基于單片機(jī)的病房呼叫系統(tǒng)設(shè)計(jì)

PAGE信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)題目:基于單片機(jī)的病房呼叫系統(tǒng)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化班級(jí)：學(xué)號(hào)：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：

信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)學(xué)號(hào)學(xué)生姓名專(zhuān)業(yè)（班級(jí)）設(shè)計(jì)題目基于單片機(jī)的病房呼叫系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)單片機(jī)采用AT89C51單片機(jī)；8×8鍵盤(pán)矩陣和64個(gè)LED警示燈模塊組成病房鍵盤(pán)模塊；報(bào)警電路可以用單片機(jī)輸出1kHz和500Hz的音頻信號(hào)經(jīng)放大后驅(qū)動(dòng)其揚(yáng)聲器設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)一個(gè)可容64張床位的病房呼叫系統(tǒng)。要求每個(gè)床位都有一個(gè)按鈕，當(dāng)患者需要呼叫護(hù)士時(shí)，按下按鈕，此時(shí)護(hù)士值班室內(nèi)的呼叫系統(tǒng)板上顯示該患者的床位號(hào)，并振鈴。當(dāng)護(hù)士按下“響應(yīng)”鍵時(shí)，結(jié)束當(dāng)前呼叫工作量課程設(shè)計(jì)報(bào)告7500字左右，附圖11張工作計(jì)劃第一周：思考設(shè)計(jì)題目，并上交課程設(shè)計(jì)題目；第二周：針對(duì)設(shè)計(jì)題目思考設(shè)計(jì)整體思路并收集參考資料；第三周：整理參考資料，并做好筆記；第四周：在前期準(zhǔn)備的基礎(chǔ)上開(kāi)始課程設(shè)計(jì)的撰寫(xiě)。參考資料[1]張培仁,張志堅(jiān),高修峰.十六位單片微處理器原理及應(yīng)用[M].北京,清華大學(xué)出版社.2005.[2]田會(huì)方,吳興強(qiáng).基于LabVIEW與凌陽(yáng)SPCE061A實(shí)現(xiàn)串口數(shù)據(jù)采集[J].微計(jì)算機(jī)信息.2006.[3]BC7281B中文技術(shù)手冊(cè)[M].北京比高科技公司.2002.指導(dǎo)教師簽字教研室主任簽字年月日學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：專(zhuān)業(yè)（班級(jí)）：課程設(shè)計(jì)題目：基于單片機(jī)的病房呼叫系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)：成績(jī)：指導(dǎo)教師：年月日信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定表摘要在大型機(jī)關(guān)，旅館和醫(yī)院中，常需要有一種內(nèi)部聯(lián)絡(luò)和呼叫系統(tǒng)，以便在旅客（病員）和服務(wù)人員之間建立必要的聯(lián)絡(luò)，而一般的內(nèi)部通話(huà)系統(tǒng)都比較少，經(jīng)常使用的是比較便宜的呼叫指示，這種呼叫指示系統(tǒng)在提示的同時(shí)，能夠用數(shù)碼管顯示各呼叫的號(hào)碼。本設(shè)計(jì)是以AT89C51為核心的病人呼叫系統(tǒng)，對(duì)該系統(tǒng)的硬件和軟件結(jié)構(gòu)進(jìn)行了相應(yīng)的描述。通過(guò)對(duì)病區(qū)的數(shù)據(jù)采集，實(shí)現(xiàn)醫(yī)院醫(yī)療人員值班室和病人房之間的通信呼叫聯(lián)系，具有使用方便、操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。這使得衡量一個(gè)醫(yī)院的綜合水平高低，不再僅局限于軟、硬件的建設(shè)上，更要比服務(wù)。臨床呼叫求助裝置是傳送臨床信息的重要手段，關(guān)系病員安危，傳統(tǒng)的病房呼叫系統(tǒng)普遍采用有線(xiàn)式,雖然布線(xiàn)安裝繁瑣、維護(hù)不便、利用率低,而且實(shí)時(shí)性差。但是相對(duì)無(wú)線(xiàn)式呼叫系統(tǒng)而言，它的可靠性高，不會(huì)干擾其它醫(yī)療儀器設(shè)備,目前大多數(shù)醫(yī)院采用有線(xiàn)呼叫系統(tǒng)，在醫(yī)院的病房里每個(gè)床位邊都裝有一個(gè)呼叫按鈕，當(dāng)病人需要幫助時(shí)，按下呼叫按鈕，護(hù)士辦公室里呼叫顯示板上相應(yīng)房間號(hào)的指示燈點(diǎn)亮并進(jìn)行聲音提示。