理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)24附附 2 2：硬件效果圖：硬件效果圖效果前：效果前：F1Q0Q1Q0Q1U20D26D25D24D23D22D21p50p51p52p53p54p55p56p57LB0rst0LE0LB0PC6PC7p00dy0dy0 xt0XT1U21U21JD0JD0JD0LE0XTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD7

32、32P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1AT89C51D03Q02D14Q15D27Q26D38Q39D413Q412D514Q515D617Q616D718Q719OE1LE11U374LS373SRG8RC1/-&1D13245

33、61081112913SRG8RC1/-&1D1324561081112913U574LS164234567891RP1RESPACK-8D034D133D232D331D430D529D628D727RD5WR36A09A18RESET35CS6PA04PA13PA22PA31PA440PA539PA638PA737PB018PB119PB220PB321PB422PB523PB624PB725PC014PC115PC216PC317PC413PC512PC611PC710U68255Anet=p35LS1SPEAKERR11000R222C11nF12U2:A74LS14C222P

34、FC322PFX1CRYSTALQ2PNPP3.0P3.1p3.2P3.6N1F5F4F3F2F1F0D20D21D22D23D24D25D26F0F2F3F4F5N2PA0PA1PA2PA3PA4PA5PA6PA7PC0PC1PC2PC3PC4PC5PC6PC7P00P01P02P03P04P05P06P07P00P01P02P03P04P05P06P07P3.7P3.6XT0dy0P3.1N2N2P3.0dy0P3.1PC0PC1PC2PC3PC4PC5p3.2PA0PA1PA2PA3PA4PA5PA6PA7D20XT0XT1P3.7P01P02P03P04P05P06P07rst0U20

35、R322N2N1R422p3.2R510kdz1dz1P50P51P52P53P54P55P56P57p3.0效果后：效果后：太原理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)25附附 3 3：源程序代碼：源程序代碼ORG 0000HLJMP MAINORG 0003HLJMP INT0ORG 001BHLJMP INT1ORG 0100HMAIN: SETB EA SETB EX0 SETB ET1 MOV SCON, #00H MOV DPTR,#0FFFFFH MOV A,#89H MOVX DPTR,AKEY: ACALL KS1 JNZ LK1NI: ACALL DELAY AJMP KEYLK1: ACALL DELAY ACALL DELAY ACALL KS1 JNZ LK2 AJMP NI LK2: MOV R2,#0FEH MOV R4,#00H LK4:MOV DPTR,#0FFFCH MOV A,R2 MOVX DPTR,A INC DPL太原理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)26 INC DPL MOVX A,DPTR JB ACC.0 ,L1 MOV