【電氣設(shè)計自動化論文】病床呼叫系統(tǒng)的設(shè)計

【電氣設(shè)計自動化論文】病床呼叫系統(tǒng)的設(shè)計,電氣設(shè)計,自動化,論文,病床,呼叫,呼喚,系統(tǒng),設(shè)計 本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）題目：病床呼叫系統(tǒng)的設(shè)計學(xué) 院 電子信息工程學(xué)院 學(xué)科門類 理 科 專 業(yè) 電氣工程及其自動化 學(xué) 號 姓 名 指導(dǎo)教師 年 4 月 06 日2015 屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）1摘 要隨著科技的發(fā)展，社會的進步，越來越多的設(shè)施都趨向于科技化。當前，人類對健康的關(guān)注越來越多，醫(yī)療行業(yè)正快速膨脹，患者也希望能得到最佳的護理和服務(wù)，傳統(tǒng)的繼電器控制門鈴式呼叫系統(tǒng)，由于外觀粗糙、噪聲大、功能單一，在醫(yī)院達標定級中已不能適應(yīng)現(xiàn)代醫(yī)院的要求系統(tǒng)是基于 51 系列的單片機設(shè)計的病床呼叫系統(tǒng)。該系統(tǒng)以 AT89C51 單片機為核心輔以獨立式按鍵、LCD 顯示電路和部分簡單模擬和數(shù)字電路組成的能夠?qū)崿F(xiàn)病人和醫(yī)護人員之間信息的傳遞。在該設(shè)計中每個病房都有一個按鍵，當患者有需要時，按下按鍵，此時 值班室的顯示屏可顯示此患者的床位號，多人使用時可實現(xiàn)同時顯示，醫(yī)護人員按下“響應(yīng)”鍵取消當前呼叫。此系統(tǒng)能夠為醫(yī)院提供一個成本低、效率高、操作方便和易于安裝維護的快捷系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：51 單片機 獨立式按鍵 LCD 顯示電路 呼叫系統(tǒng)2015 屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）2AbstractWith the development of science and technology, the progress of the society, more and more facilities are tend to science and technology。At present, more and more attention to health, human health care industry is rapidly expanding, patients also hope to get the best care and service. The traditional relay control doorbell call system, due to the rough appearance, big noise, single function, in a hospital in standard grading can not meet the requirements of a modern hospital.System calling system 51 series single-chip design based on the bed. The system to AT89C51 SCM as the core with independent keys, LCD display circuit and some simple analog and digital circuit can realize the transmission of information betweenpatients and medical staff. In the design of each unit has a key, when a patient needs, press the button, when the duty room display this patient beds, many people use can be realized when the shows at the same time, the medical care personnel press “response“ to cancel the call. This system can provide fast system is a low cost, high efficiency, convenient operation andeasy installation and maintenance for the hospital.Key Words: 51 series single-chip independent keys LCD display circuit calling system2015 屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）3目 錄摘 要 .1ABSTRACT.21.緒 論 41.1 課題設(shè)計的背景及意義 41.2 設(shè)計要求及預(yù)期目標 41.3 設(shè)計可行性 51.4 設(shè)計方案及步驟 51.4.1 鍵盤采集方案選擇 .61.4.2 設(shè)計芯片的選擇 72.系統(tǒng)硬件設(shè)計 .72.1 系統(tǒng)原理框圖 72.2 芯片簡介 82.3 硬件模塊設(shè)計 .112.3.1 按鍵電路模塊 .112.3.2 液晶顯示模塊 .122.3.3 聲音報警模塊 .122.3.4 應(yīng)答電路 .133.系統(tǒng)軟件設(shè)計 133.1 主函數(shù)程序設(shè)計 .143.2 中斷程序設(shè)計 .153.3 顯示模塊設(shè)計 .164. 系統(tǒng)的調(diào)試與結(jié)果 .184.1 調(diào)試界面顯示 .184.2 結(jié)果分析 .21結(jié)束語 21參考文獻 22致謝 23附錄 24附錄一：PROTEL 原理圖 .24附錄二：PCB 電路圖 .25附錄三：實物圖 .25附錄四：C 語言源程序 .262015 屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）41.緒 論1.1 課題設(shè)計的背景及意義信息時期醫(yī)院的管理多數(shù)都已經(jīng)從傳統(tǒng)落后的人工服務(wù)模式，向電子化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的科技管理模式方向迅速發(fā)展?！安〈埠艚邢到y(tǒng)”可實現(xiàn)對醫(yī)院病室病房的智能化把控，也可促成呼救、信息保存、顯示等等功能。病人住院的時候,會在任何可能出現(xiàn)問題的時間需要醫(yī)護人員去診斷或者護理。臨床的呼叫是傳送病人即時消息非常重要的措施,病人向值班醫(yī)師或護士提出緊急呼叫的時候，病床呼叫系統(tǒng)充當工具的作用,若想要將患者的請求即時地傳送給醫(yī)護人員,并且被醫(yī)院監(jiān)控中心記下完整準確的信息,同時也是提高醫(yī)院和病護的重要組成部分 [1]。本次設(shè)計是以 AT89C51 為中心的病人呼叫系統(tǒng)，通過采集病區(qū)數(shù)據(jù)的信息，采用LCD1602 顯示屏顯示蜂鳴器并進行報警的呼叫設(shè)計?？梢月鋵嶀t(yī)院醫(yī)護人員和病人病房之間的呼叫聯(lián)系，有使用便捷、操作起來簡單等優(yōu)點。病床呼叫系統(tǒng)可以應(yīng)用于養(yǎng)老院、醫(yī)療機構(gòu)、醫(yī)院的病房等地方，也可以用來聯(lián)通醫(yī)護人員和病人，同時是提高醫(yī)院的醫(yī)療水平必需設(shè)備之一。病床的呼叫系統(tǒng)的好壞會直接影響到病員的生命財產(chǎn)安全，歷來受到各種大醫(yī)院的廣泛重視。它要求必須得簡便可行、準確可靠、并且利于推廣。病床呼叫系統(tǒng)利于病人快速地呼叫護士，大大縮短了人工的呼叫時間?，F(xiàn)在病房呼叫系統(tǒng)正逐步地向高度智能化發(fā)展，它也可以和攝像機在一起使用，每當病人按開關(guān)，護士值班室的大屏幕上能夠即時地觀察了解病人的需要。并可以配對講機等通訊設(shè)備，能使病人快捷及時地與醫(yī)務(wù)人員進行溝通交流。有了病床呼叫系統(tǒng)，醫(yī)院對病人的護理工作變得愈加方便全面，不再煩惱于未能及時發(fā)現(xiàn)突發(fā)病況而一發(fā)不可收拾?？偟膩碚f，51 系列單片機設(shè)計的病床呼叫系統(tǒng)能可靠、準確、及時地促成病房呼叫管制,有良好的前景應(yīng)用 [2]。1.2 設(shè)計要求及預(yù)期目標最近幾年來伴隨著人們生活水平的不斷提高,大家對醫(yī)療機構(gòu)水平的要求也在不斷地提高，尤其是在某些突發(fā)情況下病員請求值班醫(yī)護人員進行及時的診斷或者護理，這一過程對提升醫(yī)院管理服務(wù)質(zhì)量就會顯得尤為重要，在這同時也會很大程度上提高醫(yī)院應(yīng)2015 屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）5對突然發(fā)升的事件的能力。所以,一種全新型的臨床呼叫儀器一躍成為最近幾年來的研究熱門之一。呼叫系統(tǒng)直接關(guān)系到病人的生命安全，受到各大醫(yī)院廣泛關(guān)注。它要求及時，準確，可靠，簡單可行，有利于促進電力線載波通信技術(shù)的應(yīng)用，單片機多機通信和計算機監(jiān)控和管理技術(shù)設(shè)計，振鈴，呼叫排隊，的病床呼叫系統(tǒng)錄音等功能，滿足醫(yī)院管理和醫(yī)院護理。設(shè)計要求：以單芯片微型計算機監(jiān)控的設(shè)計為目標，設(shè)計一個（模擬）病床呼叫控制器?？梢员O(jiān)視多個床，床做出及時的聲音報警和顯示病床數(shù)稱為準確，使醫(yī)護人員可以及時、準確地向醫(yī)院的患者，給予及時的救援和醫(yī)療。預(yù)期目標：病人按確認鍵，通過單片機控制處理，護士值班室報警，同時，1602 液晶會顯示相應(yīng)的床號，當護士按下停止響應(yīng)按鍵，液晶顯示器由定時器控制顯示”I know”。當有多個病人呼叫時同時響應(yīng)，對應(yīng)于每個床床數(shù)顯示，同時報警。通過對上述設(shè)計任務(wù)的分析，可以細分為以下幾個部分，最終的調(diào)試也是將以下部分為依據(jù)：1 當有病人按下按鍵時，液晶顯示器上顯示病人的病房號，病床號；2 在護士按下清零鍵后，液晶顯示器上內(nèi)容恢復(fù)到初始狀態(tài)；3 若在護士按下清零鍵前有多個病人按鍵，則液晶顯示器上將循環(huán)顯示各個病人的信息，直到護士按下清零鍵后，液晶顯示器上內(nèi)容恢復(fù)到初始狀態(tài)。1.3 設(shè)計可行性在醫(yī)院的正常運行中，醫(yī)療設(shè)備起到一個重要的角色的作用，病房呼叫系統(tǒng)是其中的一個。作為每一個床的基本配置，它可以使病人打電話更方便，更簡化了醫(yī)務(wù)人員的工作。目前市場上有很多種不同的病房呼叫系統(tǒng)功能的不同，主要分為兩類：有線和無線。無線病房呼叫系統(tǒng)線路鋪設(shè)不存在問題，但可靠性差，和無線電波會干擾其他醫(yī)療設(shè)備。本設(shè)計的電纜類型，適合中小型醫(yī)院使用，具有成本低，操作簡單，安裝和維護，而且具有穩(wěn)定可靠的特點，不會受到其他醫(yī)療設(shè)備的干擾；但由接線較多，影響美觀，不宜大醫(yī)院。我們利用 AT89S51 芯片設(shè)計了一套簡單可行，系統(tǒng)性能穩(wěn)定，對該系統(tǒng)的測試完全可以滿足醫(yī)院的需要。1.4 設(shè)計方案及步驟根據(jù)設(shè)計要求，基于 C51 單片機為核心的病床呼叫系統(tǒng)有 6 個獨立按鍵，每個按鍵2015 屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）6對應(yīng)不同的床。在沒有病人呼叫時屏幕顯示初始化界面；當病人床邊按下相應(yīng)的按鈕，產(chǎn)生一個中斷信號。單片機接收到中斷信號的中斷服務(wù)程序呼叫識別號碼后，顯示病床床位數(shù)，通過 LCD1602 顯示床位號，蜂鳴器報警信號；通過閱讀屏幕上提示，護士可以快速準確地了解到病人的需求，并作出相應(yīng)的準備和處理，處理完成按“清除”按鈕，可以刪除通話記錄，等待下次呼叫，同時液晶屏幕上再次顯示“HAPPY EVERY DAY”。其結(jié)構(gòu)圖如下：鍵盤單片機液晶顯示蜂鳴器報警圖 1.1 病床呼叫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖1.4.1 鍵盤采集方案選擇 鍵盤的工作方式應(yīng)該根據(jù)實際應(yīng)用系統(tǒng)中 CPU 的工作狀況而選定選取的規(guī)則是既能保 證 CPU 可以及時響應(yīng) 6 個按鍵操作而又不需要占用過多 CPU 工作的時間。通常來說鍵盤工作的方式有三種即編程掃描、定時掃描和中斷掃描。 1 編程掃描工作方式 編程掃描工作方式指的是利用 CPU 進行完成其他工程的空閑時間調(diào)取鍵盤掃描子程序來檢測按鍵狀態(tài)反應(yīng)鍵盤輸入。執(zhí)行按鍵功能得程序時 CPU 不會再享有按鍵輸入需求一直到 CPU 再次掃描鍵盤為終止。 2 定時掃描工作方式 定時掃描工作方式指的是每間隔一小段時間對按鍵掃描一次，它利用單片機的內(nèi)部定時器產(chǎn)生固定時間如 20ms 的定時，定時時間到了產(chǎn)生定時器就會溢出中斷。CPU 在中斷服務(wù)程序中鍵盤進行掃描并在有鍵按下時識別出該鍵并保存鍵號然后在中斷服務(wù)程序或主程序中執(zhí)行該鍵的功能程序2015 屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）73 中斷掃描工作方式 中斷掃描工作方式就是當有按鍵被按下時，電路產(chǎn)生中斷信號，單片機收到中斷信號后就執(zhí)行對應(yīng)的中斷服務(wù)子程序響應(yīng)該按鍵，處理完后 CPU 又開始循環(huán)等待下一次按鍵按下。 當采用兩個鍵盤掃描方式，無論是否有鍵按下 CPU 定時掃描鍵盤和單片機應(yīng)用系統(tǒng)往往需要工作不是鍵盤輸入。CPU 通常是空的，浪費了很多時間掃描。CPU 不掃描鍵盤并按一個按鈕與相應(yīng)的電路產(chǎn)生一個中斷請求，該 CPU 響應(yīng)中斷執(zhí)行，鍵盤掃描子程序和確定按鍵號 [3]。 所以本設(shè)計中利用中斷掃描工作方式采集鍵盤信息。 1.4.2 設(shè)計芯片的選擇 C51 單片機： 單片機是一種集成電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的CPU、RAM、ROM、多路 I/O 口和中斷系統(tǒng)、定時器/計數(shù)器等功能集成到一塊芯片上的一個小系統(tǒng)，通過編寫程序下載到單片機的程序存儲器以實現(xiàn)不同的功能 [4]。液晶顯示器 LCD1602： 相對于數(shù)碼管、LED 二極管點陣等，液晶顯示具有可以實現(xiàn)漢字的顯示，硬件電路連接比較簡單等優(yōu)點。2.系統(tǒng)硬件設(shè)計2.1 系統(tǒng)原理框圖根據(jù)病床呼叫系統(tǒng)要求初步繪制出系統(tǒng)原理框圖如圖 2-1 所示。按鍵電路 單片機 聲音報警應(yīng)答按鍵液晶顯示圖 2-1 系統(tǒng)原理框圖2.2 芯片簡介STC89C51 是一種低耗、高功能 CMOS8 位微型控制器，具有 8K 字節(jié) 存在于系統(tǒng)，可以編程的 Flash 存儲器。在單個的芯片上，具有靈活的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可以編程Flash，使得以 STC89C51 為許多嵌入式控制系統(tǒng)提供高靈巧、高超有效解決問題的方案。2015 屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）8有以下幾個標準的功能： 8kFlash，512RAM， 32 位 I/O 口線，內(nèi)置 4KB EEPROM，三個 16 位 定時器/計數(shù)器，一個 6 向量 2 級中斷的結(jié)構(gòu)。除此之外 STC89X51 可降至 0Hz非動態(tài)邏輯操控，支持兩種軟件可以選省電方式?？臻e模式下，CPU 會停止工作，準許RAM、計數(shù)器/定時器、中斷會繼續(xù)工作。在漏電受到保護下，RAM 中的內(nèi)容就會被保存，另外振蕩器被凍結(jié)，單片機停止一切工作狀態(tài)，一直會持續(xù)到下一個信號產(chǎn)生中斷或者硬件復(fù)位。最高運作頻率 35Mhz，6T/12T 可選 [5]。圖 2-2 STC89C51 單片機引腳圖STC89C51 是機內(nèi)有 ROM/EPROM 單元的單片機，所以，這類芯片組成的最小系統(tǒng)最為簡單﹑可靠。用 51 單片機組成最小應(yīng)用的系統(tǒng)時，只需要將單片機外接上時鐘電路和復(fù)位電路就行，結(jié)構(gòu)如下圖 2-3 所示，由于受到集成度的限制下，最小應(yīng)用系統(tǒng)被迫只能用作一些較小型的控制單元。時鐘電路復(fù)位電路單片機I/O口2015 屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）9圖 2-3 單片機最小系統(tǒng)原理框圖(1) 時鐘電路STC89C51 單片機的時鐘信號一般會由兩種工作方式產(chǎn)生：一種是內(nèi)部時鐘工作方式，第二種是外部時鐘工作方式。內(nèi)部時鐘工作方式如下圖 2-4 所示。在 STC89C51 單片機內(nèi)部有一個晶振電路，只需把石英晶體(簡稱晶振)接在單片機的 XTAL1(18)和 XTAL2(19)引腳外面，就會自然構(gòu)成自激式振蕩器而且會在單片機的內(nèi)部產(chǎn)生時鐘脈沖信號。圖中電容 C1 和 C2 的作用就是用來穩(wěn)定頻率并且快速起振，電容在 5~30pF 之間，典型的值為30pF。晶振 CYS 振蕩的頻率范圍是在 1.2~12MHz 之間選擇，典型的值為 12MHz 和 6MHz。圖 2-4 STC89C51 內(nèi)部時鐘電路(2) 復(fù)位電路STC89C51 單片機 RST 引腳在引入高電平時，保持 2 個機器周期就會使單片機的內(nèi)部進行復(fù)位操作。復(fù)位電路一般采用上電和按鈕復(fù)位方式。最單一的上電自動復(fù)位電路中，上電自動復(fù)位通過外部的復(fù)位電路電容充放電來實現(xiàn)。只要 Vcc 上升的時間不超過 1ms,就會實現(xiàn)自動上電復(fù)位。除上電復(fù)位以外，有的時候還需要我們按鍵手動去復(fù)位。本設(shè)計的就是按鍵手動復(fù)位。按鍵手動復(fù)位具有電平工作方式和脈沖工作方式兩種。其中的電平復(fù)位是通過 RST(9)端與電源 Vcc 接通實現(xiàn)的。按鍵手動復(fù)位見圖 2-5。時鐘頻率用 11.0592MHZ 時 C 取 10uF,R取 10kΩ。2015 屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）10圖 2-5 STC89C51 復(fù)位電路（3） STC89C51 中斷技術(shù)概述中斷技術(shù)主要用于實時監(jiān)測和控制要求，單片機的中斷源服務(wù)請求及時響應(yīng)，并做出快速反應(yīng)、及時處理。這是由中斷系統(tǒng)芯片的實現(xiàn)。當中斷請求發(fā)出中斷請求時，如果中斷請求是允許的，單片機暫停當前正在執(zhí)行的主程序，中斷服務(wù)程序，中斷服務(wù)請求。中斷服務(wù)程序處理完中斷服務(wù)請求，然后回到原來的地方暫停程序（斷點），繼續(xù)執(zhí)行被中斷的程序。圖 2-6 中斷響應(yīng)與處理。中斷響應(yīng)中斷中斷服務(wù)程序返回主程序主程序主程序圖 2-6 中斷響應(yīng)和處理過程如果單片機沒有中斷系統(tǒng)，單片機的大量時間可能會浪費在查詢是否有服務(wù)請求發(fā)生的定時查詢操作上。采用中斷技術(shù)完全消除了單片機在查詢方式中的等待現(xiàn)象，大大地提高了單片機的工作效率和實時性。2015 屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）112.3 硬件模塊設(shè)計由圖 2-1 系統(tǒng)原理框圖可知，整個系統(tǒng)分為五個模塊：按鍵電路模塊、液晶顯示模塊、聲音報警模塊、按鍵應(yīng)答模塊。下面將簡單的介紹各個模塊設(shè)計方案。2.3.1 按鍵電路模塊在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，通常一個人-機對話功能。它包含的狀態(tài)干預(yù)，系統(tǒng)數(shù)據(jù)輸入應(yīng)用系統(tǒng)報告運行狀態(tài)和運行結(jié)果。鍵盤已經(jīng)成為一種必要的手段，人-機連接，你需要配置適當?shù)逆I盤輸入裝置。鍵盤的工作原理，一個鍵盤，可以看作是一個常開開關(guān)電路各關(guān)鍵，當功能的鍵或按下的鍵，當你設(shè)置的數(shù)量，可以在一個封閉的狀態(tài)。對于一組鍵或鍵盤，通過用單片機實現(xiàn)的關(guān)鍵接口電路連接，為了方便單片機的開關(guān)狀態(tài)通知。和單片機用于查詢或中斷方式來檢查有沒有輸入鍵，該鍵被按下，并通過功能鍵轉(zhuǎn)移指令傳送到執(zhí)行此程序，然后返回到原始執(zhí)行狀態(tài)。獨立的關(guān)鍵是指直接使用 I/O 口線組成的單一關(guān)鍵電路。每個按鈕將出現(xiàn)在單獨的行上的 I / O 端口，我/每個工作狀態(tài)輸出端口線不會影響其它 I/O 口線的工作狀態(tài) [6]。2.3.2 液晶顯示模塊字符型液晶顯示模塊是一種專門用于顯示字母、數(shù)字、符號等點陣式 LCD，目前常用16*1，16*2，20*2 和 40*2 行等的模塊，一般 1602 字符型液晶顯示器實物如下圖：2015 屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）12圖 2-7 1602 實物圖2.3.3 聲音報警模塊該設(shè)計設(shè)有聲音報警模塊，當出現(xiàn)病人呼叫醫(yī)務(wù)人員時，蜂鳴器則會報警提示，一直持續(xù)到護士按下應(yīng)答按鍵，才會停止報警，控制引腳一般接在 P3.4 引腳上，同時利用三極管做開關(guān)電路起到保護單片機的作用，還可以放大電流，當三極管的基極為高電平時，發(fā)射極截止，為低電平時，發(fā)射極導(dǎo)通 [7]。報警模塊如圖 2-8 所示。圖 2-8 聲音報警模塊2.3.4 應(yīng)答電路本設(shè)計中四個床位使用一個應(yīng)答按鈕，接在 P3.3 引腳上，當有病人按下按鈕，報警開始時，按下應(yīng)答按鈕，即可停止報警，應(yīng)答模塊圖如圖 2-14 所示S1V C CR 51 0 kP3 3Q185 50器器器VCCR41kP3 42015 屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）13圖 2-9 應(yīng)答電路3.系統(tǒng)軟件設(shè)計在單片機軟件開發(fā)過程中，編程要合理利用各種中斷機制。本系統(tǒng)拿控制算法來說，會有實時性的要求，任務(wù)復(fù)雜， 并且人機交互的操作還通常會進行動態(tài)地改變應(yīng)用程序運行的模式，尤其是在人機界面又需要占用 CPU 的許多時間，與此同時而又不允許遺漏重要的數(shù)據(jù)。同時還需要隨時隨地的準備向上位機去發(fā)送數(shù)據(jù)。因此，需要學(xué)會綜合地采用消息機制和狀態(tài)轉(zhuǎn)移的方法來統(tǒng)一解決好 CPU 的安排。在中斷服務(wù)的程序中，向主程序消息隊列中加入相應(yīng)的消息，來達成將中斷服務(wù)的程序中處理部分分開的目的。本系統(tǒng)有兩個重要中斷：上位機的中斷和鍵盤的中斷。中斷服務(wù)程序返回到主程序中后，主程序只會處理循環(huán)消息，并為消息處理的對象發(fā)送所需要的信息，當收到主程序發(fā)送來的消息后，信息響應(yīng)函數(shù)得到控制權(quán)，做好相應(yīng)處理后會將控制權(quán)還給主程序進行繼續(xù)消息循環(huán)處理。用戶的請求僅僅是向信息隊列中添入相應(yīng)消息。主程序還要查詢信息隊列就是時間，根據(jù)時間的區(qū)別，調(diào)用相應(yīng)消息的處理函數(shù)，在本系統(tǒng)中，時間會表現(xiàn)為一個變量，通過在給該變量賦不同值來反饋不同的消息。對于中斷觸發(fā)的信息，因為消息的處理函數(shù)已經(jīng)結(jié)束了中斷的處理過程，故系統(tǒng)對消息的處理不會再像中斷的服務(wù)程序那般樣，在時間上會有十分嚴格的要求；于此同時，在信息處理過程中，用戶仍然可以通過鍵中斷來與系統(tǒng)進行溝通 [8]。3.1 主函數(shù)程序設(shè)計一個完整的程序中只有一個 main 函數(shù)，首先調(diào)用初始化函數(shù)進行初始化，然后判斷并調(diào)用顯示子程序使液晶 1602 顯示、蜂鳴器鳴響報警。程序流程如圖 3-1 所示：開始液晶顯示歡迎語調(diào)用初始化子程序判斷是否有床位報警蜂鳴器報警液晶顯示床號應(yīng)答按鍵是否按下關(guān)閉報警器液晶顯示知曉結(jié)束是是否否圖 3-1 主程序流程圖3.2 中斷程序設(shè)計2015 屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）14矩陣鍵盤的中斷程序主要是對按鍵的掃描以實現(xiàn)對按鍵的鍵號識別，同時對鍵號對應(yīng)的病房，病床號以及按鍵的時間進行存儲。主函數(shù)通過調(diào)用存儲的數(shù)據(jù)便可實現(xiàn)病房信息的循環(huán)顯示。 其設(shè)計流程圖如圖 4.2 所示。 需要說明的是,在此中斷程序中抖動的識別可以通過延時一段時間后再對 D 及CLEAR 的高低電平進行判斷來實現(xiàn),若延時后仍然有低電平則不是抖動而是真的有按鍵按下。 矩陣鍵盤的中斷程序設(shè)計如下開始進入中端數(shù)據(jù)腳狀態(tài)改變 將床號賦給變量定時器賦初值讀取床號并增加 1 送新行顯示數(shù)據(jù)消隱切換顯示數(shù)據(jù)結(jié)束發(fā)送新床號顯示數(shù)據(jù)圖 3-2 中斷程序3.3 顯示模塊設(shè)計顯示程序描述（1）按下鍵總數(shù)顯示子程序描述（圖 4.12 按鍵總數(shù)顯示程序流程圖）2015 屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）15把按鍵數(shù)存儲單總元（COUNTER）的值經(jīng)過 BCD 調(diào)整后十位和個位分別送（7AH）（7BH），調(diào)用顯示子程序顯示按鍵總數(shù)。循環(huán)顯示病床號子程序描述（圖 4.13 按鍵循環(huán)顯示子程序）首先需要判斷的是標志位是否為 0，如果為 0，就表示對應(yīng)存儲單元里沒有值存入，則會再次檢測下一個存儲單元的標志位是否為 0，直到檢測到為 1 為止.如果為 1，則會把值存入（BED_BOUNTER）中，緊接著進行 BCD 調(diào)整為十進制，把十位和個位分別送入（BEDCODE_1）和(BEDCODE_2 中，然后調(diào)用顯示子程序，循環(huán)顯示病床號。圖 3-3 顯示函數(shù)流程圖計算鍵值子程序初始化（ C O U N T E R ） + 1I N T F L A G調(diào) B C D 調(diào)子程序調(diào)顯示子程序鍵標志為 0 ？4 1 0 個單元掃描完 ？結(jié)束否是2015 屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）164.系統(tǒng)的調(diào)試與結(jié)果系統(tǒng)調(diào)試工作是系統(tǒng)開發(fā)過程中必不可少的一個過程，一個完整的控制系統(tǒng)調(diào)試包含控制系統(tǒng)的硬件聯(lián)調(diào)、軟件聯(lián)調(diào)、系統(tǒng)仿真、仿真燒錄和現(xiàn)場安裝調(diào)試等幾個環(huán)節(jié)。在系統(tǒng)設(shè)計組裝完成后，首先是進行實驗室條件下的系統(tǒng)硬件調(diào)試，調(diào)試成功后，有了硬件的保證，就容易發(fā)現(xiàn)軟件的漏洞，進而促進改進和完善。所有的調(diào)試通過后，要進行現(xiàn)場運行并能持續(xù)一定的時間，待其中未發(fā)現(xiàn)故障后，方可驗收合格，才算完成了整個系統(tǒng)的設(shè)計工作 [9]。4.1 調(diào)試界面顯示下面是我們通過 Proteus 軟件編程，使對應(yīng)的軟件仿真模塊變成可視化的控制界面：圖 4-1-1 系統(tǒng)初始化界面 圖 4-1-2 按下 4 鍵后界面圖 4-1-3 按下 1234 鍵后顯示界面 圖 4-1-4 按下確認鍵后顯示界面實物圖片如下：初始化界面；2015 屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）17圖 4-1-5 初始化界面按下 4 鍵后界面圖 4-1-6 按下 4 鍵后界面2015 屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）18按下 1234 鍵后顯示界面圖 5-1-7 按下 1234 鍵后顯示界面按下確認鍵后顯示界面圖 4-1-8 按下確認鍵后顯示界面2015 屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）194.2 結(jié)果分析首先啟動電源，顯示屏?xí)@示 Happy Every Day 字樣，在按下 4 號鍵時，屏幕顯示病床（即 4 號病床呼叫）；界面上部分表示有一個病床按下，在起始位置顯示；如果現(xiàn)在不按清零鍵，再按下 1,2,3 號鍵時，按鍵號同時顯示,可以看出該系統(tǒng)具有多數(shù)字共存功能，以至于不會忽略之前按下的按鍵；圖 4.8 反映了控制電路的可行性，按確認鍵后屏幕顯示 I know,醫(yī)護人員去病人房間。綜上所述，本系統(tǒng)實現(xiàn)了主要功能：顯示病床號，亮報警提醒值班人員，若有多個病床同時呼叫，則同時顯示病床號，確保性息不丟失，待值班人員處理呼叫信息。通過 PROTEUS 軟件仿真，能達到上述結(jié)論，滿足課題目目的，達到要求。結(jié)束語至此，本設(shè)計的主要內(nèi)容已經(jīng)完成。本章是在對前面完成的工作進行總結(jié)的基礎(chǔ)上，提出今后進一步工作的建議和設(shè)想。選擇這個課題之后，我明白要解決的難點：病人都按開關(guān)時，在數(shù)碼顯示器能循環(huán)顯示病床，這也就是考驗我們對所學(xué)知識有比較透徹的了解和我們的耐心。接下來每天奔波在宿舍、餐廳三點一線的生活，雖然有點累，但很充實，在這之中還去請教老師和同學(xué)，他們耐心的教導(dǎo)讓我更加堅定了對該課題的研究，另外還有很多老師的幫助。在設(shè)計的過程中遇到了很多問題，可以說得是困難重重，在遇到各種各樣問題的同時，會發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，如對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。比如說 Protel 軟件應(yīng)用的不夠熟練、Proteus 仿真知識及操作、對單片機匯編語言掌握得不好。不過通過這次設(shè)計之后，也學(xué)到了很多知識，更重要的是一定把以前所學(xué)過的知識重新溫故，學(xué)好用好，學(xué)以致用。最后在百般努力下，這次設(shè)計終于完成了，在設(shè)計中遇到了很多編程問題，最后在老師的辛勤指導(dǎo)下，終于實現(xiàn)了設(shè)計的要求。這一次設(shè)計給我的總體感覺很好，因為我學(xué)到了很多的東西。只要自己能夠找好的學(xué)習(xí)方法，在過程中不斷的努力。那么學(xué)到的東西肯定會有很多，我相信我是能夠做好的。2015 屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）20參考文獻 [1] 王意崗.病房呼叫系統(tǒng)[J].建筑電氣，2004[2] 朱艷華，田行軍，李夏青.基于 PL3105 的病床呼叫系統(tǒng)設(shè)計[J].北京石油化工學(xué)院學(xué)報，2009[3] 鄔春明，王艷茹.基于低壓線載波技術(shù)的病床呼叫系統(tǒng)[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2005[4] 康華光《電子技術(shù)基礎(chǔ)》[M]. 北京：高等教育出版社, 2000[5]康華光《電子技術(shù)基礎(chǔ)(模擬部分)》[M]. 北京：高等教育出版社, 1999[6]胡漢才.《單片機原理及接口技術(shù)》[M]. 北京：清華大學(xué)出版社, 1995[7]王環(huán)，張亞寧 《單片機程序設(shè)計實例》[M] 北京：清華大學(xué)出版社, 2003[8]李伯成《單片機及嵌入式系統(tǒng)》[M]. 北京：清華大學(xué)出版社, 2005[9]徐淑華等.《單片機微機原理及應(yīng)用》[M]. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社, 19942015 屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）21致 謝通過這一段時間不懈的努力，我的畢業(yè)設(shè)計《病床呼叫系統(tǒng)的設(shè)計》終于完成了，這象征著我大學(xué)生活的落幕。在大學(xué)階段，我在各個方面都受益匪淺，這里面不光有我自己的努力，與老師、同學(xué)們和朋友的支持、關(guān)心和鼓勵更是分不開的。在論文的創(chuàng)作過程中，我的導(dǎo)師傾注了大量的心血，感謝徐老師在我大學(xué)的最后畢業(yè)設(shè)計階段給我的教育，從開的定題，到后來資料的收集，再到寫作、改論文，到畢業(yè)答辯，是她給了我細心的指導(dǎo)與無私的幫助。為了指導(dǎo)大家的畢業(yè)論文，她占用了自己大部分的空余時間，她這種任勞任怨的精神令人佩服，在此我向她表示我個人真誠的感謝。同時，也謝謝所有的任課老師以及所有同學(xué)在這四年來給我的幫助，有好的也有不好的，反正不管怎么樣，是他們是促使著我的成長，并且向他們學(xué)會了很多專業(yè)知識，也學(xué)會了怎樣學(xué)習(xí)，如何做人。正是他們，我才會在各個方面取得明顯的進步，在此我向他們表達我衷心的謝意，并祝愿老師們培養(yǎng)許許多多的棟梁之才，桃李滿天下！寫畢業(yè)設(shè)計總結(jié)報告是一次再系統(tǒng)學(xué)習(xí)的過程，畢業(yè)設(shè)計答辯自述的完成，同樣也意味著新的學(xué)習(xí)生活的開始。我將銘記我曾是一名電子信息工程學(xué)院學(xué)子，在今后的工作中把電信學(xué)院的優(yōu)良傳統(tǒng)發(fā)揚光大。在此，謹向所有幫助過我的老師、同學(xué)表示衷心的感謝和敬意！謝謝你們！2015 屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）22附 錄附錄一：Protel 原理圖2015 屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）23附錄二：PCB 電路圖2015 屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）24附錄三：實物圖2015 屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）25附錄四：C 語言源程序#include //頭文件#define uc unsigned char#define ui unsigned intsbit RS=P1^4;sbit RW=P1^5;sbit E=P1^6; //1602 引腳定義sbit D0=P1^0;sbit D1=P1^1;sbit D2=P1^2;sbit D3=P1^3; //接受引腳sbit bg_1602=P2^6; //1602 背光sbit key=P3^3; //應(yīng)答按鍵sbit Beep=P3^4; //蜂鳴器uc code tab0[]=“ 123456789#“;uc code tab1[]=“Calling!!!“;uc code tab2[]=“I Know!“;uc code tab3[]=“Happy Every Day!