單片機(jī)病房呼叫系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、 洛 陽 理 工 學(xué) 院 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書課程名稱 單片機(jī)原理及接口技術(shù) 設(shè)計(jì)課題 病房呼叫系統(tǒng) 專 業(yè) 自 動 化 學(xué) 號 姓 名 2013 年 6 月 7日課 程 設(shè) 計(jì) 劃 任 務(wù) 書 電氣工程與自動化 系 自動化 專業(yè) 學(xué)生姓名 班級 學(xué)號 課程名稱：單片機(jī)原理及接口技術(shù) 設(shè)計(jì)題目： 病房呼叫系統(tǒng) 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求：本課題設(shè)計(jì)的是病房呼叫系統(tǒng)，在保證系統(tǒng)正常穩(wěn)定工作安全的條件下，充分的考慮了各個環(huán)節(jié)的因素。本課題要求：任意病房呼叫，值班房馬上響應(yīng)并顯示病房號、顯示病房床號、若有多個病房呼叫就循環(huán)顯示、處理完畢后，清除記錄。設(shè)計(jì)（論文）開始日期 2013年5 月6 日指導(dǎo)教師

2、設(shè)計(jì)（論文）開始日期2013年 5 月23 日指導(dǎo)教師 2013年 6 月 7 日 課 程 設(shè) 計(jì) 評 語 第 頁 電氣工程與自動化 系 自動化 專業(yè) 學(xué)生姓名 班級 學(xué)號 課程名稱：單片機(jī)原理及接口技術(shù) 設(shè)計(jì)題目：病房呼叫系統(tǒng) 課程設(shè)計(jì)篇幅： 圖 紙 張 說明書 頁指導(dǎo)教師評語： 年 月 日 指導(dǎo)教師 洛陽理工學(xué)院 課 程 設(shè) 計(jì) 用 紙 摘要本設(shè)計(jì)是以AT89C51為核心的病人呼叫系統(tǒng)，對該系統(tǒng)的硬件和軟件結(jié)構(gòu)進(jìn)行了相應(yīng)的描述。通過對病區(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、操作簡單等特點(diǎn)。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

3、們需要迅捷、方便地得到醫(yī)院的各種各樣的醫(yī)療服務(wù)。這使得衡量一個醫(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)的有線呼叫系統(tǒng)歷來受到各大醫(yī)院的普遍重視。如果采用無線傳輸，會節(jié)約布線和改造線路的資金，為醫(yī)院節(jié)約成本，并且及時、準(zhǔn)確、可靠、簡便可行，比目前的同類產(chǎn)品更能受到醫(yī)院及病人的認(rèn)可，有更強(qiáng)的競爭力，能大量推廣。 在醫(yī)院的病房里每個床位邊都裝有一個呼叫按鈕，當(dāng)病人需要幫助時，按下呼叫按鈕，護(hù)士辦公室里呼叫顯示板上相應(yīng)房間號的指示燈點(diǎn)亮并進(jìn)行語音提示，同時在走廊里安裝一個電子顯示牌，使值班護(hù)土能及時的知道哪個房間的病人需

4、要幫助或需要進(jìn)行搶救。關(guān)鍵詞：單片機(jī);矩陣鍵盤;點(diǎn)陣;LED顯示;呼叫系統(tǒng)目錄第一章 概述11.1 設(shè)計(jì)任務(wù)11.2 設(shè)計(jì)要求11.3. 功能簡介：1第二章 系統(tǒng)總體方案及硬件設(shè)計(jì)22.1系統(tǒng)總體方案22.2 硬件設(shè)計(jì)32.2.1單片機(jī)AT89C51的特點(diǎn)32.2.2 MPX2彩屏LCD電路模塊32.2.3 報(bào)警電路的設(shè)計(jì)32.2.4 鍵盤模塊電路設(shè)計(jì)4第三章 系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)53.1程序設(shè)計(jì)簡要53.2系統(tǒng)的工作流程63.3軟件設(shè)計(jì)7第四章 Proteus軟件仿真8第五章 心得體會9參考文獻(xiàn)10附錄 源程序代碼11 I 第 頁第一章 概述1.1 設(shè)計(jì)任務(wù) 本次設(shè)計(jì)主要是設(shè)計(jì)一個單片機(jī)控制的病房

5、呼叫系統(tǒng)。利用AT89C51結(jié)合顯示電路，LED數(shù)碼管以及按鍵來設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)時，我們應(yīng)將軟硬件有機(jī)地結(jié)合起來，使得系統(tǒng)能夠正確的反應(yīng)病人的呼叫并使服務(wù)臺能夠回應(yīng)。1.2 設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)一個可容64張床位的病房呼叫系統(tǒng)。要求每個床位都有一個按鈕，當(dāng)患者需要呼叫護(hù)士時，按下按鈕。此時護(hù)士值班室內(nèi)的呼叫系統(tǒng)板上顯示該患者的床位號，并振鈴。當(dāng)護(hù)士按下“響應(yīng)”鍵時，取消當(dāng)前呼叫。1.3. 功能簡介：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

