病床呼叫系統(tǒng)畢業(yè)設計

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　醫(yī)院已經從人工管理模式向智能化方向發(fā)展。</p><p>　　“病床呼叫系統(tǒng)”可以實現(xiàn)對病房的智能化管理，可實現(xiàn)呼叫、求救警報、信息存儲、顯示等等功能?；颊咴谧≡浩陂g，可能會在任意時間請求醫(yī)生或護士進行診斷或護理。病床求助呼叫是傳送臨床信息的重要手段，病床呼叫系統(tǒng)是患者向值班醫(yī)生或護士發(fā)出緊急呼叫的工

2、具，要將患者的請求快速傳給值班醫(yī)生或護士，并在護士站的監(jiān)控中心留下準確完整的記錄，是提高醫(yī)院和病室護理的重要組成部分。</p><p>　　本系統(tǒng)以STC89C51單片機為核心輔以4個外接鍵盤、LED點陣顯示電路和部分簡單模擬和數(shù)字電路組成的，能夠實現(xiàn)病人和醫(yī)護人員之間信息的傳遞。在該設計中模擬2個病房每個病房2個病床編號0101/0102和0201/0202，每個病床都有一個按鍵，當患者有需要時，按下按鍵，此時

3、 值班室的顯示屏可顯示此患者的病房號和床位號，醫(yī)護人員按下“響應”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)。</p><p>　　關鍵詞：單片機;鍵盤;點陣;LED;病床呼叫系統(tǒng)</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Management model of ho

4、spital from artificial intelligent direction.</p><p>　　Bed call system can achieve the intelligent management of the ward; can realize the call, distress alert, information storage, display and more. Patient

5、s during hospitalization may at any time request the doctor or nurse for the diagnosis or nursing. Beds help call is an important means of transmission of clinical information, bed call system is a tool for patients issu

6、ed an urgent call to the on duty doctor or nurse, you want to the patient's request quickly passed to the duty doctor or nurse, </p><p>　　STC89C51 single-chip at the core of the system combined with 4 ex

7、ternal keyboard, LED dot-matrix display circuit and some simple consisting of analog and digital circuits, transmission of information between patients and health care personnel can be achieved Simulation in the design o

8、f two wards each ward two beds in 0101/0102 0201/0202, each hospital bed has a button, when the patients when necessary, press the button, the display of the duty room to display in this patient ward number and bed </

9、p><p>　　Keywords：MCU; Keyboard; Dot matrix; LED display; Calling system</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1. 緒論1</b></p><p>　　1.1 課題背景1</p>

10、;<p>　　1.2 病床呼叫系統(tǒng)發(fā)展概況1</p><p>　　1.3 課題研究的目的和意義2</p><p>　　2. 51系列單片機的簡介3</p><p>　　2.1 單片機的發(fā)展介紹3</p><p>　　2.2 單片機的結構特點3</p><p>　　2.3 單片機的實際

11、應用3</p><p>　　2.4 控制器STC89C514</p><p>　　2.5 單片機的發(fā)展趨勢6</p><p>　　2.6 病床呼叫系統(tǒng)發(fā)展7</p><p>　　3. 接口技術和程序設計語言9</p><p>　　3.1 鍵盤接口9</p><p>　　3.

12、2 顯示器接口9</p><p>　　3.2.1 液晶顯示器9</p><p>　　3.2.2 LED點陣顯示屏9</p><p>　　3.2.3 數(shù)碼管顯示原理10</p><p>　　3.3 程序設計語言11</p><p>　　3.3.1 單片機C語言的特點11</p>&l

13、t;p>　　3.3.2 單片機C語言使用的編程軟件11</p><p>　　4. 基于單片機的病床呼叫系統(tǒng)的設計實現(xiàn)12</p><p>　　4.1 系統(tǒng)總體設計12</p><p>　　4.1.1 功能要求12</p><p>　　4.1.2 設計方案12</p><p>　　4.1.3

14、總體結構框圖12</p><p>　　4.2 系統(tǒng)硬件設計13</p><p>　　4.2.1 硬件構成示意圖13</p><p>　　4.2.2 外圍電路設計13</p><p>　　4.3 系統(tǒng)軟件設計19</p><p>　　4.3.1 設計的軟件環(huán)境簡介19</p><

15、p>　　4.4 系統(tǒng)的調試與結果21</p><p>　　4.4.1 調試界面顯示21</p><p>　　4.4.2 程序開發(fā)及代碼調試22</p><p><b>　　結論26</b></p><p><b>　　致謝27</b></p><p>&

16、lt;b>　　參考文獻28</b></p><p><b>　　附錄29</b></p><p><b>　　1 緒 論</b></p><p><b>　　1.1 課題背景</b></p><p>　　在這個瞬息萬變，競爭激烈的時代，選擇一個優(yōu)越的

17、工具往往能提升企業(yè)在這個市場上的競爭力。尤其醫(yī)院的競爭越來越激烈，商業(yè)醫(yī)院的生存是第一位，提升檔次和服務質量迫在眉睫，陪護問題一直是醫(yī)患矛盾的主體，也是長期困擾衛(wèi)生系統(tǒng)服務質量的大問題，使用病房呼叫系統(tǒng)，方便病人更快找到醫(yī)生，以節(jié)約病人的寶貴時間。</p><p>　　病床呼叫系統(tǒng)是一種應用于醫(yī)院病房、養(yǎng)老院等地方，用來聯(lián)系溝通醫(yī)護人員和病員的專用呼叫系統(tǒng)，是提高醫(yī)院水平的必備設備之一。病床呼叫系統(tǒng)的優(yōu)劣直接影響

18、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、準確可靠、簡便可行、利于推廣。</p><p>　　目前市場上存在著許多種型號不一功能各異的醫(yī)院病房呼叫系統(tǒng)，主要為兩大類：有線式和無線式。無線式病房呼叫系統(tǒng)不存在鋪設線路的問題，但是可靠性差，而且無線電波會干擾其他醫(yī)療儀器設備。本文設計的是有線式的，適合較小的醫(yī)院病房使用，具有成本低，易于操作、安裝和維護，而且具有可靠穩(wěn)定，對其他醫(yī)療設備不會產生干擾的特點；

19、但受到布線較多，影響美觀，故不適宜較大的醫(yī)院。</p><p>　　病床呼叫管理系統(tǒng)便于病員快捷的呼叫護士，縮短人工呼叫的時間。當今病房呼叫系統(tǒng)正在逐步地向智能化發(fā)展，它可以和錄像機一起使用，當病人按下開關時，在護士值班室的大屏幕能夠觀察病人的需要。并且可以配備對講機等設備，能夠使病員及時快捷地與醫(yī)護人員進行溝通。</p><p>　　1.2 病床呼叫系統(tǒng)發(fā)展概況</p>