“;ucnum_D0=0,num_D1=0,num_D2=0,num_D3=0;//床號bit bdata fu_D0=0, fu_D1=0, fu_D2=0, fu_D3=0,flag;//初始床號void delay(ui x) //延時函數(shù){ui i,j;for(i=0;ix;i++)for(j=0;j121;j++);}void init() //初始化函數(shù){bg_1602=0; //開啟背光TMOD=0x01;TH0=0x4b;TL0=0xff;EA=1;ET0=1;TR0=1;D0=0;D1=0;D2=0;D3=0; //清零床號引腳}/******LCD1602******/void com_1602(uc com) //寫命令{RS=0;P0=com;delay(1);E=1;delay(1);E=0;RS=1;}void data_1602(uc date) //寫數(shù)據(jù){RS=1;P0=date;delay(1);E=1;delay(1);E=0;RS=0;}void dis_1602(uc word_num,uc hang,uc lie,uc tab_num,uc num)/**word_num:顯示字符個數(shù)，hang,lie:顯示坐標，*******tab_num：顯示數(shù)組號，num：從第幾字符開始顯示****/{uc n;for(n=0;nword_num;n++){com_1602(0x80+hang*0x40+lie);if(tab_num==0)data_1602(tab0[num+n]);else if(tab_num==1)2015 屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）26data_1602(tab1[num+n]);else if(tab_num==2)data_1602(tab2[num+n]);else if(tab_num==3)data_1602(tab3[num+n]);delay(5);lie++;}}void init_1602() //初始化 1602{RW=0; //寫命令com_1602(0x38);//設(shè)置 1602com_1602(0x0c);//設(shè)置顯示，光標不閃爍com_1602(0x06);//不移動，指針加 1com_1602(0x01);//清屏}void know() //應(yīng)答函數(shù){if(D0!=fu_D0)num_D0=1;if(D1!=fu_D1)num_D1=2;if(D2!=fu_D2)num_D2=3;if(D3!=fu_D3)num_D3=4; //數(shù)據(jù)腳狀態(tài)改變，將床號賦給變量if(key==0) //檢測按鍵{delay(5);if(key==0){if((num_D0!=0)||(num_D1!=0)||(num_D2!=0)||(num_D3!=0))//如果有呼叫時{bg_1602=1;//打開背光Beep=1;//關(guān)閉蜂鳴器flag=0;//標志位清零num_D0=0;num_D1=0;num_D2=0;num_D3=0;fu_D0=D0;fu_D1=D1;fu_D2=D2;fu_D3=D3;//將床位清零，并記錄當前引腳狀態(tài)com_1602(0x01);//清屏dis_1602(7,1,4,2,0);//顯示 I Know }else //如果沒有呼叫時bg_1602=0; //只點亮背光}while(!key); //按鍵釋放delay(2000);com_1602(0x01);//清屏}}void display() //顯示函數(shù){if((num_D0==0)//顯示 Happy else //有床位呼叫時{if(flag==0){flag=1;com_1602(0x01);//清屏}if(num_D0==1){dis_1602(1,0,2,0,num_D0); //0123456789012345dis_1602(1,0,3,0,10);}if(num_D1==2){dis_1602(1,0,5,0,num_D1);dis_1602(1,0,6,0,10);}if(num_D2==3){dis_1602(1,0,8,0,num_D2);dis_1602(1,0,9,0,10);}if(num_D3==4){dis_1602(1,0,11,0,num_D3);dis_1602(1,0,12,0,10);}dis_1602(10,1,3,1,0); //在對應(yīng)床位顯示床位號}}void LED() //背光函數(shù){if((D0!=fu_D0)||(D1!=fu_D1)||(D2!=fu_D2)||(D3!=fu_D3)) //如果有呼叫bg_1602=1; //打開背光}2015 屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）27void main() //主函數(shù){init();init_1602();//初始化while(1) //死循環(huán){display();know();LED();}}void T0_time() interrupt 1 //定時器 T0{ui m,n;TH0=0x4b;TL0=0xff; //重新賦初值m++;if(m==10){m=0;if((num_D0!=0)||(num_D1!=0)||(num_D2!=0)||(num_D3!=0)) //如果有呼叫時開啟蜂鳴器Beep=~Beep;}if((bg_1602==1)if(n==300) //背光點亮?xí)r計時 15秒關(guān)閉背光{n=0;bg_1602=0;}}}