6、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,歷來受到各大醫(yī)院的普遍重視。它要求及時、準(zhǔn)確、可靠、簡便可行。為此，我們采用單片機(jī)AT89C51為系統(tǒng)核心，配以LED及鍵盤電路模塊和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)。第二章 系統(tǒng)總體方案及硬件設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)總體方案在本系統(tǒng)中，我們采用單片機(jī)AT89C51為核心的系統(tǒng)主要包括2個部分：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)來的信號，并進(jìn)行解碼、顯示該患者的床位號，并振鈴,主機(jī)上設(shè)有鍵盤取消當(dāng)前呼叫  其實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。AT89C5

7、1 8X8鍵盤64個LED喇叭顯示圖1 病人呼叫系統(tǒng)框圖    將由8×8鍵盤矩陣采集到的鍵值經(jīng)過P0.P2輸入到單片機(jī)AT89C51中，通過簡單的點(diǎn)亮呼叫病號對應(yīng)床號燈和病區(qū)內(nèi)的警示燈，然后通過P1口把相關(guān)信息傳送到MPX2彩屏LCD顯示。同時報(bào)警警示燈閃爍、報(bào)警聲響起。醫(yī)療人員可以通過控制鍵盤操作，完成呼叫響應(yīng)和信息查詢等監(jiān)護(hù)工作。 2.2 硬件設(shè)計(jì)2.2.1單片機(jī)AT89C51的特點(diǎn)隨著單片機(jī)功能集成化的發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域也逐漸從傳統(tǒng)的控制擴(kuò)展為控制處理、數(shù)據(jù)處理以及數(shù)字信號處理等領(lǐng)域，AT89C51具有低電壓、低功耗、性價比高、功能強(qiáng)、指令效率高等

8、優(yōu)點(diǎn)2。AT89C51的主要特點(diǎn)，1)集成度高，易于擴(kuò)展；2)較強(qiáng)的中斷處理能力，支持異常中斷、事件中斷和軟件中斷三種類型的中斷；3)高效的指令系統(tǒng)。程序編程指令特別嚴(yán)密，它有多種中斷系統(tǒng)和多種定時器系統(tǒng)，可以根據(jù)需要具體選擇，靈活性很大。2.2.2 MPX2彩屏LCD電路模塊本系統(tǒng)采用的MPX2電路模塊是一款高畫質(zhì)的低溫多晶硅TFT真彩LCD模塊，具有接口簡單、編程方便、易于擴(kuò)展等良好性能。MPX2內(nèi)置專用驅(qū)動和控制IC，以驅(qū)動IC自己集成顯示緩存。無需外部顯示緩存。 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)了總線緩沖、保護(hù)電路

9、，以及背光限流電路，將顯示器不便于與開發(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供電。2.2.3 報(bào)警電路的設(shè)計(jì) 主機(jī)在接受到呼叫后，首先進(jìn)行報(bào)警告知值班人員。報(bào)警電路可以用單片機(jī)P2.0輸出1 kHz和500 Hz的音頻信號經(jīng)放大后驅(qū)動其揚(yáng)聲器，做報(bào)警信號，要求1 kHz信號響100 ms，再500 Hz信號響200 ms，交替進(jìn)行。這里使用音頻放大器LM386，他的工作電壓為4 12 V，輸出功率最大可達(dá)1 W，輸入阻抗為50 kHz。 2.2.4 鍵盤模塊電路設(shè)計(jì)8

10、5;8鍵盤矩陣和64個LED警示燈模塊組成。在鍵盤掃描和LED驅(qū)動部分，使用了 LED 顯示電路原理圖如圖2所示。 圖2鍵盤模塊電路第三章 系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)3.1程序設(shè)計(jì)簡要在設(shè)計(jì)程序之前，我們首先對單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)預(yù)完成的任務(wù)進(jìn)行深入的分析，明確系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù)功能要求和技術(shù)指標(biāo)。其次，要對系統(tǒng)的硬件資源和工作環(huán)境進(jìn)行分析。這是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)和條件。經(jīng)過任務(wù)分析，算法優(yōu)化后，就可以進(jìn)行程序的總體構(gòu)思，確定程序的結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并考慮資源的分配和參數(shù)的計(jì)算燈，然后根據(jù)程序運(yùn)行的過程，勾畫出程序執(zhí)行的邏輯順序，用圖形符號將總體設(shè)計(jì)思路及程序流向繪制在平面圖上，從而使程序結(jié)構(gòu)關(guān)系直觀明了，