20、<p>　　呼叫系統(tǒng)發(fā)展到今天，從應用層面可以說已經進入到商業(yè)化運營階段。</p><p>　　國內許多的呼叫中心其服務模式，已經從單純的客戶服務向服務與經營的混合型模式轉變。這首先是呼叫市場需求的結果，也是呼叫技術及管理發(fā)展的必然結果。信息時代的醫(yī)院管理已經從傳統(tǒng)的人管模式，向智能化，電子化，信息化，網絡化得高科技管理模式的方向迅速發(fā)展，“病房呼叫系統(tǒng)”可實現(xiàn)醫(yī)院病房的智能化管理，可實現(xiàn)呼叫，報警，信

21、息儲存，顯示等功能。為醫(yī)院和患者都帶來方便。</p><p>　　在中國，約在 30，000 個醫(yī)院中僅 30 ％的醫(yī)院擁有自己的信息管理系統(tǒng)；擁有前端電話接入系統(tǒng)的醫(yī)院就更少了。</p><p>　　目前市場上存在著許多種型號不一功能各異的醫(yī)院病房呼叫系統(tǒng)，主要為兩大類：有線式和無線式。傳統(tǒng)的有線式病房呼叫系統(tǒng)往往采用集中式結構，電源線、數(shù)據(jù)通信線、語音通信線分開傳輸，具有鋪設線路較多、

22、成本高、安裝調試困難、實時性差、故障率較高等缺點。無線式病房呼叫系統(tǒng)可靠性差，而且無線電波會干擾其它醫(yī)療儀器設備，目前大多數(shù)醫(yī)院不采用無線呼叫系統(tǒng)。</p><p>　　1.3 課題研究的目的和意義</p><p>　　病床呼叫是傳送病床信息的重要手段。</p><p>　　病床呼叫系統(tǒng)可將病人的請求快遞傳送給值班醫(yī)生和護士。呼叫系統(tǒng)的優(yōu)劣直接關系到病人的安危，歷

23、來受到各大醫(yī)院的普遍重視。它要求及時、準確、可靠、簡便可行、利于推廣。單片機多機通信和計算機監(jiān)控管理技術的具有呼叫、振鈴、顯示 等功能的病床呼叫系統(tǒng)，基本滿足了醫(yī)院的病房護理要求。</p><p>　　本課題基于單片機的醫(yī)院病床呼叫系統(tǒng)設計，系統(tǒng)維護簡單，工作應用簡單，有一定的實用價值。</p><p>　　2 51系列單片機的簡介</p><p>　　2.1

24、單片機的發(fā)展介紹</p><p>　　單片機的發(fā)展經歷了幾個跨越階段。</p><p>　　單片機也被稱作“單片微型計算機”、“微控制器”和“嵌入式微控制器”，單片機一詞最初源于“Single Chip Microcomputer”，簡稱SCM。隨著單片機在技術和體系結構上的進步，其控制功能不斷擴展，國際上逐漸采用“MCU”（Micro Controller Unit，微控制器）來代替SC

25、M。單片機的發(fā)展歷史大致分為4個階段。</p><p>　　第一階段：單片機的探索階段。這一階段主要是探索如何把計算機的主要部件集成在芯片上。</p><p>　　第二階段：單片機的完善階段。Intel公司在MCS-48的基礎上推出了完善的、典型的MCS-51單片機系列。它在以下幾個方面奠定了典型的通用總線型單片機體系結構：</p><p>　?、僭O置了經典、完善的

26、8位單片機的并行總線結構；</p><p>　?、谕鈬δ軉卧蒀PU集中管理的模式；</p><p>　?、垠w現(xiàn)控制特性的地址空間和位操作方式；</p><p>　?、苤噶钕到y(tǒng)趨于豐富和完善，并且增加了許多突出控制功能的指令。</p><p>　　第三階段：向微控制器發(fā)展的階段。這一階段主要是為了滿足測控系統(tǒng)要求的各種外圍電路和接口電路，突

27、出其職能化控制能力。</p><p>　　第四階段：單片機的全面發(fā)展階段。由于很多大半導體和電氣廠商都開始參與單片機的研制和生產。隨著單片機在各個領域全面深入的發(fā)展和應用，逐漸出現(xiàn)了高速、低功耗、大尋址范圍、強運算能力的8位、16位、32位通用型單片機以及小型廉價的專用型單片機，還有功能全面的片上單片機系統(tǒng)[1]。</p><p>　　2.2 單片機的結構特點</p>&l

28、t;p>　　以下介紹了單片機的一些特點。</p><p>　　單片機是微型機的一個重要分支，它在結構上的最大特點是把CPU、存儲器、定時器和多種輸入/輸出接口電路集成在一塊超大規(guī)模的集成電路芯片上。</p><p>　　單片機內是一種在線式實時控制計算機，在線式就是現(xiàn)場控制，需要有較強的抗干擾能力，較低的成本。</p><p>　　單片機由于這種結構，所以具有

29、很多顯著的特點。主要有控制能力強，抗干擾能力強、可靠性高，性能價格比高，低功耗、低電壓，擴展了多種串行口和系統(tǒng)擴展容易等特點。</p><p>　　2.3 單片機的實際應用</p><p>　　單片機在實際應用中占有重要地位。</p><p>　　單片機廣泛應用于儀表儀器、家用電器、醫(yī)用設備、航空航天、專用設備的智能化管理及過程控制等領域，大致可分為以下幾個范疇：

30、</p><p>　　（1）在智能儀器儀表上的應用</p><p>　　單片機具有體積小、功耗低、控制功能強、擴展靈活、微型化和使用方便等特點，廣泛應用于儀器儀表中看，結合不同類型的傳感器，可以實現(xiàn)諸如電壓、功率、頻率、溫度、流量、速度、角度、硬度、元素、壓力等物理量的測量。采用單片機控制使得儀器儀表數(shù)字化、智能化、微型化。且功能比采用電子和熟悉電路更加強大。</p><

31、;p>　?。?）在工業(yè)控制中的應用</p><p>　　用單片機可以構成形式多樣的控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。例如工廠流水線的智能化管理，電梯智能化控制、各種報警系統(tǒng)，與計算機聯(lián)網構成二級控制系統(tǒng)等。</p><p>　　（3）在家用電器中的應用</p><p>　　可以這樣說，現(xiàn)在的家電基本上都采用了單片機控制，從電飯煲、洗衣機、電冰箱、空調機、彩電、其他音響視