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；程序；數(shù)碼管；AT89C51；呼叫系統(tǒng)AbstractInlargeorgans,hotelandhospital,oftenneedtohaveaninternalcontactandcallsystem,inordertopassengers(the)andservicestaffisestablishedbetweenthenecessarycontact.Buttheinternalcommunicationssystemsaregenerallyless,oftenuseisrelativelycheapcallinstructions.Thecalloftheindicatorsystem,andcanalsousedigitaldisplaythecallnumberoftube.ThisdesignbasedonAT89C51asthecoreofthesystem,thepatientcallsthestructureofthehardwareandsoftwaresystemforthecorrespondingdescription.Basedonthedatacollection,wardhospitalmedicalpersonneldutyandpatientroomsofcommunicationbetweenthecontactwithconvenient,call,simpleoperation,etc.Thismakesacomprehensivelevel,thehospitaldoesnotonlyconfinedtothesoftwareandhardwareconstruction,morethanservice.Clinicalcallhelpdeviceisanimportantmeansoftransmittingclinicalinformation,therelationshipbetweentraditionalwardcalledsafety,widelyusedincablesystems,althoughwiringinstallationtrival,maintenance,andlowutilizationinconvenience,real-time.Butrelativelywirelesscallssystem,ithashighreliability,won'tinterferewithothermedicalequipment,mostcurrenthospitalbycablecallsystem,inthehospitalbedsareequippedwithasideeachcallbutton,whenpatientsneedhelp,pressthecallbutton,thenurse'sofficeonthecalldisplayboardroom,thesoundlit.Keywords:SCM,Program,Digitalpipe,AT89C51,Callsystem目錄1任務(wù)提出與方案論證 11.1單片機(jī)病房呼叫系統(tǒng)的發(fā)展史 11.2功能簡(jiǎn)介 21.3設(shè)計(jì)任務(wù) 21.4設(shè)計(jì)要求 22總體設(shè)計(jì) 32.1單片機(jī)的引腳介紹 32.2單片機(jī)復(fù)位電路介紹 52.3時(shí)鐘電路的介紹 52.4單片機(jī)的開(kāi)發(fā)軟件介紹 63詳細(xì)設(shè)計(jì) 73.1LED顯示接口技術(shù)介紹 73.2MXP2彩頻LCD電路模塊 83.3報(bào)警電路設(shè)計(jì) 93.4鍵盤(pán)模塊電路設(shè)計(jì) 93.5鍵盤(pán)的工作方式介紹 103.6系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì) 113.6.1主程序流程圖 113.6.2子程序流程圖 123.6.3源程序代碼 144總結(jié) 18參考文獻(xiàn) 19信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)（論文）PAGE17-1任務(wù)提出與方案論證病床呼叫系統(tǒng)是病人請(qǐng)求值班醫(yī)生或護(hù)士進(jìn)行診斷護(hù)理的緊急呼叫工具，可將病人的請(qǐng)求快速傳送給值班醫(yī)生或護(hù)士，是提高醫(yī)院和病室護(hù)理水平的必要設(shè)備之一。繼電器控制的門(mén)鈴式呼叫系統(tǒng)，由于外觀(guān)粗燥、噪聲大、功能單一，在醫(yī)院達(dá)標(biāo)定級(jí)中已不能適應(yīng)現(xiàn)代醫(yī)院的要求。利用單片機(jī)的多機(jī)通訊功能，設(shè)計(jì)出的具有振鈴、顯示房號(hào)等功能的多功能病床呼叫系統(tǒng),滿(mǎn)足了醫(yī)院的病房管理和護(hù)理的要求。而現(xiàn)在，只需要一塊幾厘米見(jiàn)方的單片機(jī)，寫(xiě)入簡(jiǎn)單的程序，就可以使您以前的電路簡(jiǎn)單很多。相信您在使用并掌握了單片機(jī)技術(shù)后，不管在您今后開(kāi)發(fā)或是工作上，一定會(huì)帶來(lái)意想不到的驚喜。本設(shè)計(jì)是以AT89C51為核心的病人呼叫系統(tǒng)，對(duì)該系統(tǒng)的硬件和軟件結(jié)構(gòu)進(jìn)行了相應(yīng)的描述。通過(guò)對(duì)病區(qū)的數(shù)據(jù)采集，實(shí)現(xiàn)醫(yī)院醫(yī)療人員值班室和病人房之間的通信呼叫聯(lián)系，具有使用方便、操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。1.1單片機(jī)病房呼叫系統(tǒng)的發(fā)展史隨著全球老齡化進(jìn)程的加快，全球生存環(huán)境的惡化，以及人類(lèi)對(duì)健康關(guān)注的增加，醫(yī)療行業(yè)正快速膨脹。由于醫(yī)療行業(yè)的客戶(hù)是患者，醫(yī)療行業(yè)比任意一個(gè)行業(yè)都需要提高客戶(hù)滿(mǎn)意度?；颊呦Ｍ玫阶罴奄|(zhì)量的護(hù)理和服務(wù)，因?yàn)樗麄兊纳驼莆赵诜?wù)提供者的手里，所以他們提出要求的苛刻程度超過(guò)其他任何客戶(hù)。如何更好的滿(mǎn)足患者的要求，提高患者的滿(mǎn)意度，是從事醫(yī)療行業(yè)的所有管理人員應(yīng)該思考的問(wèn)題。

在中國(guó)，約在30,000個(gè)醫(yī)院中僅30％的醫(yī)院擁有自己的信息管理系統(tǒng),擁有前端電話(huà)接入系統(tǒng)的醫(yī)院就更少了，前端電話(huà)接入系統(tǒng)包括智能話(huà)務(wù)引導(dǎo)，智能話(huà)務(wù)分配，傳真自動(dòng)收發(fā)，呼叫管理監(jiān)控，短信自動(dòng)收發(fā)與管理，電子郵件的收發(fā)管理等系統(tǒng)，這些子系統(tǒng)是獨(dú)立于后端的業(yè)務(wù)層。這些子系統(tǒng)可以把電話(huà)掛號(hào)，電話(huà)咨詢(xún)專(zhuān)家，電話(huà)/短信/EMAIL投訴，電話(huà)回訪(fǎng)，短信問(wèn)候等前端與客戶(hù)直接接觸的內(nèi)容有機(jī)的結(jié)合在一起。后端客戶(hù)信息管理系統(tǒng)主要是對(duì)會(huì)員制患者的資料的管理、對(duì)非會(huì)員患者的病例的記錄與積累、業(yè)務(wù)統(tǒng)計(jì)分析等與提高客戶(hù)滿(mǎn)意度直接相關(guān)的子系統(tǒng)。病床呼叫系統(tǒng)是病人請(qǐng)求值班醫(yī)生或護(hù)士進(jìn)行診斷護(hù)理的緊急呼叫工具，可將病人的請(qǐng)求快速傳送給值班醫(yī)生或護(hù)士，是提高醫(yī)院和病室護(hù)理水平的必要設(shè)備之一。繼電器控制的門(mén)鈴式呼叫系統(tǒng)，由于外觀(guān)粗燥、噪聲大、功能單一，在醫(yī)院達(dá)標(biāo)定級(jí)中已不能適應(yīng)現(xiàn)代醫(yī)院的要求。利用單片機(jī)的多機(jī)通訊功能，設(shè)計(jì)出的具有振鈴、顯示房號(hào)等功能的多功能病床呼叫系統(tǒng),滿(mǎn)足了醫(yī)院的病房管理和護(hù)理的要求。而現(xiàn)在，只需要一塊幾厘米見(jiàn)方的單片機(jī)，寫(xiě)入簡(jiǎn)單的程序，就可以使您以前的電路簡(jiǎn)單很多。相信您在使用并掌握了單片機(jī)技術(shù)后，不管在您今后開(kāi)發(fā)或是工作上，一定會(huì)帶來(lái)意想不到的驚喜。1.2功能簡(jiǎn)介臨床求助呼叫（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)求快速傳送給值班醫(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。為此，我們采用單片機(jī)AT89C51為系統(tǒng)核心，配以L(fǎng)ED及鍵盤(pán)電路模塊和MPX2彩屏LCD電路模塊實(shí)現(xiàn)病人呼叫(監(jiān)護(hù))系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。1.3設(shè)計(jì)任務(wù)本次設(shè)計(jì)主要是設(shè)計(jì)一個(gè)單片機(jī)控制的病房呼叫系統(tǒng)。利用AT89C51結(jié)合顯示電路，LED數(shù)碼管以及按鍵來(lái)設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)時(shí)，我們應(yīng)將軟硬件有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，使得系統(tǒng)能夠正確的反應(yīng)病人的呼叫并使服務(wù)臺(tái)能夠回應(yīng)。1.4設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)一個(gè)可容64張床位的病房呼叫系統(tǒng)。要求每個(gè)床位都有一個(gè)按鈕，當(dāng)患者需要呼叫護(hù)士時(shí)，按下按鈕，此時(shí)護(hù)士值班室內(nèi)的呼叫系統(tǒng)板上顯示該患者的床位號(hào)，并振鈴。當(dāng)護(hù)士按下“響應(yīng)”鍵時(shí)，結(jié)束當(dāng)前呼叫2總體設(shè)計(jì)在本系統(tǒng)中，我采用單片機(jī)AT89C51為核心的系統(tǒng)主要包括2個(gè)部分：數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)的輸出，數(shù)據(jù)的輸出用來(lái)進(jìn)行呼叫，編碼使用單片機(jī)完成，數(shù)據(jù)采集負(fù)責(zé)接收分機(jī)發(fā)來(lái)的信號(hào)，并進(jìn)行解碼、顯示該患者的床位號(hào)，并響鈴,主機(jī)上設(shè)有鍵盤(pán)可以取消當(dāng)前呼叫。

其實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)框圖如圖2-1所示。圖2-1系統(tǒng)總體方案圖將由8×8鍵盤(pán)矩陣采集到的鍵值經(jīng)過(guò)P0.P2輸入到單片機(jī)AT89C51中，通過(guò)簡(jiǎn)單的點(diǎn)亮呼叫病號(hào)對(duì)應(yīng)床號(hào)燈和病區(qū)內(nèi)的警示燈，然后通過(guò)P1口把相關(guān)信息傳送到MPX2彩屏LCD顯示。同時(shí)報(bào)警警示燈閃爍、報(bào)警聲響起。醫(yī)療人員可以通過(guò)控制鍵盤(pán)操作，完成呼叫響應(yīng)和信息查詢(xún)等監(jiān)護(hù)工作。2.1單片機(jī)的引腳介紹AT89C51可以說(shuō)是最常用的51單片機(jī)了，下圖介紹AT89C51的引腳圖資料。如圖圖2-2AT89C51引腳圖(1)RESET一般接2個(gè)元件：①接10K電阻到地，②接10μ電容到電源。(2)

-EA/VPP一般情況下接高電平（這時(shí)使用MCU內(nèi)部RAM/ROM）。(3)

ALE/PROG一般情況下空著（這時(shí)使用MCU內(nèi)部RAM/ROM）。(4)-PSEN一般情況下空著（當(dāng)使用MCU內(nèi)部RAM/ROM時(shí)）。(5)

P0內(nèi)部沒(méi)有上拉電阻，所以必要時(shí)需要在每個(gè)引腳外接5.1K左右上拉電阻到電源。(6)XTAL1是片內(nèi)振蕩器的反相放大器輸入端，XTAL2則是輸出端，使用外部振蕩器時(shí)，外部振蕩信號(hào)應(yīng)直接加到XTAL1，而XTAL2懸空。內(nèi)部方式時(shí)，時(shí)鐘發(fā)生器對(duì)振蕩脈沖二分頻，如晶振為12MHz，時(shí)鐘頻率就為6MHz，晶振的頻率可以在1MHz-24MHz內(nèi)選擇，電容取20PF左右。(7)VDD：電源+5V。

VSS：GND接地。引腳功能說(shuō)明：①電源引腳

Vcc（40腳）：典型值＋5V。

Vss（20腳）：接低電平。②輸入輸出口引腳：

P0口：I/O雙向口。作輸入口時(shí)，應(yīng)先軟件置“1”。

P1口：I/O雙向口。作輸入口時(shí)，應(yīng)先軟件置“1”。

P2口：I/O雙向口。作輸入口時(shí)，應(yīng)先軟件置“1”。

P3口：I/O雙向口。作輸入口時(shí)，應(yīng)先軟件置“1”。③控制引腳：

RST/Vpd、ALE/-PROG、-PSEN、-EA/Vpp組成了MSC-51的控制總線(xiàn)。

RST/Vpd（9腳）：復(fù)位信號(hào)輸入端（高電平有效）。

第二功能：加+5V備用電源，可以實(shí)現(xiàn)掉電保護(hù)RAM信息不丟失。

ALE/-PROG(30腳）：地址鎖存信號(hào)輸出端。

第二功能：編程脈沖輸入。

-PSEN（29腳）：外部程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)。

-EA/Vpp(31腳）：外部程序存儲(chǔ)器使能端。2.2單片機(jī)復(fù)位電路介紹當(dāng)MCS-51系列單片機(jī)的復(fù)位引腳RST出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平時(shí)，單片機(jī)就執(zhí)行復(fù)位操作。如果RST持續(xù)為高電平，單片機(jī)就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)。根據(jù)應(yīng)用的要求，復(fù)位操作通常有兩種基本的方式：上電復(fù)位和上電或開(kāi)關(guān)復(fù)位。上電復(fù)位要求接通電源后，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作。常用的上電復(fù)位如下圖2-3中所示。圖中電容C1和電阻對(duì)電源+5V來(lái)說(shuō)構(gòu)成微分電路。上電后，保持RST一段高電平時(shí)間，由于單片機(jī)內(nèi)的等效電阻的作用，不用圖中電阻，也能達(dá)到上電復(fù)位的操作功能。如下圖2-4中所示。圖2-3上電復(fù)位電路圖2-4上電復(fù)位和按鈕復(fù)位電路2.3時(shí)鐘電路的介紹采用時(shí)鐘方式時(shí)，在XTAL1和XTAL2之間接入石英晶體振蕩器（晶振）即可使內(nèi)部振蕩器起振，產(chǎn)生單片機(jī)工作所需的時(shí)鐘脈沖。如圖2-5所示。圖2-5MCS-51內(nèi)部振蕩方式MCS-51單片機(jī)時(shí)鐘脈沖也可以由外部產(chǎn)生，但芯片的制造工藝不同，外部時(shí)鐘源的輸入方式有所不同。對(duì)于HMOS型芯片，外部振蕩信號(hào)接至XIAL2引腳，XTAL1接地，XTAL2引腳對(duì)電源接入上拉電阻。而CHMOS型芯片，外部振蕩信號(hào)接至XTAL1,XTAL2懸空。2.4單片機(jī)的開(kāi)發(fā)軟件介紹單片機(jī)開(kāi)發(fā)中除必要的硬件外，同樣離不開(kāi)軟件，我們寫(xiě)的匯編語(yǔ)言源程序要變?yōu)镃PU可以執(zhí)行的機(jī)器碼有兩種方法，一種是手工匯編，另一種是機(jī)器匯編，目前已極少使用手工匯編的方法了。機(jī)器匯編是通過(guò)匯編軟件將源程序變?yōu)闄C(jī)器碼，用于MCS-51單片機(jī)的匯編軟件有早期的A51，隨著單片機(jī)開(kāi)發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展，從普遍使用匯編語(yǔ)言到逐漸使用高級(jí)語(yǔ)言開(kāi)發(fā)，單片機(jī)的開(kāi)發(fā)軟件也在不斷發(fā)展，Keil軟件是目前最流行開(kāi)發(fā)MCS-51系列單片機(jī)的軟件，這從近年來(lái)各仿真機(jī)廠(chǎng)商紛紛宣布全面支持Keil即可看出。Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫(kù)管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開(kāi)發(fā)方案，通過(guò)一個(gè)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境（Vision）將這些部份組合在一起。運(yùn)行Keil軟件需Pentium或以上的CPU，16MB或更多RAM、20M以上空閑的硬盤(pán)空間、WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系統(tǒng)。掌握這一軟件的使用對(duì)于使用51系列單片機(jī)的愛(ài)好者來(lái)說(shuō)是十分必要的，如果你使用C語(yǔ)言編程，那么Keil幾乎就是你的不二之選，即使不使用C語(yǔ)言而僅用匯編語(yǔ)言編程，其方便易用的集成環(huán)境、強(qiáng)大的軟件仿真調(diào)試工具也會(huì)令你事半功倍。3詳細(xì)設(shè)計(jì)3.1LED顯示接口技術(shù)介紹按顯示方式分，用單片機(jī)驅(qū)動(dòng)LED數(shù)碼管的方法有靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)（掃描）顯示兩種。靜態(tài)顯示就是顯示驅(qū)動(dòng)電路具有輸出鎖存功能，單片機(jī)將所要顯示的數(shù)據(jù)送出后需要刷新，直到下一次顯示內(nèi)容需要更新時(shí)再傳送新的數(shù)據(jù)，這種方法顯示穩(wěn)定，占用CPU時(shí)間少。圖3-1單片機(jī)與LED接口圖本設(shè)計(jì)主要是用的動(dòng)態(tài)顯示，它的特點(diǎn)正好與靜態(tài)顯示相反，需要CPU時(shí)刻對(duì)顯示器件進(jìn)行數(shù)據(jù)刷新，顯示數(shù)據(jù)有閃爍感，占用的CPU時(shí)間多，但動(dòng)態(tài)顯示所需硬件少，電路相對(duì)簡(jiǎn)單，能節(jié)省線(xiàn)路板空間，適合于顯示位數(shù)較多的系統(tǒng)。圖3-1是用動(dòng)態(tài)顯示的方法擴(kuò)展8個(gè)LED數(shù)碼管的電路。采用一片74LS273對(duì)斷（如果系統(tǒng)中P1口僅用于顯示驅(qū)動(dòng)，可省略這個(gè)鎖存器，將P1口的輸出直接連接到LED），電路中的3-8譯碼器74LS138用于對(duì)8位LED分時(shí)選通，起位選的作用，這樣在任一時(shí)刻，只有一位LED是點(diǎn)亮的，但只要掃描的頻率足夠高，由于人眼的視覺(jué)暫留特性，直觀(guān)上感覺(jué)卻是連續(xù)點(diǎn)亮的，這就是所謂的動(dòng)態(tài)掃描的原理。此電路采用的LED是共陽(yáng)LED數(shù)碼管，所以74LS138譯碼器的輸出端需經(jīng)74LS反相后再接至LED數(shù)碼管的公共端。另外，為了保證顯示內(nèi)容清晰穩(wěn)定，動(dòng)態(tài)顯示的掃描頻率有一定的要求，因?yàn)轭l率太低，LED將出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象，但頻率太高，則每個(gè)LED點(diǎn)亮的時(shí)間太短，LED的亮度太低，肉眼無(wú)法看清，理論上，若兩次顯示之間的時(shí)間間隔小于32ms時(shí)，人眼即不會(huì)感覺(jué)閃爍，因此，為了達(dá)到此要求，LED的掃描頻率一般可按照下式計(jì)算：F=32×N式中f—掃描的頻率，對(duì)應(yīng)為定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間（T=1/f）系數(shù)32—根據(jù)32ms時(shí)間間隔換算而來(lái)，32ms對(duì)應(yīng)的頻率約為32HZ；N—LED的個(gè)數(shù)即每位數(shù)碼管點(diǎn)亮?xí)r間不得超過(guò)T（=1/f）秒，每隔T秒后需點(diǎn)亮下一位數(shù)碼管。若采用定時(shí)中斷實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)掃描，則定時(shí)時(shí)間可設(shè)為T(mén)，每次中斷點(diǎn)亮下一位數(shù)碼管。3.2MXP2彩頻LCD電路模塊本系統(tǒng)采用的MPX2電路模塊是一款高畫(huà)質(zhì)的低溫多晶硅TFT真彩LCD模塊，具有接口簡(jiǎn)單、編程方便、易于擴(kuò)展等良好性能。MPX2內(nèi)置專(zhuān)用驅(qū)動(dòng)和控制IC，以驅(qū)動(dòng)IC自己集成顯示緩存。無(wú)需外部顯示緩存。MPX2系列模塊實(shí)際上就是將MPX2的TFT-LCD顯示器連接在PCB電路板上，并加在PCB電路板上設(shè)計(jì)了總線(xiàn)緩沖、保護(hù)電路，以及背光限流電路，將顯示器不便于與開(kāi)發(fā)板連接的軟PCB連接接口引出，并以DIP的雙排插針引出模塊以便于應(yīng)用上的連接，為了方便應(yīng)用上的擴(kuò)展使用，MPX2系列模塊將顯示器主供電源和顯示器背光電源分開(kāi)供電。如圖3-2所示。圖3-2顯示器電路圖3.3報(bào)警電路設(shè)計(jì)主機(jī)在接受到呼叫后，進(jìn)行報(bào)警告知值班人員。報(bào)警電路可以用單片機(jī)P3.5輸出1kHz和500Hz的音頻信號(hào)經(jīng)放大后驅(qū)動(dòng)其揚(yáng)聲器，做報(bào)警信號(hào)，要求1kHz信號(hào)響100ms，再500Hz信號(hào)響200ms，交替進(jìn)行。這里使用音頻放大器LM386，它的工作電壓為4～12V，輸出功率最大可達(dá)1W，輸入阻抗為50kHz。如圖3-3所示。圖3-3報(bào)警電路設(shè)計(jì)圖3.4鍵盤(pán)模塊電路設(shè)計(jì)8×8鍵盤(pán)矩陣和64個(gè)LED警示燈模塊組成，在鍵盤(pán)掃描和LED驅(qū)動(dòng)部分，使用了LED顯示電路原理圖如圖3-4所示。圖3-4鍵盤(pán)模塊電路圖3.5鍵盤(pán)的工作方式介紹鍵盤(pán)的工作方式應(yīng)該根據(jù)實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)中CPU的工作狀況而定，其選取的原則是既要保證CPU能及時(shí)響應(yīng)按鍵操作，又不要過(guò)多占用CPU的工作時(shí)間。通常，鍵盤(pán)的工作方式有三種，即編程掃描、定時(shí)掃描和中斷掃描。1編程掃描方式編程掃描方式是利用CPU完成其他工作的空余時(shí)間，調(diào)用鍵盤(pán)掃描子程序來(lái)檢驗(yàn)按鍵狀態(tài)，響應(yīng)鍵盤(pán)輸入。執(zhí)行鍵功能程序時(shí)，CPU不再享有鍵輸入要求，直到CPU重新掃描鍵盤(pán)為止。2定時(shí)掃描方式定時(shí)掃描方式就是每隔一段時(shí)間對(duì)鍵盤(pán)掃描一次，她利用單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器產(chǎn)生一定時(shí)間（如20ms）的定時(shí)，定時(shí)時(shí)間到產(chǎn)生定時(shí)器溢出中斷。CPU在中斷服務(wù)程序中鍵盤(pán)進(jìn)行掃描，并在有鍵按下時(shí)識(shí)別出該鍵并保存鍵號(hào)，然后在中斷服務(wù)程序或主程序中執(zhí)行該鍵的功能程序。3中斷掃描方式本設(shè)計(jì)采用上述兩種鍵盤(pán)掃描方式時(shí)，無(wú)論是否有鍵按下，CPU都要定時(shí)掃描鍵盤(pán)，而單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)工作時(shí)，并非經(jīng)常需要鍵盤(pán)輸入。因此，CPU經(jīng)常處于空掃描狀態(tài)，浪費(fèi)CPU大量時(shí)間，CPU不掃描鍵盤(pán)，而有鍵按下時(shí)，通過(guò)相應(yīng)電路產(chǎn)生中斷請(qǐng)求，CPU相應(yīng)中斷，執(zhí)行鍵盤(pán)掃描子程序，并識(shí)別鍵號(hào)。3.6系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)該系統(tǒng)軟件主要完成以AT89C51為核心的數(shù)據(jù)的采集、處理和有線(xiàn)傳輸。采用模塊化程序設(shè)計(jì)方法，將系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)主要分為顯示模塊，輸入模塊，輸出模塊。單片機(jī)掃描發(fā)射鍵，如果掃描到有發(fā)射鍵按下，系統(tǒng)便掃描撥碼開(kāi)關(guān)的狀態(tài)以確定地址碼，通過(guò)P0口和P2口開(kāi)始地址碼傳送當(dāng)服務(wù)臺(tái)接收到呼叫信號(hào)后，護(hù)士值班室內(nèi)的呼叫系統(tǒng)板上顯示該患者的床位號(hào)，并振鈴。當(dāng)護(hù)士按下“響應(yīng)”鍵時(shí)，結(jié)束當(dāng)前呼叫。3.6.1主程序流程圖單片機(jī)掃描發(fā)射鍵，如果掃描到有發(fā)射鍵按下，系統(tǒng)便掃描撥碼開(kāi)關(guān)的狀態(tài)以確定地址碼，再進(jìn)行中斷初始化，去除鍵的延時(shí)抖動(dòng)，分辨行、列值，進(jìn)入死循環(huán)，這時(shí)病房指示燈點(diǎn)亮，服務(wù)臺(tái)顯示出床號(hào)并響鈴，病房等待服務(wù)臺(tái)的回應(yīng)，如果沒(méi)有掃描到信號(hào)輸入，則單片機(jī)始終處于初始狀態(tài)。如圖3-5所示。圖3-5主程序流程圖3.6.2子程序流程圖子程序如圖3-6是一個(gè)中段式鍵盤(pán)的流程圖，當(dāng)單片機(jī)收到信號(hào)后，中斷入口開(kāi)始初始化，去除鍵的延時(shí)抖動(dòng)。而一般的削抖方式有軟件和硬件兩種，硬件削抖雖能夠解決鍵抖動(dòng)問(wèn)題，但如果應(yīng)用系統(tǒng)所需按鍵較多，硬件削抖電路將變得復(fù)雜，成本也比較高，因此本系統(tǒng)采用的是軟件削抖，當(dāng)檢測(cè)出有鍵閉合時(shí)，先執(zhí)行一個(gè)延時(shí)子程序產(chǎn)數(shù)毫秒的延時(shí)（5S），待接通時(shí)的前沿抖動(dòng)消失后再判別是否有鍵按下，分辨出行、列值。當(dāng)按鍵釋放時(shí)，也要經(jīng)過(guò)數(shù)毫秒延時(shí)，待后沿抖動(dòng)消失后再判別是否有鍵按下。圖3-6子程序流程圖中斷程序：voidkey(void)掃描鍵盤(pán)值{ ucharhang,lie; P0=0x00;P2=0xff; delay(1); if(P2!=0xff) { delay(5);延遲（5）后查詢(xún)行列值 if(P2!=0xff) { switch(P2&0xff)掃描列值 { case0xfe:lie=0;break; case0xfd:lie=1;break; case0xfb:lie=2;break; case0xf7:lie=3;break; case0xef:lie=4;break; case0xdf:lie=5;break; case0xbf:lie=6;break; case0x7f:lie=7;break; } P2=0x00;P0=0xff; switch(P0&0xff)掃描行值 { case0xfe:hang=0;break; case0xfd:hang=1;break; case0xfb:hang=2;break; case0xf7:hang=3;break; case0xef:hang=4;break; case0xdf:hang=5;break; case0xbf:hang=6;break; case0x7f:hang=7;break; } P2=0xff;P0=0x00; while(P2!=0xff); bed_NO=keytab[hang][lie];TR0=1;行列值賦值給bed_NO } else bed_NO=0; } }voidtime_init(void)計(jì)數(shù)器的初始化{ TMOD=0x01; TH0=(65536-8333)/256;裝入初值 TL0=(65536-8333)%256; EA=1; ET0=1; }voidtime(void)interrupt1using1定義中斷塊3.6.3源程序代碼源程序代碼如下：#include<reg51.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintsbitB1=P3^6;sbitB2=P3^7;sbitbuzzer=P3^5;sbitclear=P3^4;定義字符B1,B2,BUZZER,CLEARucharcodedistab[10]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};ucharcodekeytab[8][8]={{1,2,3,4,5,6,7,8},定義鍵盤(pán)值 {9,10,11,12,13,14,15,16}, {17,18,19,20,21,22,23,24}, {25,26,27,28,29,30,31,32}, {33,34,35,36,37,38,39,40}, {41,42,43,44,45,46,47,48}, {49,50,51,52,53,54,55,56}, {57,58,59,60,61,62,63,64}, };ucharbed_NO;ucharbtime;ucharitime;定義字符bed_NO，ucharbtime，ucharitimevoiddelay(uintx)定義延遲程序塊{uinti,j; for(i=0;i<x;i++) { for(j=0;j<10;j++) {;;} }}voiddisplay(void)定義顯示管塊{ uchara10,a1; a10=bed_NO/10; a1=bed_NO%10; P1=distab[a10]; B1=0; delay(10); B1=1; P1=distab[a1]; B2=0; delay(10); B2=1;}voidkey(void)掃描鍵盤(pán)值{ ucharhang,lie; P0=0x00;P2=0xff; delay(1); if(P2!=0xff) { delay(5);延遲（5）后查詢(xún)行列值 if(P2!=0xff) { switch(P2&0xff)掃描列值 { case0xfe:lie=0;break; case0xfd:lie=1;break; case0xfb:lie=2;break; case0xf7:lie=3;break; case0xef:lie=4;break; case0xdf:lie=5;break; case0xbf:lie=6;break; case0x7f:lie=7;break; } P2=0x00;P0=0xff; switch(P0&0xff)掃描行值 { case0xfe:hang=0;break; case0xfd:hang=1;break; case0xfb:hang=2;break; case0xf7:hang=3;break; case0xef:hang=4;break; case0xdf:hang=5;break; case0xbf:hang=6;break; case0x7f:hang=7;break; } P2=0xff;P0=0x00; while(P2!=0xff); bed_NO=keytab[hang][lie]