11、便于檢查和修改.模塊化程序設(shè)計(jì)方法具有明顯有點(diǎn)。把一個多功能復(fù)雜的程序劃分位若干個簡單，功能單一的程序模塊，有利于程序的設(shè)計(jì)和調(diào)試，有利于程序的優(yōu)化和分工，提高了程序的閱讀性和可靠性，使程序結(jié)構(gòu)層次一目了然。3.2系統(tǒng)的工作流程如圖3所示。NY開始初始化系統(tǒng)有鍵按下？病房指示燈亮，服務(wù)臺顯示床號，并響鈴服務(wù)臺回應(yīng)結(jié)束圖33.3軟件設(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)便掃描撥碼開關(guān)的狀態(tài)以確定地址碼，通過P0口和P2口開始地址碼傳送當(dāng)服

12、務(wù)臺接收到呼叫信號后，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，并振鈴。當(dāng)護(hù)士按下“響應(yīng)”鍵時，取消當(dāng)前呼叫。第四章 Proteus軟件仿真我們利用KEILV805中文版對源程序進(jìn)行編譯，編譯成功后，把編譯結(jié)果保存并生成.HEX文件，然后把.HEX加載到單片機(jī)上進(jìn)行Proteus軟件仿真。看其是否能實(shí)現(xiàn)預(yù)想的功能。Proteus仿真圖如圖4下 當(dāng)按下27號床位時 圖4 Proteus仿真圖第五章 心得體會 單片機(jī)在當(dāng)今計(jì)算機(jī)領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛，在自動控制領(lǐng)域更是非常重要。通過這次設(shè)計(jì)，我覺得自己對單片機(jī)的理解有了新的提高，也使自己綜合運(yùn)用所學(xué)知識，發(fā)現(xiàn)，提出，分析，解決實(shí)際問題的能力有很大進(jìn)

13、步。我知道單片機(jī)已經(jīng)成為當(dāng)今計(jì)算機(jī)應(yīng)用中空前活躍的領(lǐng)域， 在生活中可以說得是無處不在。因此作為二十一世紀(jì)的大學(xué)來說掌握單片機(jī)的開發(fā)技術(shù)是十分重要的。 想起這次單片機(jī)設(shè)計(jì)，至今我仍感慨頗多，在整整一星期的日子里，可以說是可以學(xué)到很多很多的的東西，同時不僅可以鞏固了以前所學(xué)過的知識，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識。通過這次設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會遇到過各種各樣

14、的問題，同時在設(shè)計(jì)的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，比如說對器件的不熟悉，對應(yīng)用軟件操作的困難，對單片機(jī)匯編語言掌握得不好。通過這次設(shè)計(jì)之后，我對自己以前的知識有了很大提高。設(shè)計(jì)順利完成了，在設(shè)計(jì)中遇到了很多編程問題，在同學(xué)和老師的細(xì)心幫助下，都得以解決。在此，對給過我?guī)椭乃型瑢W(xué)和各位指導(dǎo)老師表示忠心的感謝！參考文獻(xiàn)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.北京,清華大學(xué)出版社M.2005: 46492 田會方,吳興強(qiáng).基于LabVIEW與凌陽SPCE061A實(shí)現(xiàn)串口數(shù)據(jù)采集J.微計(jì)算機(jī)信息.2006:6:2.22253 北京比

15、高科技公司. BC7281B中文技術(shù)手冊. 2002(6)4 北京銘正同創(chuàng)科技有限公司.MT22G06B彩屏LCD模組簡要介紹.2006(12)5 張立才.基SPCE061A的多功能信號發(fā)生器設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)J.微計(jì)算機(jī)信息.2004:20:3.3335附錄 源程序代碼#include<reg51.h>#define uchar unsigned char #define uint unsigned intsbit B1=P36;sbit B2=P37;sbit buzzer=P35;sbit clear=P34; 定義字符B1,B2,BUZZER,CLEARuchar code dist

16、ab10=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f;uchar code keytab88=1,2,3,4,5,6,7,8, 定義鍵盤值 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,; uchar bed_NO;uchar btime;uc

17、har itime; 定義字符bed_NO，uchar btime，uchar itimevoid delay(uint x) 定義延遲程序塊 uint i,j;for(i=0;i<x;i+)for(j=0;j<10;j+);void display(void) 定義顯示管塊uchar a10,a1;a10=bed_NO/10;a1=bed_NO%10;P1=distaba10;B1=0;delay(10);B1=1;P1=distaba1;B2=0;delay(10);B2=1;void key(void) 掃描鍵盤值uchar hang,lie;P0=0x00;P2=0xff;

18、delay(1); if(P2!=0xff)delay(5); 延遲（5）后查詢行列值if(P2!=0xff)switch(P2&0xff) 掃描列值case 0xfe:lie=0;break;case 0xfd:lie=1;break;case 0xfb:lie=2;break;case 0xf7:lie=3;break;case 0xef:lie=4;break;case 0xdf:lie=5;break;case 0xbf:lie=6;break;case 0x7f:lie=7;break;P2=0x00;P0=0xff;switch(P0&0xff) 掃描行值case 0xfe:hang=0;break;case 0xfd:hang=1;break;case 0xfb: