【基于51單片機的社區(qū)醫(yī)院病房呼叫系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)9500字（論文）】

基于51單片機的社區(qū)醫(yī)院病房呼叫系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)目錄TOC\o"1-3"\h\u304451緒論 1151491.1研究背景 118271.2單片機使用現(xiàn)狀 2238951.3開發(fā)意義 2245521.4研究現(xiàn)狀 3282522系統(tǒng)總體方案 4203472.1功能設(shè)計 4230042.2系統(tǒng)方案 4307002.3本章小結(jié) 4212013系統(tǒng)硬件設(shè)計 573783.1系統(tǒng)主電路 52413.2系統(tǒng)硬件模塊 6224263.2.1呼叫響應(yīng)模塊 6118403.2.2呼叫按鍵模塊 7121253.2.3顯示模塊 776913.2.4報警電路模塊 9144353.2.5無線通信模塊 9166123.3本章小結(jié) 10165714系統(tǒng)軟件設(shè)計 11218474.1主函數(shù) 11313754.1.1主函數(shù)設(shè)計介紹 11172644.1.2主函數(shù)程序 12230714.2LCD1602顯示函數(shù) 14126214.2.1顯示函數(shù)設(shè)計介紹 14195884.2.2顯示函數(shù)程序 153294.3NRF24L01收發(fā)函數(shù) 17219364.3.1收發(fā)函數(shù)介紹 17119124.3.2收發(fā)函數(shù)程序 19223414.4本章小結(jié) 21253305系統(tǒng)調(diào)試 2238885.1系統(tǒng)硬件調(diào)試 22148055.2系統(tǒng)軟件調(diào)試 2251775.3實物調(diào)試 23319435.4本章小結(jié) 262012結(jié)語 2712334參考文獻 291緒論1.1研究背景單片機自三十年前問世以來，因其優(yōu)越的特性，使之設(shè)計出的產(chǎn)品繁多，功能也樣式各式各樣、五花八門，而且由于其性能的高集成度、強大功能、高可靠性、較小的體積、較低的功耗、方便使用、低廉的價格等優(yōu)點，使其在各種場合都能發(fā)揮極大的作用，近乎可以夠做到“無處不在并無所不為?！倍译S著電子技術(shù)的發(fā)展，單片機已經(jīng)為人類發(fā)展和生活帶來了根本的改變，其已經(jīng)在各個領(lǐng)域發(fā)揮著巨大作用，其衍生的產(chǎn)品已經(jīng)出現(xiàn)在了社會的方方面面，也正是因此，衡量一個國家工業(yè)發(fā)展水準(zhǔn)的標(biāo)志之一就是看這個國家的單片機相關(guān)技術(shù)的開發(fā)和對應(yīng)的應(yīng)用水平?，F(xiàn)如今全球包括中國，隨著生活水平跟隨經(jīng)濟水平水漲船高，人類對健康也也越來越重視，所以醫(yī)療相關(guān)產(chǎn)業(yè)正在快速發(fā)展。從滿意度上來看，因為醫(yī)療行業(yè)的消費者使患者，所以患者對就醫(yī)的滿意度的要求是非常高的，患者當(dāng)然希望更好的就醫(yī)環(huán)境和護理，因為這關(guān)乎著他們的生命健康，是可以理解的，所以他們對醫(yī)療環(huán)境和護理服務(wù)的要求要遠(yuǎn)大于其他行業(yè)。而且人工呼叫非常頻繁且低效，當(dāng)病人身體出現(xiàn)異?；蛐枰t(yī)護人員幫助時，通常是由家屬或患者本人尋找醫(yī)生，進而等待醫(yī)護人員幫助，在尋找醫(yī)護人員的過程中，不僅造成患者的不便，對醫(yī)生和護士來說也是一種麻煩。有人建議使用對講機來實現(xiàn)這方面的功能，對講機確實對人類有很大的幫助，它作為一種雙向通訊裝置，在不需要網(wǎng)絡(luò)的情況下就可以實現(xiàn)通訊功能，并且不需要話費，并憑借其方便的性能有很多應(yīng)用，但，對講機本身的制造非常復(fù)雜，價格很高，而且很費電，信道相對很少，還容易受到干擾，也無法顯示呼叫的房間號，只能通過語音傳遞信息，而且具有一定的噪音污染，所以因為這些缺點，使對講機不能應(yīng)用在服務(wù)行業(yè)中，特別是醫(yī)療服務(wù)行業(yè)，并不能算是非常好的醫(yī)療通信裝置。所以可以免除這些缺點的新一代病房無線呼叫系統(tǒng)是最好的選擇，發(fā)展前景很光明。相比之下國外的相關(guān)技術(shù)已經(jīng)趨于成熟，無線呼叫技術(shù)已經(jīng)普遍投入醫(yī)療系統(tǒng)。病床呼叫系統(tǒng)作為患者與醫(yī)護人員最重要的通信渠道，其主要功能就是把病人的請求快速傳送給值班醫(yī)護人員，是提升醫(yī)院和診所等醫(yī)療機構(gòu)形象和水平最重要的一環(huán)。所以我決定利用單片機的各種功能區(qū)幫助各大醫(yī)院提高其內(nèi)部的工作效率以確保病人的生命安全得到保障。使用這套系統(tǒng)的病人，不需要再去四處尋找醫(yī)護人員，只需要通過呼叫系統(tǒng)的幾個操作按鈕就能得到相應(yīng)的醫(yī)護幫助。所以，我所設(shè)計的這套無線呼叫系統(tǒng)可以在很大程度上減少醫(yī)護人員的麻煩，方便病人的同時可以提高醫(yī)院服務(wù)效率。該系統(tǒng)同時也可以應(yīng)用到社會其他各個行業(yè)，為社會提供更高效信息傳輸方案。1.2單片機使用現(xiàn)狀單片機目前廣泛應(yīng)用于各類智能儀表和檢測儀器、家庭專用電器、工業(yè)醫(yī)療裝置、航空飛行、專業(yè)設(shè)備以及相關(guān)技術(shù)的智能化管理和生產(chǎn)過程控制等各個相關(guān)領(lǐng)域,其主要的應(yīng)用大體上可以劃分為以下幾個方面：（1）在智能儀器儀表上的應(yīng)用智能單片機在正常工作時所需要具有的器件體積很小、控制能力較為突出、擴展非常靈活、微型化及使用方便等多種特征,被廣泛應(yīng)用于各種科學(xué)儀器和電子顯示器等設(shè)備中,若再通過微機結(jié)合不同器件形式和各種類型的壓力傳感器,則用戶可以直接自動實現(xiàn)對各種諸如能源電壓、功率、頻率、溫度、流量、速度、硬度、壓力等多種重要物理力學(xué)變量的精確測定。采用這種新型單片機器件進行驅(qū)動控制電路技術(shù)不僅可以有效促進科學(xué)儀器和計量儀表向一個新的數(shù)字化、智能化、微型化的發(fā)展方向進行轉(zhuǎn)變,并且其基本功能上甚至可以達到相當(dāng)于一個采用微機電子和其他數(shù)碼器件驅(qū)動的控制電路。例如一些精密度的測量處理裝置(當(dāng)中包括電子功率計、示波器及各種測量分析儀)。（2）在工業(yè)控制中的應(yīng)用形式多元化的控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集器可以由單片機構(gòu)建而成。比如各類企業(yè)工廠流水線的智能化管理,各類電梯的智能化監(jiān)測和控制、各類工廠常用的報警電路系統(tǒng),甚至還可以將單片機通過計算機連接到一起來構(gòu)成二級監(jiān)測系統(tǒng)。（3）在計算機網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域的應(yīng)用目前的各種單片機基本上都是具有無線通信接口,這就使得我們的單片機能夠比較方便地與計算機之間實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)通信,從而給計算機互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)和通訊設(shè)備之間的相互應(yīng)用發(fā)展提供了較為良好的技術(shù)和物質(zhì)基礎(chǔ),現(xiàn)在各種通訊設(shè)備基本上都是實現(xiàn)單片機的智能化控制,從移動手機、電話、梯田自動化通訊呼叫系統(tǒng)、火車站無線通訊等。（4）在醫(yī)用醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域中的應(yīng)用單片機在醫(yī)用醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域中也發(fā)揮著舉足輕重的作用，包括諸如醫(yī)用的呼吸機,監(jiān)護儀,超聲波自動診斷裝置、各類影像檢查設(shè)備以及本文中所提到的住院病房呼叫系統(tǒng)[4]。1.3開發(fā)意義在當(dāng)今醫(yī)用醫(yī)療領(lǐng)域軟硬件發(fā)展的影響下,單片機也隨之迅速發(fā)展,并逐步地滲透于人們的生產(chǎn)和生活中的各個方面,與現(xiàn)代人們的日常生活越來越息息相關(guān)。一項以單片機應(yīng)用為主要特征的新一代技術(shù)革命浪潮正在迅速地崛起,如今單片機的應(yīng)用已經(jīng)滲透到人類生產(chǎn)生活的各個方面。本設(shè)計是以51單片機作為核心設(shè)計出的社區(qū)醫(yī)院病房呼叫系統(tǒng)，主要包括按鍵模塊、數(shù)碼管液晶顯示屏與報警呼叫模塊。病房呼叫系統(tǒng)是我國社區(qū)和醫(yī)療服務(wù)中的一種必備器械,在國內(nèi)外的使用都已經(jīng)非常普遍,對于提高社區(qū)醫(yī)院醫(yī)護人員醫(yī)療服務(wù)質(zhì)量有著十分重要的意義和作用。1.4研究現(xiàn)狀據(jù)國外有關(guān)技術(shù)資料分析顯示,國外的部分醫(yī)療設(shè)施條件確實領(lǐng)先于我國的技術(shù)水平，其典型代表就是美國的技術(shù)發(fā)展，在醫(yī)院病房呼叫系統(tǒng)領(lǐng)域，美國的技術(shù)是最為先進的，采用的是可視系統(tǒng)，在這種技術(shù)水平下，病人與醫(yī)護人員可以進行直接對話，溝通較為方便、快捷。但我國在該方面的發(fā)展起步較晚，技術(shù)水平還處在稍微落后的局面，采用的設(shè)備也比較簡單。然而自從我國進行深化醫(yī)療改革和對外開放以來,隨著新技術(shù)一代醫(yī)療產(chǎn)品的快速推廣和規(guī)范引入,電子醫(yī)療科學(xué)信息技術(shù)的不斷進步,門鈴式的醫(yī)療呼叫控制系統(tǒng)逐漸在國內(nèi)各地的各類醫(yī)療機構(gòu)領(lǐng)域得到廣泛普及,但由于其自身存在的系統(tǒng)技術(shù)含量低,穩(wěn)定性差等系統(tǒng)缺陷和技術(shù)不足,在其應(yīng)用領(lǐng)域安全方面目前仍然普遍存在許多技術(shù)安全隱患。如今,病房的呼叫服務(wù)系統(tǒng)也越來越多的得到了日益完善和應(yīng)用,而且正沿著小型化、智能化和人性化等方向進步[5]。2系統(tǒng)總體方案本系統(tǒng)能夠具備病人對醫(yī)生的無線傳呼功能，在病人提出呼叫需求時，醫(yī)生端可以得到信號，并發(fā)出報警提示；起到提醒醫(yī)生的作用；對關(guān)注病人的狀態(tài)及時了解，達到及時同步應(yīng)對病情效果。2.1功能設(shè)計該系統(tǒng)的具體工作原理是通過無線傳輸?shù)姆绞綄⒉∪说男枨髠鬏斨玲t(yī)生工作臺，并顯示哪床病人在呼叫，同時蜂鳴器報警鳴叫；醫(yī)生需操作復(fù)位按鍵解除報警；本系統(tǒng)將病人端設(shè)置為從機，醫(yī)生端設(shè)置為主機，從機通過按鍵輸入的方式來模擬病人在呼叫醫(yī)生；主機端分別設(shè)計了復(fù)位按鍵、無線接收、顯示、報警模塊；主機接收到從機的呼叫后，將在LCD顯示哪個按鍵按下，同時蜂鳴器報警，手動按下呼叫響應(yīng)按鍵才能消除報警并清除顯示屏的呼叫信息。2.2系統(tǒng)方案系統(tǒng)的硬件部分分為主機和從機兩大模塊，從機模擬病人呼叫端使用了具有無線收發(fā)功能的NRF24L01，設(shè)計有按鍵輸入模塊模擬呼叫輸入，采用無線通信模塊來實現(xiàn)與主機的通信。主要包括微型計算機STC89C51、鍵盤、LCD液晶顯示電路、NRF24L01芯片等，主機用來模擬醫(yī)生端，其采用STC89C51單片機作為控制器，采用LCD液晶顯示病人呼叫信息；并用蜂鳴器報警提示；設(shè)置一按鍵功能為手動消除報警信息；使用無線通信模塊從而達成與從機通信的功能。2.3本章小結(jié)本章主要明確了系統(tǒng)所要達到的效果和要實現(xiàn)的功能以及實物的具體操作方式，繪出了主機和從機的系統(tǒng)組成框圖并闡述了整體的硬件構(gòu)成。3系統(tǒng)硬件設(shè)計該系統(tǒng)主電路是由STC89C51單片機電路為主的電路，系統(tǒng)將主、從機可以主要劃分為五個模塊，分別為呼叫應(yīng)答模塊，呼叫按鍵模塊，數(shù)碼管顯示模塊，液晶顯示模塊，報警電路模塊。3.1系統(tǒng)主電路STC89C51目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各類智能儀器儀表的開發(fā)設(shè)計工作；其外觀小巧，具有貼片式與插入式兩種外觀；芯片工作電壓低，外形小巧；以STC89C51為主的系統(tǒng)電路圖如下圖3.1所示。圖3.1STC89C51單片機最小系統(tǒng)該設(shè)計的系統(tǒng)主電路主要由STC89C51單片機電路為主。其為基本的最小控制單元電路系統(tǒng)，包括了晶振電路，其它的功能模塊均可以在此基礎(chǔ)上進行相應(yīng)的功能擴展。AT89C51本身是一個FLASH儲存器，在此基礎(chǔ)上有四十個引腳，這些引腳分為電源類、I/O引腳類、控制類，時鐘類。主機P2.1、P2.2、P2.3、P2.4依次連接了四個按鍵，作為病床的按鍵。從機P2.0連接警報裝置，P2.5、P2.6、P2.7連接顯示模塊。主機主電路圖如圖3.2所示。圖3.2主機主電路圖3.2系統(tǒng)硬件模塊根據(jù)設(shè)計方案的分析，以及前面章節(jié)的介紹分析，系統(tǒng)將主、從機可以主要劃分為五個模塊。以下的詳細(xì)的介紹就是關(guān)于每個模塊的構(gòu)成及功能說明。3.2.1呼叫響應(yīng)模塊呼叫輸入模塊主要為人機交互的一種手段，在主機端處，醫(yī)生可以按下按鍵來消除蜂鳴器所產(chǎn)生的報警，可以看成醫(yī)生對病人信號作出的一種反應(yīng)，代表醫(yī)生已經(jīng)處理完所有病房的需求。該模塊我使用了5V電磁式有源蜂鳴器結(jié)合8550三極管來實現(xiàn)，8550三極管是一個PNP型三極管。通過一個1K的電阻將三極管的基極、單片機的I/O口三者串聯(lián)，此時如果I/O口輸出低電平時，三極管處在導(dǎo)通狀態(tài)，蜂鳴器響起；而當(dāng)I/O口輸出高電平時，三極管將會處在截止?fàn)顟B(tài)，蜂鳴器停止聲響。呼叫響應(yīng)電路圖如圖3.3。圖3.3呼叫響應(yīng)電路圖3.2.2呼叫按鍵模塊呼叫模塊作為從機端，病人對醫(yī)生的一種呼叫請求；為模擬這種功能，本系統(tǒng)將在主機上設(shè)置4個按鍵，來模擬4個病床來實現(xiàn)對醫(yī)生的呼叫功能，具體電路圖可以件圖3.4所示。圖3.4呼叫模塊電路圖3.2.3顯示模塊目前單片機控制技術(shù)的產(chǎn)品在選擇顯示模塊時主要有兩種比較常見的顯示方式，下面將對兩種顯示的手段開展分析。數(shù)碼管顯示數(shù)碼管顯示分為共陰極數(shù)碼管和共陽極數(shù)碼管，不同的數(shù)碼管對要求引腳的電平接入又存在有不同的區(qū)別。數(shù)碼管的外觀如圖3.5所示。每6個數(shù)碼管具有8個八段式的引腳；一般一個引腳輸出的擴展芯片會與單片機引腳相連。當(dāng)數(shù)碼管顯示時，單片機I/O端口被大量占有。圖3.5八段數(shù)碼管顯示圖LCD1602液晶顯示該顯示方式的應(yīng)用已經(jīng)被普及。其為一種帶液晶屏的顯示方式，包含了16個引腳，其外觀如圖3.6所示。該方式不僅可以顯示數(shù)字，字母、漢字等字符也可以被顯示；引腳包含了數(shù)據(jù)端、使能端、電源接口端及讀寫功能端。目前，該種顯示方式也在單片機產(chǎn)品的設(shè)計開發(fā)中有了十分廣泛的應(yīng)用。圖3.6LCD1602液晶顯示器外觀示意圖顯示模塊主要用于對單片機所采集的從機所發(fā)出的護理呼叫請求進行LCD在線顯示。液晶1602顯示屏不僅比數(shù)碼管更為專業(yè)，而且外觀也更加漂亮，而且相比之更節(jié)約電量，顯示功能也比之優(yōu)秀，綜上所述LCD1602作為設(shè)計的顯示模塊是最佳選擇。顯示模塊原理圖如圖3.7所示。圖3.7顯示模塊電路圖3.2.4報警電路模塊報警電路模塊主要實現(xiàn)從機對主機呼叫響應(yīng)的一種提示，根據(jù)設(shè)計要求，需要選取報警器作為報警模塊對病人護理呼叫情況進行報警提示，為此，從實際應(yīng)用角度出發(fā)，考慮經(jīng)濟性的要求；對三極管通斷的控制進而可以控制控制蜂鳴器的使用狀態(tài)，使蜂鳴器能基本實現(xiàn)報警器的功能要求。蜂鳴器電路原理如圖3.8所示。圖3.8蜂鳴器電路原理圖3.2.5無線通信模塊無線通信芯片需要基本課題設(shè)計需要的傳輸速率與距離的通信要求，實現(xiàn)本課題的研究工作，選取一種無線通信的方式來實現(xiàn)主機與從機之間的信號傳輸。我了解到的器件有ACM公司生產(chǎn)的單片發(fā)射芯片ACMTX16、臺灣普城公司生產(chǎn)PT2262/PT2272，還有NORDIC公司生產(chǎn)的NRF24L01，因為NRF24L01芯片具有很多優(yōu)點，包括功耗低，價格低廉等，相比之下更適合本方案。通過FSK來調(diào)制NRF24L01。極為適用于單片機系統(tǒng)，同時還使用2.4GHz全球范圍內(nèi)都可以接收到的開放ISM頻段，其極低的電流消耗也是它的優(yōu)點之一，其低工作電壓約為1.9V～3.6V，而在體積方面包含天線的大小也只有15×29mm；其還具有便于開發(fā)的優(yōu)點：其鏈路層完全集成于模塊上，使得其較為便于開發(fā)，可以按需求連接至各種單片機芯片，來實現(xiàn)其無線傳輸與通信的功能。NRF24L01引腳圖如圖3.9所示圖3.9NRF24L01引腳排列圖無線通信模塊電路圖如圖3.10所示。圖3.10無線通信模塊電路圖3.3本章小結(jié)本章節(jié)主要介紹了系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計和開發(fā)，對整個系統(tǒng)的4個模塊分別開展了設(shè)計，同時將每個模塊的電路功能進行了介紹。4系統(tǒng)軟件設(shè)計軟件部分分為主函數(shù)，LCD1602顯示函數(shù)，NRF24L01三部分介紹，結(jié)合上部分的硬件電路模塊，實現(xiàn)設(shè)計功能。4.1主函數(shù)4.1.1主函數(shù)設(shè)計介紹作為一個完整的程序必須含有voidmain（）主函數(shù)，遵循一般規(guī)則，我將單片機以及外圍器件的初始化放在主函數(shù)的開頭部分，確保器件在接下來的正常使用并且對部分變量進行重新賦值。在完成初始化后，函數(shù)將會進入死循環(huán)，如未能正常進入死循環(huán)，程序?qū)诘谝淮芜\行后退出，而當(dāng)正常加入死循環(huán)程序時函數(shù)會不斷循環(huán)，從而實現(xiàn)檢測執(zhí)行的功能。同時需要注意主函數(shù)中最好不要加入過量的代碼，可以在采用函數(shù)封裝后再進行主函數(shù)的調(diào)用，同時還能為后續(xù)的調(diào)試修改提供方便。呼叫端的主要功能為將NRF24L01初始化從而對按鍵信息進行檢測，并使按鍵信息及時發(fā)送到接收端處理，具體流程圖如圖4.1所示。圖4.1呼叫端主函數(shù)流程圖在接收端上，對于呼叫端發(fā)送的信息能不斷地及時接收，并能及時顯示信息、使用按鍵的處理。具體流程圖如圖4.2所示。圖4.2主函數(shù)流程圖4.1.2主函數(shù)程序主函數(shù)參數(shù)說明：voidmain(){ NRF24L01Int(); while(1) { scan(); led=~led; }}#ifndef_NRF24L01_H_#define_NRF24L01_H_#include<reg52.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint#defineTX_ADDR_WITDH5#defineRX_ADDR_WITDH5#defineTX_DATA_WITDH1#defineRX_DATA_WITDH1LCD1602初始化參數(shù)說明：voidLCD_init(void){ LCD_write_command(0x38); LCD_write_command(0x38); LCD_write_command(0x38); LCD_write_command(0x0c); LCD_write_command(0x06); LCD_write_command(0x01); delay_n40us(200);}NRF24L01初始化參數(shù)說明：voidNRF24L01Int(){ NRFDelay(2); CE=0; CSN=1; SCLK=0; IRQ=1; }顯示信息參數(shù)說明：voiddisplay(void){ uchari=0; ucharj; if(n==0) { buzz=1; lcd1602_write_character(1,1,"Noonetocall"); LCD_disp_char(0,2,''); } else { buzz=0; lcd1602_write_character(1,1,"Emergencycall"); for(i=0;i<n;i++) LCD_disp_char(i*2,2,num[i]+0x30); for(j=i*2;j<16;j++) LCD_disp_char(j,2,''); }}4.2LCD1602顯示函數(shù)4.2.1顯示函數(shù)設(shè)計介紹經(jīng)嚴(yán)格按照廠家的時序條件下進行編寫，從而實現(xiàn)LCD1602的顯示功能。先將LCD1602需要顯示地方的地址使用代碼命令寫入，接著按順序?qū)?shù)據(jù)進行輸入。地址輸入完成后的第一個內(nèi)容顯示后地址會自動加一。lcd1602_write_character(ucharx,uchary,uchar*p)為函數(shù)名，其三個參數(shù)中的x，y是顯示屏上的位置坐標(biāo)，*s為需要顯示的字符串。地址通過軟件結(jié)合位置坐標(biāo)計算出來。顯示函數(shù)流程圖如4.3所示。圖4.3顯示子函數(shù)流程圖4.2.2顯示函數(shù)程序正常顯示呼叫信息程序參數(shù)說明：voiddisplay(void){ uchari=0; ucharj; if(n==0) { buzz=1; lcd1602_write_character(1,1,"Noonetocall"); LCD_disp_char(0,2,''); } else { buzz=0; lcd1602_write_character(1,1,"Emergencycall"); for(i=0;i<n;i++) LCD_disp_char(i*2,2,num[i]+0x30); for(j=i*2;j<16;j++) LCD_disp_char(j,2,''); }}處理呼叫信息程序參數(shù)說明：voidchuli(uchardat){ uchari; bitf=0; dat=dat-0x30; for(i=0;i<n;i++) if(num[i]==dat) { i=n; f=1; } if(f==0) { num[n]=dat; n++; } }LCD1602顯示字符dat程序說明：voidLCD_disp_char(ucharx,uchary,uchardat){ ucharadd; if(y==1) add=0x80+x; else add=0xc0+x; LCD_write_command(add); LCD_write_data(dat);}LCD1602顯示字符串*s程序說明：voidlcd1602_write_character(ucharx,uchary,uchar*s){ ucharadd; if(y==1) add=0x80+x; else add=0xc0+x; LCD_write_command(add); while(*s!='\0') { LCD_write_data(*s++); }}4.3NRF24L01收發(fā)函數(shù)4.3.1收發(fā)函數(shù)介紹發(fā)送數(shù)據(jù)時，按照SPI時序通過MCU先將接收節(jié)點的地址TX_ADDR以及有效數(shù)據(jù)TxData寫入NRF24L01的緩存區(qū)，此處需注意寫入TxDate時CSN保證處在低電平，在發(fā)射期間接收節(jié)點地址只需寫入一次，再使CE處在高電平同時能保持至少10μs進入發(fā)送模式，數(shù)據(jù)在130延遲后發(fā)出；接收應(yīng)答信號；同時確保應(yīng)答接收和接收節(jié)點這兩地址相同。NRF24L01發(fā)送數(shù)據(jù)的流程圖如4.4所示。圖4.4NRF24L01發(fā)送數(shù)據(jù)流程圖接收數(shù)據(jù)時，先將發(fā)送節(jié)點地址TX_ADDR通過單片機設(shè)置，再進行130μs的延時后，使NRF24L01進入接收狀態(tài)并等待數(shù)據(jù)的傳達。當(dāng)有效的地址和CRC在接收端能被接收到時，RX

FIFO被用來儲存數(shù)據(jù)包，同時通過RX_DR置高，IRQ變低，實現(xiàn)中斷功能，從而使單片機讀取數(shù)據(jù)功能實現(xiàn)。NRF24L01接收數(shù)據(jù)流程圖如4.5所示。圖4.5NRF24L01接收數(shù)據(jù)流程圖4.3.2收發(fā)函數(shù)程序配置NRF24L01處在發(fā)送模式并發(fā)送信息程序參數(shù)說明：voidNRFSetTxMode(uchar*TxDate){CE=0; NRFWriteTxDate(W_REGISTER+TX_ADDR,TxAddr,TX_ADDR_WITDH); NRFWriteTxDate(W_REGISTER+RX_ADDR_P0,TxAddr,TX_ADDR_WITDH); NRFWriteTxDate(W_TX_PAYLOAD,TxDate,TX_DATA_WITDH); NRFWriteReg(W_REGISTER+EN_AA,0x01); NRFWriteReg(W_REGISTER+EN_RXADDR,0x01); NRFWriteReg(W_REGISTER+SETUP_RETR,0x0a); NRFWriteReg(W_REGISTER+RF_CH,0x40); NRFWriteReg(W_REGISTER+RF_SETUP,0x07); NRFWriteReg(W_REGISTER+CONFIG,0x0e); CE=1; NRFDelay(5);}配置NRF24L01接受應(yīng)答信號參數(shù)設(shè)計：ucharNRFCheckACK(){ sta=NRFReadReg(R_REGISTER+STATUS); if(TX_DS||MAX_RT) { NRFWriteReg(W_REGISTER+STATUS,0xff); CSN=0;

NRFSPI(FLUSH_TX);CSN=1; return(0);

} else return(1); }延時函數(shù)程序說明：voidNRFDelay(uintt){uintx,y;for(x=t;x>0;x--)for(y=110;y>0;y--);}處理呼叫數(shù)據(jù)程序函數(shù)說明：voidchuli(uchardat){ uchari; bitf=0; dat=dat-0x30; for(i=0;i<n;i++) if(num[i]==dat) { i=n; f=1; } if(f==0) { num[n]=dat; n++; } }按鍵和呼叫數(shù)據(jù)處理函數(shù)程序說明：voidscan(){ uchari; if(key_ok==0) { delayms(7); if(key_ok==0) { if(n!=0) { for(i=0;i<n;i++) num[i]=num[i+1]; n--; } } while(!key_ok); } if(RevTempDate[0]!='0') { chuli(RevTempDate[0]); RevTempDate[0]='0'; }}4.4本章小結(jié)本章主要對基于STC89C51單片機的醫(yī)院無線護理呼叫系統(tǒng)的軟件模塊設(shè)計開展了論述分析，并對整個控制的數(shù)據(jù)流程圖進行了說明描述，將編譯完成調(diào)試無誤的代碼下載至所開發(fā)的系統(tǒng)實物內(nèi)。5系統(tǒng)調(diào)試分別對系統(tǒng)硬件、軟件進行調(diào)試，硬件調(diào)試以檢測電路的相關(guān)焊接問題，電路排布和設(shè)計，元器件參數(shù)及功能為主，而軟件部分通過Keil、PL2302等軟件來調(diào)試。5.1系統(tǒng)硬件調(diào)試根據(jù)PCB圖的線路，和自制電路板對比檢查，從而判斷焊接和元器件放置是否正確，同時清點電路板上的元器件是否與PCB圖中的電路一致。在此過程中發(fā)現(xiàn)此類問題，再次檢查并及時解決。先通過數(shù)字萬用表的二極管檔位檢查數(shù)字萬用表是否可正常使用，當(dāng)兩表筆觸碰后萬用表發(fā)出響聲基本能保證萬用表可正常使用，再借助數(shù)字萬用表檢查電路狀態(tài)和元器件功能完好，和檢查萬用表是否正常的原理類似，將兩表筆分別置于元器件兩端，觀察萬用表內(nèi)置蜂鳴器是否響起并在拿開表筆后響聲是否停止，結(jié)合設(shè)計所需功能，判斷元器件及線路是否正常。5.2系統(tǒng)軟件調(diào)試借助KEIL軟件、PL2303下載器對軟件正確性進行檢測，接著再將軟件與系統(tǒng)硬件一同工作，從而調(diào)試電路整體的功能。系統(tǒng)的軟件都是使用Keil的軟件撰寫的，使用PL2303下載器把通過程序生成的.hex文件下載至單片機內(nèi)。通過觀察系統(tǒng)的現(xiàn)狀和反復(fù)修改測試程序，完成一個完善的程序的編寫。在系統(tǒng)軟件調(diào)試上主要遇到以下問題。(1)一開始數(shù)據(jù)無法發(fā)送成功。解決方法：仔細(xì)檢查程序和檢查手冊中所寫的內(nèi)容，沒有發(fā)現(xiàn)任何異常，而且接收端和發(fā)送端的地址是相同的，當(dāng)發(fā)送數(shù)據(jù)后，接收端接收到數(shù)據(jù)，但接收端未接收數(shù)據(jù)，在仔細(xì)閱讀了之前設(shè)計時所找資料后，之前認(rèn)為只需長度設(shè)置的大于數(shù)據(jù)的長度就能實現(xiàn)功能的想法是不完整的，需要保證來自接收端和發(fā)送端的接收和發(fā)送的數(shù)據(jù)長度相同，這樣接收和發(fā)送功能才能實現(xiàn)，在按照得知的要求后修改了程序并成功實現(xiàn)功能。(2)清屏指令發(fā)出后，未能在LCD1602顯示屏上得以實現(xiàn)。解決方法：及時翻閱LCD1602的操作手冊，程序內(nèi)容和清屏指令0x01內(nèi)容一致，表明清屏功能未實現(xiàn)與程序發(fā)送指令無關(guān)，未能實現(xiàn)清屏功能可能是由于LCD1602的處理數(shù)據(jù)速度偏慢，發(fā)送了清屏指令后下一個內(nèi)容的顯示進入了里面，從而清屏指令沒有在LCD1602中執(zhí)行。此時想到延時應(yīng)該是解決LCD1602缺陷的方法，所以決定在功能中添加了40ms延時，通過延時程序來完成。在使用新程序后清屏功能成功實現(xiàn)。后又詳細(xì)地閱讀操作手冊，了解到LCD1602清屏的執(zhí)行時間為1.64ms，經(jīng)考慮選擇后，使用了4ms的延時。5.3實物調(diào)試USB通電，打開呼叫板開關(guān)，顯示板顯示“Noonetocall”，呼叫板紅色小燈亮，系統(tǒng)進入工作狀態(tài)圖5.1通電后顯示板及呼叫板隨機按下病房呼叫開關(guān)，本次先按下“5”號病房開關(guān)，蜂鳴器響，顯示器顯示“Emergencycall5”，顯示器下小燈閃爍一次。圖5.2接受信號后的顯示板按下多個不同病房，本次按下“1”、“2”、“3”病房開關(guān)，顯示器顯示“Emergencycall5123”，蜂鳴器響，顯示器下小燈閃爍3次。圖5.3接受信號后的顯示板按下顯示器下左側(cè)的應(yīng)答按鈕，屏幕依次消失從前到后的“5”“1”“2”“3”病房的呼叫，所有病房的呼叫都收到應(yīng)答后，屏幕顯示“Noonetocall”，蜂鳴器停止響聲。圖5.4按下一次應(yīng)答按鈕后的顯示器圖5.5按下二次應(yīng)答按鈕后的顯示器圖5.6按下三次應(yīng)答按鈕后的顯示器圖5.7按下四次應(yīng)答按鈕后的顯示器5.4本章小結(jié)系統(tǒng)硬件、軟件以及實物的調(diào)試工作順利完成；經(jīng)調(diào)試后的系統(tǒng)基本滿足設(shè)計要求，本課題的基本預(yù)期目的達成。結(jié)語本文從系統(tǒng)設(shè)計的軟件與硬件開發(fā)兩個維度對系統(tǒng)的設(shè)計工作開展了詳細(xì)的描述與分析；系統(tǒng)的調(diào)試結(jié)果表明，本系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)成果可以滿足預(yù)先制定的設(shè)計方案中的要求；對于實際使用具有一定參考價值；從設(shè)計成果來看，課題的預(yù)設(shè)要求得到滿足。我在這次設(shè)計的途中遇到了很多障礙和困難，在解決的過程中逐漸發(fā)現(xiàn)了自己的很多不足的地方并且使我提高了獨立自主解決問題的能力。在整個設(shè)計的途中，我受到了老師細(xì)致的指導(dǎo)，同學(xué)們友善的幫助，校圖書館也給予了我很大的幫助，在逐步解決問題的過程中我學(xué)到了很多的東西，改變了自己一些有問題的想法。雖然中間難免的會遇到非常多的困難，但任何的困難對我來說都是一種歷練。經(jīng)過這次歷練，我才真正深刻意識到自己的學(xué)習(xí)不能只停留在理論部分，很多時候?qū)嵺`要更加重要。并且這次設(shè)計中我也加深了對理論的認(rèn)識，能成功設(shè)計出該系統(tǒng)并撰寫論文也增強了我的自信心，使我有勇氣去面對未來的挑戰(zhàn)，對我未來的工作有很大的幫助。參考文獻[1]趙麗芬，張學(xué)超，陳文娟，“傳感器技術(shù)及其應(yīng)用”課程教學(xué)改革，銅仁學(xué)院大數(shù)據(jù)學(xué)院，2017.09.[2]馬須敬，朱義彪，傳感器的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢，青島科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，2017.08.[3]李軍，韓波，李振杰，傳感器技術(shù)實踐教學(xué)改革與實踐，阜陽師范學(xué)院計算機與信息學(xué)院，2017.05.[4]郭玉霞，李志杰，基于ADS1256和STM32的數(shù)據(jù)采集裝置設(shè)計，甘肅工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電信學(xué)院，2018.12.[5]吳忠偉，何顯，山岳彤，基于51單片機的無線防丟器的設(shè)計研究，吉林建筑大學(xué)城建學(xué)院，2018.12.[6]張幼麟，簡介51單片機的定時器/計數(shù)器，樂山師范學(xué)院物理與電子信息系，2018.12.[7]王昱言，基于單片機的智能窗簾系統(tǒng)設(shè)計，江蘇省淮陰中學(xué)，2018.12.[8]張皓博，基于GSM技術(shù)的家用防盜硬件系統(tǒng)設(shè)計，黑龍江工業(yè)學(xué)院電氣與信息工程系，2018.12.[9]王冠龍，崔靚，朱學(xué)軍，基于數(shù)字PID算法的溫度控制系統(tǒng)設(shè)計，寧夏大學(xué)機械工程學(xué)院，2018.12.[10]李雪等，智能溫度模糊控制PID系統(tǒng)設(shè)計，大連民族大學(xué)信息與通信工程學(xué)院，2018.11.[11]王瑩，黃梅王等，基于GSM技術(shù)的病房環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計，河南理工大學(xué)醫(yī)學(xué)院，2018.12.[12]潘言全，智能手環(huán)的設(shè)計與制作，湖北師范大學(xué)物理與電子信息科學(xué)學(xué)院，2018.12.[13]徐越，徐志龍，陳萱，基于AT89C52的多功能數(shù)字鐘設(shè)計，華北理工大學(xué)電氣工程學(xué)院，2018.12.[14]王維佳，基于單片機的溫度控制系統(tǒng)設(shè)計，鄭州大學(xué)物理工程學(xué)院，2018.12.[15]張歡歡，王冰玲，智能停車收費管理系統(tǒng)設(shè)計，安徽三聯(lián)學(xué)院，2018.12.[16]劉佳樂，基于單片機的電子密碼鎖設(shè)計，蘭州工業(yè)學(xué)院電氣工程學(xué)院，2018.12.[17]許雪梅等，基于單片機的交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計，甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院，2018.12.[18]吳玉玉等，基于單片機的電子萬年歷設(shè)計，甘