基于单片机的病房呼叫系统.doc

毕 业 设 计 题 目 基于单片机的病房呼叫系统 姓 名 雷顺頔 学 号 20126005 系 部 理工系 年级专业 2012级电子信息工程 指导教师 陈亚妮 2016年3月5日 摘要 呼叫系统是医院和养老院的必备设备，是日常护理和紧急抢救重要通讯手段。传统有线呼叫系统施工繁琐、检修困难、施工成本高，更重要的是有线系统没有移动接收呼叫信息的功能，使很多病人丧失了抢救的良机。随着医院、养老院的医疗条件的不断提高，越来越多的场所采用无线呼叫系统，施工和维护简便，呼叫操作简单，医护人员可随时随地接收病人的呼叫。医护呼叫系统采用调幅（FSK）技术，保证呼叫成功率，避免信号干扰。 根据医院和养老院的功能要求、场地大小、管理要求等因素，多种解决方案以供选择。 关键词：单片机STC89C51，无线传输模块，病床呼叫 Title：Ward calling system based on single chip microcomputer Abstract： Call system is necessary equipment in hospitals and nursing homes, is the daily care and emergency rescue of an importantmeans of communication. The traditional wired call system and fussy construction, maintenance difficulties, high construction cost, more important is the cable system is not mobile receives the call information, make many patients lost the opportunity to save. Along with the hospital, nursing home medical conditionscontinue to improve, more and more places using wireless call system, construction and easy maintenance, operation simplecall, call medical personnel can whenever and wherever possible to receive patients. Add fast wireless medical call system using amplitude modulation (FSK) technology, ensure the call success rate, to avoid interference. According to the hospitals and nursing homes, the size of the site functional requirements, management requirements and other factors, plus Xun series products provide a variety of solutions to choose from. Keywords:  single chip STC89C51, wireless transmission module, Sickbed Calling 25 目 录 1 绪 论 3 1.1病床系统背景与意义 3 1.2目标 3 1.3可行性分析 3 1.4 设计步骤 3 2 基于单片机的病床呼叫系统的设计实现 4 2.1系统总体设计 4 3 系统硬件设计 7 3.1单片机介绍 7 3.1.1单片机的发展介绍 7 3.1.2 单片机的结构特点 7 3.1.3单片机的实际应用 7 3.1.4控制器AT89C51 8 3.2 系统原理框图 8 3.3硬件模块设计 9 3.3.1无线发射模块 9 3.3.2无线接收模块 12 3.3.3声音报警模块 15 3.3.4应答电路 15 3.3.5键盘接口 16 3.3.6 显示接口 16 3.4外围电路设计 17 3.4.1 控制器AT89C51 17 3.4.2 键盘电路设计 18 4 系统软件设计 20 4.1程序设计语言的介绍 20 机器语言 20 汇编语言 20 高级语言 20 4.2主函数程序设计 21 4.3 初始化程序设计 24 4.4延时子程序设定 24 4.5液晶显示子程序 24 5液晶显示子程序 25 5.1软件调试 25 5.2硬件调试 26 参考文献 27 附录A 28 附录B 29 致谢 30 1 引言 1.1病床系统背景与意义 医院建设呼叫中心系统有十分的重要现实意义，国内部分医院都有成功应用的经验。医院建设呼叫中心系统具有以下几个方面的重要现实意义：改善医院服务质量；提升医院的品牌优势；优化医院的服务流程；降低医院的服务成本；开辟新的收入来源；提升医疗信息化的水平等。通过医院呼叫中心的建设，医院不仅可以更大程度的提高服务质量及工作效率，更可以体现出医院的人文特色、全面提高就医者对医院的满意度，同时也可以利用医院呼叫中心多种多样的增值业务来提高医院的利润、起到盈利性的目的。我们正是基于这种考虑，利用现有发达的电话网，采用计算机网络技术和语音交换技术设计了医院呼叫中心系统，为医疗机构提供了全面有效的解决方案。 1.2目标 设计要求：设计出稳定高效的运行系统，并且有一定的抗干扰能力，能够实现多路呼叫且互不干扰。距离在100m范围内，实现多路无线病床呼叫，并留有扩展空间。 预期目标：病人按呼叫键时，无线发射器发射信号，无线接收器接收无线信号，通过单片机控制处理，护士值班室发出呼叫警报，同时1602液晶上显示相应的床位号，当护士按键应答，呼叫报警停止，液晶显示以应答，警报由定时器控制关闭。当有多个病人呼叫没有及时应答时，对应显示各床床位号，同时报警。 1.3可行性分析 有线呼叫器受位置的制约不能很好的达到医患沟通，无线呼叫系统就显示其很大的优越性，可移动，不受位置制约，现今无线传输技术有了突飞猛进的发展，技术越来越成熟，普遍应用到生活、娱乐、学习和军工等领域，这为无线传输技术与医学临床的结合提供了技术支持。在校期间也学习了与单片机相关的课程，有了一定的理论基础。因此，本课题具有可行性，能够得到。 1.4 设计步骤 针对单片机的无线病床呼叫系统，制定以下方案及步骤： 第一步，根据设计目的构想设计的原理图框架，学习设计中要用到的知识，如无线发射模块的原理、编码解码，单片机C语言编程设计，液晶1602的显示，使用的芯片引脚工作原理， Protel软件使用等。 第二步，对硬件模块进行设计。如无线发射模块、无线接收模块、1602显示模块、声音呼叫模块。在Protel中绘制原理图。 第三步，对系统软件进行设计。如主函数程序设计、初始化程序设计、延时子程序设计、液晶显示子程序设计、定时器中断服务子程序设计 2 基于单片机的病床呼叫系统的设计 2.1系统总体设计 2.1.1功能要求 本课题主攻方向是使系统实现以下目的： ①任一病房（共16张）呼叫，医护值班室马上能响应并显示病房号； ②显示病房床号； ③若有多个病床呼叫就循环显示； ④处理完毕后清除记录； ⑤显示器不重复显示按一次以上的病床号 2.1.2设计方案 用8051自身接口实现数码管静态显示和键盘扫描，使用8051单片微机外加作地址锁存用的四块三态锁存器74LS373芯片和一块74LS138芯片可构成一个完整的最小微机电路。以此为基础，在智能装置中若要配置多位数码管显示器，以及m行n列矩阵键盘的话，可以不扩展I/O芯片而由8051自身I/O口，实现上述功能, 即用P0口的八个端口作为LED的段选,用P2口的高三位连接一个三八译码器74LS138 作为四个LED的片选.用P1口和P2口的低五位做键盘电路的接口。 2.1.3 总体结构框图 本设计是基于AT89C51单片机设计的病房呼叫系统设计，该系统就是以Atmel公司的AT89C51单片机作为主控器，包括键盘输入电路，显示电路，以及晶振复位电路等来实现病房呼叫系统。 输入部分 键盘输入 控制器 AT89C51 输出部分 LED显示 图2.1病房呼叫系统结构框图 3 系统硬件设计 3.1单片机介绍 3.1.1单片机的介绍 单片机也被称作“单片微型计算机”、“微控制器”和“嵌入式微控制器”，单片机一词最初源于“Single Chip Microcomputer”，简称SCM。随着单片机在技术和体系结构上的进步，其控制功能不断扩展，国际上逐渐采用“MCU”（Micro Controller Unit,微控制器）来代替SCM。 3.1.2 单片机的结构特点 单片机是微型机的一个重要分支，它在结构上的最大特点是把CPU、存储器、定时器和多种输入/输出接口电路集成在一块超大规模的集成电路芯片上。 单片机内是一种在线式实时控制计算机，在线式就是现场控制，需要有较强的抗干扰能力，较低的成本。 单片机由于这种结构，所以具有很多显著的特点。主要有控制能力强，抗干扰能力强、可靠性高，性能价格比高，低功耗、低电压，扩展了多种串行口和系统扩展容易等特点。 3.1.3单片机的实际应用 单片机广泛应用于仪表仪器、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域，大致可分为以下几个范畴： （1）在智能仪器仪表上的应用 单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等特点，广泛应用于仪器仪表中看，结合不同类型的传感器，可以实现诸如电压、功率、频率、温度、流量、速度、角度、硬度、元素、压力等物理量的测量。采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化。且功能比采用电子和熟悉电路更加强大。例如精密的测量设备（功率计、示波器和各种分析仪）。 （2）在工业控制中的应用 用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。例如工厂流水线的智能化管理，电梯智能化控制、各种报警系统，与计算机联网构成二级控制系统等。 （3）在家用电器中的应用 可以这样说，现在的家电基本上都采用了单片机控制，从电饭煲、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、其他音响视频器材、再到电子称量设备，五花八门，无其不有，无所不在。 （4）在计算机网络和通信领域的应用 现在的单片机普遍具有通信接口，可以很方便的与计算机实现数据通信，为计算机网络和通信设备间的应用提供了极好的物质条件，可以的通信设备基本上都实现了单片机智能控制，从手机，电话机、小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信、再到日常工作中随处可见的移动电话，集群移动通信，无线对讲机等。 （5）单片机在医用设备领域中的应用 单片机在易用设备领域