32、頻器材、再到電子稱量設備，五花八門，無其不有，無所不在。</p><p>　?。?）在計算機網絡和通信領域的應用</p><p>　　現(xiàn)在的單片機普遍具有通信接口，可以很方便的與計算機實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，為計算機網絡和通信設備間的應用提供了極好的物質條件，可以的通信設備基本上都實現(xiàn)了單片機智能控制，從手機，電話機、小型程控交換機、樓宇自動通信呼叫系統(tǒng)、列車無線通信、再到日常工作中隨處可見的移動電

33、話，集群移動通信，無線對講機等。</p><p>　　（5）單片機在醫(yī)用設備領域中的應用</p><p>　　單片機在易用設備領域中的應用相當廣泛，例如醫(yī)用呼吸機，各種分析儀，監(jiān)護儀，超聲波診斷設備及病床呼叫系統(tǒng)等等。此外單片機在工商、金融、科研、教育、國防、航空航天領域都有相當廣泛的應用[2]。</p><p>　　2.4 控制器STC89C51</p&g

34、t;<p>　　本設計采用了STC89C51單片機。</p><p>　　STC89C51是中國本土宏晶公司生產的低電壓，高性能，超強抗干擾CMOS8位單片機，片上集成1280字節(jié)或512字節(jié)RAM，工作電壓5.5V~3.3V，工作頻率范圍0~40MHZ，實際工作頻率可達48MHZ，片內有EEPROM功能，工作溫度范圍-40~+85℃。 </p><p>　　數(shù)據(jù)存儲器(SR

35、AM)，器件采用宏晶公司的高密度，非易失性存儲技術生產，兼容標準MCS-51指令系統(tǒng)，片內置通用8位中央處理器(CPU)和Flash存儲單元，功能強大STC89C51單片機可為您提供許多高性價比的應用場合，可靈活應用于各種控制領域。</p><p><b>　　主要特性：</b></p><p>　?、?與MCS-51產品指令系統(tǒng)完全兼容 </p>

36、<p>　　② 4K字節(jié)可重擦寫Flash閃速存儲器 </p><p>　?、?1000次擦寫周期 </p><p>　　④ 全靜態(tài)操作:0Hz-40MHz </p><p>　?、?三級加密程序存儲器 </p><p>　?、?128×8字節(jié)內部RAM </p><p>　?、?32個可編程I

37、/O口線</p><p>　　⑧ 2個16位定時/計數(shù)器 </p><p>　?、?2個中斷源 INTO/INT1</p><p>　?、?通用異步通信口UART </p><p>　　STC89C51單片機采用40Pin封裝的雙列直插 DIP結構，圖1.1是它的引腳配置圖。40個引腳中，正電源和地線兩根；4組8位I/O口，共32個引腳；時鐘

38、電路引腳 XTAL1和 XTAL2；控制信號引腳包含：復位輸入端 RST，地址鎖存允許輸出/編程脈沖輸入端 ALE/PROG，片外程序存儲器選通控制信號端 PSEN，內外程序存儲器選擇/編程電源輸入端 EA/VPP，其結構如圖2.1所示[3]。</p><p>　　圖2.1 STC89C51單片機引腳圖</p><p>　　2.5 單片機的發(fā)展趨勢</p><p&

39、gt;　　單片機的發(fā)展越來越趨于智能化。</p><p>　　1946年電子數(shù)字計算機誕生，在此后漫長的歷史進程中，計算機始終是供養(yǎng)在特殊的機房中，實現(xiàn)數(shù)值計算的大型昂貴設備。直到20世紀70年代，微處理器的出現(xiàn)，計算機才出現(xiàn)了歷史性的變化。以微處理器為核心的微型計算機以其小型、價廉、高可靠性等優(yōu)勢，迅速走出機房；基于高速數(shù)值計算能力的微型機，表現(xiàn)出的智能化水平引起了控制專業(yè)人士的興趣。</p>&

40、lt;p>　　當今單片機是百花齊放，百家爭鳴的時期，世界上各大芯片制造公司都推出了自己的單片機，從8位、16位到32位，數(shù)不勝數(shù)，應有盡有，有與主流C51系列兼容的，也有不兼容的，但它們各具特色，互成互補，為單片機的應用提供廣闊的天地?？v觀單片機的發(fā)展過程，可以預示單片機的發(fā)展趨勢，大致有：</p><p>　　⑴ 低功耗化CMOS化</p><p>　　MCS-51系列的803

41、1推出時的功耗達630mW，而現(xiàn)在的單片機普遍都在100mW左右，隨著對單片機功耗要求越來越低，現(xiàn)在的各個單片機制造商基本都采用了CMOS(互補金屬氧化物半導體工藝)。象80C51就采用了HMOS(即高密度金屬氧化物半導體工藝)和CHMOS(互補高密度金屬氧化物半導體工藝)。CMOS雖然功耗較低，但由于其物理特征決定其工作速度不夠高，而CHMOS則具備了高速和低功耗的特點，這些特征，更適合于在要求低功耗象電池供電的應用場合。所以這種工藝

42、將是今后一段時期單片機發(fā)展的主要途徑。</p><p><b>　?、?微型單片化</b></p><p>　　現(xiàn)在常規(guī)的單片機普遍都是將中央處理器(CPU)、隨機存取數(shù)據(jù)存儲(RAM)、只讀程序存儲器(ROM)、并行和串行通信接口，中斷系統(tǒng)、定時電路、時鐘電路集成在一塊單一的芯片上，增強型的單片機集成了如A/D轉換器、PMW(脈寬調制電路)、WDT(看門狗)、有些

43、單片機將LCD(液晶)驅動電路都集成在單一的芯片上，這樣單片機包含的單元電路就更多，功能就越強大。此外，現(xiàn)在的產品普遍要求體積小、重量輕，這就要求單片機除了功能強和功耗低外，還要求其體積要小?，F(xiàn)在的許多單片機都具有多種封裝形式，其中SMD(表面封裝)越來越受歡迎，使得由單片機構成的系統(tǒng)正朝微型化方向發(fā)展。</p><p>　　⑶ 主流與多品種共存</p><p>　　現(xiàn)在雖然單片機的品種

44、繁多，各具特色，但仍以80C51為核心的單片機占主流，兼容其結構和指令系統(tǒng)的有PHILIPS公司的產品，ATMEL公司的產品和中國TW的Winbond系列單片機。所以C8051為核心的單片機占據(jù)了半壁江山。而Microchip公司的PIC精簡指令集(RISC)也有著強勁的發(fā)展勢頭，中國TW的HOLTEK公司近年的單片機產量與日俱增，與其低價質優(yōu)的優(yōu)勢，占據(jù)一定的市場分額。此外還有MOTOROLA公司的產品，日本幾大公司的專用單片機。在一

45、定的時期內，這種情形將得以延續(xù)，將不存在某個單片機一統(tǒng)天下的壟斷局面，走的是依存互補，相輔相成、共同發(fā)展的道路[4]。</p><p>　　2.6 單片機技術的發(fā)展</p><p>　　單片機的技術發(fā)展日薪月異。</p><p>　　數(shù)字單片機的技術進步反映在內部結構、功率消耗、外部電壓等級以及制造工藝上。在這幾方面，較為典型地說明了數(shù)字單片機的水平。在目前，用戶

46、對單片機的需要越來越多，但是，要求也越來越高。下面分別就這四個方面說明單片機的技術進步狀況。</p><p>　?、?內部結構的進步</p><p>　　單片機在內部已集成了越來越多的部件，這些部件包括一般常用的電路，例如：定時器，比較器，A/D轉換器，D /A轉換器，串行通信接口，Watchdog電路，LCD控制器等。有的單片機為了構成控制網絡或形成局部網，內部含有局部網絡控制模塊CA

47、N。例如，Infineon公司的C505C，C515C，C167CR，C167CS-32FM，81C90；Motorola公司的68HC08AZ 系列等。特別是在單片機C167CS-32FM中，內部還含有2個CAN。因此，這類單片機十分容易構成網絡。特別是在控制，系統(tǒng)較為復雜時，構成一個控制網絡十分有用。</p><p>　　⑵ 功耗、封裝及電源電壓的進步 </p><p>　　現(xiàn)在新的

48、單片機的功耗越來越小，特別是很多單片機都設置了多種工作方式，這些工作方式包括等待，暫停，睡眠，空閑，節(jié)電等工作方式。Philips公司的單片機P87LPC762是一個很典型的例子，在空閑時，其功耗為1.5mA，而在節(jié)電方式中，其功耗只有0.5mA。而在功耗上最令人驚嘆的是TI公司的單片機MSP430系列，它是一個 16位的系列，有超低功耗工作方式。它的低功耗方式有LPM1、LPM3、LPM4三種。當電源為3V時，如果工作于 LMP1方式

49、，即使外圍電路處于活動，由于CPU不活動，振蕩器處于1～4MHz，這時功耗只有50mA。</p><p><b>　?、?工藝上的進步</b></p><p>　　單片機的另外一個名稱就是嵌入式微控制器，原因在于它可以嵌入到任何微型或小型儀器或設備中。目前，把單片機嵌入式系統(tǒng)和Internet連接已是一種趨勢。但是，Internet一向是一種采用肥服務器，瘦用戶機的

50、技術。這種技術在互聯(lián)上存儲及訪問大量數(shù)據(jù)是合適的，但對于控制嵌入式器件就成了"殺雞用牛刀"了。要實現(xiàn)嵌入式設備和Internet連接，就需要把傳統(tǒng)的Internet理論和嵌入式設備的實踐都顛倒過來。為了使復雜的或簡單的嵌入式設備，例如單片機控制的機床、單片機控制的門鎖，能切實可行地和Internet連接，就要求專門為嵌入式微控制器設備設計網絡服務器，使嵌入式設備可以和Internet相連，并通過標準網絡瀏覽器進行過程

51、控制。</p><p>　　單片機在目前的發(fā)展形勢下，表現(xiàn)出幾大趨勢：①可靠性及應用越來越水平高和互聯(lián)網連接已是一種明顯的走向。②所集成的部件越來越多；NS（美國國家半導體）公司的單片機已把語音、圖像部件也集成到單片機中，也就是說，單片機的意義只是在于單片集成電路，而不在于其功能了；如果從功能上講它可以講是萬用機。原因是其內部已集成上各種應用電路。③功耗越來越低和模擬電路結合越來越多。隨著半導體工藝技術的發(fā)展及系

52、統(tǒng)設計水平的提高，單片機還會不斷產生新的變化和進步，最終人們可能發(fā)現(xiàn)：單片機與微機系統(tǒng)之間的距離越來越小，甚至難以辨認。</p><p>　　3 接口技術和程序設計語言</p><p><b>　　3.1 鍵盤接口</b></p><p>　　在單片機的應用系統(tǒng)中，通常都有“人—機”對話功能。</p><p>　　它

53、包含人對系統(tǒng)的狀態(tài)干預、數(shù)據(jù)的輸入以及應用系統(tǒng)向人報告運行狀態(tài)與運行結果等。鍵盤成為人—機聯(lián)系的必要手段，此時需要配置適當?shù)逆I盤輸入設備[5]。</p><p>　　鍵盤中的每個按鍵都是一個常開的開關電路，當所設置的功能鍵或數(shù)字鍵按下時，則處于閉合狀態(tài)。對于一組鍵或一個鍵盤，需要通過接口電路與單片機相連，以便將鍵的開關狀態(tài)通知單片機。單片機可以采用查詢或中斷方式檢查有無鍵的輸入以及是哪個鍵被按下，并通過轉移指令轉

54、入執(zhí)行該鍵的功能程序，執(zhí)行完再返回到原始狀態(tài)。</p><p>　　獨立式按鍵是指直接用I/O口線構成的單個按鍵電路。每個獨立式按鍵單獨占有一根I/O口線，每根I/O口線的工作狀態(tài)都不會影響其他I/O口線的工作狀態(tài)[6]。</p><p>　　3.2 顯示器接口</p><p>　　顯示器主要是為了快速的反饋信息。</p><p>　　為了

55、方便人們觀察和監(jiān)視單片機運行情況，通常需要利用顯示器作為單片機的輸出設備，以顯示單片機的鍵輸入值、中間信息以及運算結果等。</p><p>　　在單片機應用系統(tǒng)中，常用的顯示器主要有LCD（液晶顯示器）和LED（發(fā)光二極管顯示器）。這兩種顯示器都具有耗電省，配置靈活，線路簡單，安裝方便，耐振動，壽命長等優(yōu)點。</p><p>　　3.2.1 液晶顯示器</p><p&

56、gt;　　液晶顯示器LCD(Liquid Crystal Display)是一種極低功耗的顯示器。</p><p>　　由于其具有清晰度高，信息量大等特點，從而使得它越來越廣泛地應用在小型儀器的顯示中。把LCD與驅動器組裝在儀器的部件的英文名稱為LCD Module，簡稱LCM。LCM一般分為三類，即段碼型液晶模塊、點陣字符液晶模塊和點陣圖形液晶模塊。</p><p>　　3.2.2 L

57、ED點陣顯示屏</p><p>　　LED點陣顯示屏的構成型式有多種，其中典型的有兩種。</p><p>　　一種把所需展示的廣告信息燒寫固化到EPROM芯片內，能進行固定內容的多幅漢字顯示，稱為單顯示型；另一種在機內設置了字庫、程序庫，具有程序編制能力，能進行內容可變的多幅漢字顯示，稱可編程序型。</p><p>　　目前，國內的LED點陣顯示屏大部分是單顯示型，

58、其顯示的內容相對較少，顯示花樣較單一。一般在產品出廠時，顯示內容就已寫入顯示屏控制系統(tǒng)中的EPROM芯片內，當需要更換顯示內容時就非常困難，這樣使該類型的顯示屏使用范圍受到了限制。國內的另一種LED顯示屏——可編程序型LED顯示屏，雖然增加了顯示屏系統(tǒng)的編程能力，顯示內容和顯示花樣都有所增加，但也存在著更換顯示內容不便的缺點。隨著社會經濟的迅速發(fā)展，如今的廣告牌都存在著顯示內容豐富、信息量大、信息更換速度快等特點。因此傳統(tǒng)的LED顯示屏

59、控制系統(tǒng)已經越來越不能滿足現(xiàn)代廣告宣傳業(yè)的需要。而利用PC機通信技術控制LED顯示屏，則具有顯示內容豐富，信息更換靈活等優(yōu)點[7]。</p><p>　　3.2.3 數(shù)碼管顯示原理</p><p>　　本設計采用了八段數(shù)碼管。</p><p>　　我們最常用的是七段式和八段式LED數(shù)碼管，八段比七段多了一個小數(shù)點其他的基本相同。所謂的八段就是指數(shù)碼管里有八個小LE

60、D發(fā)光二極管，通過控制不同的LED的亮滅來顯示出不同的字形。數(shù)碼管又分為共陰極和共陽極兩種類型，其實共陰極就是將八個LED的陰極連在一起，讓其接地，這樣給任何一LED的一端高電平，它便能點亮。而共陽極就是將八個LED的陽極連在一起。其原理如圖3.1和圖3.2所示。</p><p>　　圖3.1 八段LED數(shù)碼管</p><p>　　圖3.2 LED數(shù)碼管原理圖</p>&

61、lt;p>　　單片機能執(zhí)行的程序可以用很多種語言編寫。從語言結構及其與單片機的關系兩方面可分為三大類：分別是機器語言、匯編語言和高級語言。</p><p>　　3.3 程序設計語言</p><p>　　單片機程序設計語言主要包括：機器語言、匯編語言和高級語言。</p><p>　　機器語言是一種用二進制代碼“0”和“1”表示指令和數(shù)據(jù) 的最原始的程序設計語言

62、。由于計算機只能識別二進制代碼，因此，這種語言與計算機的關系最為直接，計算機能夠快速識別并立即執(zhí)行，響應速度最快。但這種語言編寫程序非常繁瑣、費時，且不易看懂，不便記憶，容易出錯。</p><p>　　匯編語言是一種用助記符來表示的面向機器的程序設計語言。不同的機器所使用的匯編語言一般是不同的。這種語言比機器語言更加直觀、易懂、易用，且便于記憶。但是由于不同機器的匯編語言不同，這種語言有一定的局限性，移植性差。&

63、lt;/p><p>　　高級語言是一種面向過程且獨立于計算機硬件結構的通用計算機語言。目前在單片機應用最廣泛的是C語言[8]。</p><p>　　3.3.1 單片機C語言的特點</p><p>　?、賹纹瑱C的指令系統(tǒng)不要求了解，僅要求對單片機的存儲結構有初步的了解。</p><p>　?、诩拇嫫鞯姆峙?、不同存儲器的尋址及數(shù)據(jù)類型等細節(jié)可由編

64、譯器管理。</p><p>　?、鄢绦蛴幸?guī)范的結構，可分為不同的函數(shù)，可使程序結構化。</p><p>　?、荜P鍵字及運算函數(shù)可用近似人的思維過程方式使用。</p><p>　?、菥幊碳俺绦蛘{試時間顯著縮短，從而提高效率。</p><p>　　⑥提供的庫包含許多標準子程序，具有較強的數(shù)據(jù)處理能力等。</p><p>　

65、　3.3.2 單片機C語言使用的編程軟件</p><p><b>　?、?編程軟件</b></p><p>　　編程軟件主要運用了Keil C51。</p><p>　　Keil C51是美國Keil Software公司出品的51系列兼容單片機C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語言在功能上、結構性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學

66、易用。Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調試器等在內的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境（uVision）將這些部分組合在一起。運行Keil軟件需要WIN98、NT、WIN2000、WINXP、WIN7等操作系統(tǒng)。如果你使用C語言編程，那么Keil幾乎就是你的不二之選，即使不使用C語言而僅用匯編語言編程，其方便易用的集成環(huán)境、強大的軟件仿真調試工具也會令你事半功倍。</p><p&

67、gt;<b>　?、?仿真軟件</b></p><p>　　Proteus 是英國Labcenter公司開發(fā)的電路分析與實物仿真軟件。它運行于</p><p>　　Windows操作系統(tǒng)上，可以仿真、分析(SPICE)各種模擬器件和集成電路。它是目前最好的仿真單片機及外圍器件的工具。雖然目前國內推廣剛起步，但已受到單片機愛好者、從事單片機教學的教師、致力于單片機開發(fā)

68、應用的科技工作者的青睞。</p><p>　　4 基于單片機的病床呼叫系統(tǒng)的設計實現(xiàn)</p><p>　　4.1 系統(tǒng)總體設計</p><p>　　4.1.1 功能要求</p><p>　　本課題主攻方向是使系統(tǒng)實現(xiàn)以下目的：</p><p>　?、偃我徊》浚ü?個病房）呼叫，醫(yī)護值班室馬上能響應并顯示病房號；&

69、lt;/p><p>　?、陲@示病房床號（每個病房2個床位）；</p><p>　?、鄄⒃谧o士值班室發(fā)出警報提示音和警報提示燈顯示</p><p>　?、芴幚硗戤吅笄宄涗?；</p><p>　　⑤顯示器不重復顯示按一次以上的病床號</p><p>　　4.1.2 設計方案</p><p>　　本課

70、題的設計方案主要思想為：</p><p>　　用89C51自身接口實現(xiàn)數(shù)碼管靜態(tài)顯示和鍵盤掃描，使用89C51單片微機外加一塊MAX232-CPE芯片可構成一個完整的最小微機電路。用P0口的八個端口作為LED數(shù)碼管的段選，用P1口的第四位的四個端口作為LED4*8數(shù)碼管的位選，用P3口的高四位做4端子的鍵盤電路的接口，用P1口的6號端口（P1^5）作為報警蜂鳴器的電源接口，用P2口的八個端口作為LED報警信號燈的

71、段選。報警信號燈以流水燈方式動態(tài)點亮八個發(fā)光二極管，以每200ms/個的速度點亮LED信號燈，實現(xiàn)肉眼難以察覺的流水顯示狀態(tài)，當病房端按下呼叫按鈕，在護士值班室相應點亮LED信號燈，并持續(xù)顯示到值班室響應呼叫。</p><p>　　4.1.3 總體結構框圖</p><p>　　總體結構包含了整機的設計。</p><p>　　本設計是基于STC89C51單片機設計的

72、病房呼叫系統(tǒng)設計，該系統(tǒng)就是以宏晶公司的STC89C51單片機作為主控器，包括鍵盤輸入電路，顯示電路，晶振復位電路，報警蜂鳴器電路，以及LED報警信號燈電路等來實現(xiàn)病房呼叫系統(tǒng)，總體架構如圖4.1所示。</p><p>　　圖4.1病房呼叫系統(tǒng)結構框圖</p><p>　　4.2 系統(tǒng)硬件設計</p><p>　　4.2.1 硬件構成示意圖</p>

73、<p>　　硬件構成主要包含了各功能模塊的設計。</p><p>　　該硬件電路由鍵盤電路，單片機，顯示電路（包括數(shù)碼管顯示），報警電路（包括流水警報燈、蜂鳴警報器），硬件構成結構圖如圖4.2所示。</p><p>　　圖4.2 硬件構成示意圖</p><p>　　4.2.2 外圍電路設計</p><p>　　圖4.3 外圍

74、電路</p><p>　　輸入模塊包括病人呼叫使用按鍵、醫(yī)護人員處理后的復位按鍵和調節(jié)定時時間的按鍵，病人呼叫通過按鍵輸入信號經過中央處理器處理后從動態(tài)LED輸出顯示，同時有聲光提示。動態(tài)LED能夠顯示病人病床號、呼叫持續(xù)時間和定時時間。病人端處理提示模塊用發(fā)光二極管實現(xiàn)，聲光提示包括中斷結束聲光提示和病人呼叫時的聲光提示。外圍電路的整體架構圖如圖4.3所示。</p><p>　　⑴ 控

75、制器AT89C51</p><p><b>　　復位電路：</b></p><p>　　RST引腳是復位信號輸入端，高電平有效。采用上電加按鈕復位，因為本系統(tǒng)設計考慮到該系統(tǒng)比較重要，所以除了采用上電復位的方式外，應該還有按鈕復位備用復位方式以防止系統(tǒng)死機時能。其設計電路如圖4.4所示。</p><p><b>　　RESET<

76、;/b></p><p>　　圖4.4 上電復位和按鍵復位</p><p><b>　　⑵ 時鐘電路：</b></p><p>　　時鐘電路提供了一個準確的定時器功能。</p><p>　　時鐘是時序的基礎，AT89C51核片內由一個反相放大器構成振蕩器，可以由它產生時鐘，時鐘可以由兩種方式產生內部方式和外部方

77、式。本系統(tǒng)采用內部方式，在XTAL1和XTAL2端外接石英晶體作為定時元件，內部反相放大器自激振蕩，產生時鐘。時鐘發(fā)生器對振蕩脈沖二分頻。電容采用30pF電容。始終電路設計如圖4.5所示[9]。</p><p>　　圖4.5 內部時鐘電路</p><p><b>　?、?鍵盤電路設計</b></p><p><b>　?、?按鍵

78、的分類</b></p><p><b>　　按鍵有許多中分類。</b></p><p>　　一般來說，按鍵按照結構原理可分為兩類，一類是觸點式開關按鍵，如機械式開關、導電橡膠式開關等；另一類是無觸點式開關按鍵，如電氣式按鍵，磁感應按鍵等。前者造價低，后者壽命長。目前，微機系統(tǒng)中最常見的是觸點式開關按鍵。</p><p>　　按鍵按照

79、接口原理又可分為編碼鍵盤與非編碼鍵盤兩類，這兩類鍵盤的主要區(qū)別是識別鍵符及給出相應鍵碼的方法。編碼鍵盤主要是用硬件來實現(xiàn)對鍵的識別，非編碼鍵盤主要是由軟件來實現(xiàn)鍵盤的識別。</p><p>　　全編碼鍵盤由專門的芯片實現(xiàn)識鍵及輸出相應的編碼，一般還具有去抖動和多鍵、竄鍵等保護電路，這種鍵盤使用方便，硬件開銷大，一般的小型嵌入式應用系統(tǒng)較少采用。非編碼鍵盤按連接方式可分為獨立式和矩陣式兩種，其它工作都主要由軟件完成

80、。由于其經濟實用，較多地應用于單片機系統(tǒng)中。</p><p>　?、?按鍵的輸入原理</p><p>　　按鍵一般分為觸點式和其他按鍵。</p><p>　　在單片機應用系統(tǒng)中，通常使用機械觸點式按鍵開關，其主要功能是把機械上的通斷轉換成為電氣上的邏輯關系。也就是說，它能提供標準的TTL 邏輯電平，以便與通用數(shù)字系統(tǒng)的邏輯電平相容。此外，除了復位按鍵有專門的復位電

81、路及專一的復位功能外，其它按鍵都是以開關狀態(tài)來設置控制功能或輸入數(shù)據(jù)。當所設置的功能鍵或數(shù)字鍵按下時，計算機應用系統(tǒng)應完成該按鍵所設定的功能。因此，鍵信息輸入是與軟件結構密切相關的過程。 對于一組鍵或一個鍵盤，通過接口電路與單片機相連。單片機可以采用查詢或中斷方式了解有無按鍵輸入并檢查是哪一個按鍵按下，若有鍵按下則跳至相應的鍵盤處理程序處去執(zhí)行，若無鍵按下則繼續(xù)執(zhí)行其他程序。</p><p>　?、?按鍵的特點

82、與去抖</p><p>　　按鍵有抖動時間會影響單片機做出反應。</p><p>　　機械式按鍵再按下或釋放時，由于機械彈性作用的影響，通常伴隨有一定時間的觸點機械抖動，然后其觸點才穩(wěn)定下來。抖動時間的長短與開關的機械特性有關，一般為5 ～ 10 ms。在觸點抖動期間檢測按鍵的通與斷狀態(tài)，可能導致判斷出錯。即按鍵一次按下或釋放被錯誤地認為是多次操作，這種情況是不允許出現(xiàn)的。為了克服按鍵觸點

83、機械抖動所致的檢測誤判，必須采取去抖動措施，可從硬件、軟件兩方面予以考慮。一般來說，在鍵數(shù)較少時，可采用硬件去抖，而當鍵數(shù)較多時，采用軟件去抖。</p><p>　　常用的按鍵由于機械觸點的彈性作用，一個按鍵開關在閉合時或斷開時不會馬上穩(wěn)定下來，因而在閉合和斷開的瞬間都伴隨著一連串的抖動，抖動的時間長短由按鍵的機械特性來決定，一般為5~10ms。這種抖動對人來說是感覺不到的，但是對單片機來說，則是完全可以感知的，

84、因為單片機的處理速度在微秒量級。如果不對按鍵消除抖動則會引起程序處理的誤操作，去抖動的方法有很多種，如用R-S觸發(fā)器等的硬件方法，運用不同算法的各種軟件方法等。硬件方法會增加成本和體積，軟件方法用的比較普遍，現(xiàn)在常應用加固定軟件延時來去抖動。具體就是有按鍵按下時，利用軟件延時10ms或者更長的時間后再次檢測按鍵是否按下，實際上避開了按鍵按下時的抖動時間，實踐證明，不對按鍵釋放的抖動進行處理，也能滿足設計的要求[10]。</p>

85、;<p>　　本設計中就采用了后者軟件方法去抖動，具體方法如下：當?shù)谝淮螜z測到有按鍵按下時，程序先不做任何其他的操作，運用延時函數(shù)delay(10)延時10ms后再次判斷按鍵是否按下，如果再次檢測到按鍵按下則做相應的動作。</p><p>　　圖4.6 獨立式按鍵和矩陣式按鍵（本設計采用四個獨立按鍵）</p><p><b>　　④ 顯示電路設計</b>

86、;</p><p>　　顯示電路分為動態(tài)和靜態(tài)顯示。</p><p>　　LED數(shù)碼管要正常顯示，就要用驅動電路來驅動數(shù)碼管的各個段碼，從而顯示出我們要的數(shù)字，因此根據(jù)LED數(shù)碼管的驅動方式的不同，可以分為靜態(tài)式和動態(tài)式兩類。 </p><p><b>　　靜態(tài)顯示驅動</b></p><p>　　靜態(tài)驅動也稱直流驅動。

87、靜態(tài)驅動是指每個數(shù)碼管的每一個段碼都由一個單片機的I/O端口進行驅動，或者使用如BCD碼二-十進制譯碼器譯碼進行驅動。靜態(tài)驅動的優(yōu)點是編程簡單，顯示亮度高，缺點是占用I/O端口多，如驅動5個數(shù)碼管靜態(tài)顯示則需要5×8=40根I/O端口來驅動，要知道一個89S51單片機可用的I/O端口才32個呢：），實際應用時必須增加譯碼驅動器進行驅動，增加了硬件電路的復雜性。 </p><p><b>　　動

88、態(tài)顯示驅動</b></p><p>　　LED數(shù)碼管動態(tài)顯示接口是單片機中應用最為廣泛的一種顯示方式之一，動態(tài)驅動是將所有數(shù)碼管的8個顯示筆劃"a，b，c，d，e，f，g，dp"的同名端連在一起，另外為每個數(shù)碼管的公共極COM增加位選通控制電路，位選通由各自獨立的I/O線控制，當單片機輸出字形碼時，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個數(shù)碼管會顯示出字形，取決于單片機對位選通

89、COM端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開，該位就顯示出字形，沒有選通的數(shù)碼管就不會亮。常用LED數(shù)碼管其實質就是通過八個發(fā)光二極管的亮滅組合出數(shù)字0-9和一些常用字母，本設計中通過改變數(shù)碼管內二極管的顯示來達到顯示病房號和病床號的效果，LED數(shù)碼管較LCD數(shù)碼管的顯示效果要差但是成本較低，比較適用于用作小的電子產品的顯示屏，如，智能洗衣機的時鐘顯示或者其他一些數(shù)字時鐘，定時器，計數(shù)器的顯示屏，其具體控制流程是通過

90、分時輪流控制。</p><p>　　各個數(shù)碼管的COM端，就使各個數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動態(tài)驅動。在輪流顯示過程中，每位數(shù)碼管的點亮時間為1～2ms，由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應，盡管實際上各位數(shù)碼管并非同時點亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會有閃爍感，動態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的I/O。4*8 LED數(shù)碼管原理圖如圖4.7所示。</p&

91、gt;<p>　　圖4.7 LED4*8數(shù)碼管</p><p>　　由于八段數(shù)碼顯示管分為低4位和高4位顯示，所以可以通過控制其高低8位的正負電平來達到顯示數(shù)字和一些字母的目的，本設計需要的數(shù)據(jù)如表4.1所示。</p><p>　　表4.1 數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)</p><p>　?、?蜂鳴警報電路設計</p><p>　　蜂鳴

92、器俗稱喇叭，是廣泛應用于各種電子產品的一種元器件，它用于提示、報警、音樂等許多應用場合。</p><p>　　蜂鳴器與家用電器上面的喇叭在用法上也有相似的地方，通常工作電流比較大，電路上的TTL電平基本上驅動不了蜂鳴器，需要增加一個電流放大的電路才可以，這一點與家用電器中的功放有相似之處。</p><p>　　學習板采用了一個很簡單的電路來實現(xiàn)蜂鳴器的聯(lián)接，由上所述，一個管腳很難驅動蜂鳴器

93、發(fā)出聲音，所以增加了一個三極管來增加通過蜂鳴器的電流，見下方原理圖。</p><p>　　蜂鳴器的正極性的一端聯(lián)接到5V電源上面，另一端聯(lián)接到三極管的集電極，三極管的基級由單片機的P1.5管腳通過一個與非門來控制，當P1.5管腳為低時，與非門輸出高電平，三極管導通，這樣蜂鳴器的電流形成回路，發(fā)出聲音。當P1.5管腳為高時，與非門輸出低電平，三極管截止，蜂鳴器不發(fā)出聲音。在這里與非門是作為非門來用的，這里采用一個非

94、門的作用是為了防止系統(tǒng)上電時峰鳴器發(fā)出聲音，以為系統(tǒng)復位以后，I/O口輸出的是高電平。</p><p>　　用戶可以通過程序控制P1.5管腳的置低和置高來使蜂鳴器發(fā)出聲音和關閉。</p><p>　　蜂鳴器的聲音大小及音調可以通過調整P1.5管腳的置高時間及輸出的波形進行控制，這一點可以在調試程序的時候來試驗蜂鳴器的電路原理圖如圖4.8所示。</p><p>　　圖

95、4.8 蜂鳴器電路原理圖</p><p><b>　?、?控制電路設計</b></p><p>　　3個控制按鍵分別接p3.2 ，p3.3和RST口，當有呼叫發(fā)出時，值班室人員收到相應信息后，可按下“響應按鈕”，單片機執(zhí)行中斷程序。</p><p><b>　?、?示警電路</b></p><p&

96、gt;　　報警電路由一排led燈與p2口相接以及一個蜂鳴器與p1.5口相連，當有鍵按下時，有信號輸入，燈亮示警、蜂鳴器發(fā)出報警聲，提醒值班人員有病人出現(xiàn)緊急情況。</p><p>　　4.3 系統(tǒng)軟件設計</p><p>　　4.3.1 設計的軟件環(huán)境簡介</p><p><b>　　⑴ Keil c</b></p><

97、;p>　　對于AT89C51的控制設計，以Keil c軟件編程環(huán)境，以proteus軟件為電路仿真設計環(huán)境。二者的結合為該系統(tǒng)的設計提供有利條件。Keil c軟件界面，該軟件是一款集編程和仿真于一體的軟件，它支持匯編、C語言及二者的混合編程。</p><p>　?、?Proteus ISIS</p><p>　　Proteus ISIS是英國Labcenter公司開發(fā)的電路分析與實

98、物仿真軟件。它運行于Windows操作系統(tǒng)上，可以仿真、分析(SPICE)各種模擬器件和集成電路。</p><p><b>　　該軟件的特點是：</b></p><p>　　① 全部滿足我們提出的單片機軟件仿真系統(tǒng)的標準，并在同類產品中具有明顯的優(yōu)勢。</p><p>　　② 具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿

99、真、RS－232動態(tài)仿真、I2 C調試器、SPI調試器、鍵盤和LCD系統(tǒng)仿真的功能；有各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號發(fā)生器等。</p><p>　?、?目前支持的單片機類型有：ARM7系列、68000系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及各種外圍芯片。</p><p>　　④ 支持大量的存儲器和外圍芯片。&

100、lt;/p><p>　　總之，該軟件是一款集單片機和SPICE分析于一身的仿真軟件，功能極其強大 ，可仿真ARM、51、AVR、PIC、Proteus ISIS的工作界面是一種標準的Windows界面，包括：標題欄、主菜單、標準工具欄、繪圖工具欄、狀態(tài)欄、對象選擇按鈕、預覽對象方位控制按鈕、仿真進程控制按鈕、預覽窗口、對象選擇器窗口、圖形編輯窗口。</p><p>　　運行Proteus程序后

101、，進入軟件的主界面。通過左側工具欄中的P(從庫中選擇元件命令)命令，在Pick Devices 左側窗口中選擇所需元件的關鍵字，然后放置元件并調整方向和位置以及參數(shù)設置，最后進行連線。</p><p><b>　　Y</b></p><p><b>　　N</b></p><p><b>　　Y</b>

102、;</p><p><b>　　Y</b></p><p>　　圖4.9 系統(tǒng)主程序設計流程</p><p><b>　　主程序程序描述：</b></p><p>　　首先對各存儲單元初始化，判斷是否有按鍵按下，如果病房端有按鍵按下則喚醒報警電路，并在護士值班室顯示出相應的病房號和病床號；然后判

103、斷護士值班室是否響應中斷，若響應則做復位清屏操作，否則報警電路一直處于工作狀態(tài)。其工作構架如圖4.9所示。</p><p>　　4.4 系統(tǒng)的調試與結果</p><p>　　調試過程是開發(fā)中的重要環(huán)節(jié)。</p><p>　　系統(tǒng)調試工作是系統(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)調試包含控制系統(tǒng)的硬件聯(lián)調、軟件聯(lián)調、系統(tǒng)仿真、仿真燒錄和現(xiàn)場安裝調試等幾個

104、環(huán)節(jié)。在系統(tǒng)設計組裝完成后，首先是進行實驗室條件下的系統(tǒng)硬件調試，調試成功后，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，才算完成整個系統(tǒng)的設計工作。</p><p>　　4.4.1 調試界面顯示</p><p>　　下面是程序的相關調試。</p><p>　　程序

105、調試采用的是Keil c軟件，程序包含了延時程序，流水燈警報顯示程序，蜂鳴警報程序以及數(shù)碼管顯示程序，調試界面如圖4.10所示。</p><p>　　圖4.10 Keil c軟件程序調試界面</p><p>　　軟件仿真采用的是Proteus ISIS 仿真工具，選取的單片機是AT89C51單片機，其仿真界面如圖4.11所示。</p><p>　　圖4.11 P

106、roteus ISIS仿真圖</p><p>　　4.4.2 程序開發(fā)及代碼調試</p><p><b>　?、?代碼開發(fā)原理</b></p><p>　　基于單片機的病床呼叫系統(tǒng)的軟件設計包含了警報組區(qū)的開發(fā)，主要集中在對警報燈，蜂鳴警示器和數(shù)碼顯示電路的軟件開發(fā)。</p><p>　　警報燈的開發(fā)主要設計了對發(fā)光

107、二極管排組的開發(fā)，8個發(fā)光二極管串聯(lián)在單片機的P2口，當P2口輸入低電平時發(fā)光二極管被點亮。通過200ms延時程序delay(22180)來達到流水點亮的目的。因為在200ms延時的控制下人眼很難發(fā)覺到等的亮滅，當燈被熄滅的200ms內，再次被點亮時人眼觀看到的實際效果是燈一直以流水的方式被點亮。以此達到了流水燈報警的效果。</p><p>　　蜂鳴警報器的軟件設計主要是對與其串聯(lián)的單片機的P1^5口的連通，通過

108、給P1^5置低電平達到給蜂鳴器SPK通電的目的，從而實現(xiàn)了病床呼叫的目的。</p><p>　　數(shù)碼管顯示的軟件設計主要是對鍵盤以及八段數(shù)碼管的點亮控制輸出結果，鍵盤主要由1個復位鍵、4個響應鍵組成，通過設定數(shù)組，當按下響應鍵時依次調用相應的數(shù)組值，即當按下key1時，相應的調用數(shù)碼點亮數(shù)組和八段數(shù)碼管顯示數(shù)組，達到動態(tài)顯示病房號和病床號的目的。</p><p>　　通過對以上電路的軟件設

109、計從而達到本設計呼叫的作用。</p><p><b>　?、?代碼調試</b></p><p>　　① 延時程序的編碼及調試</p><p>　　在整個程序的設計過程中會用到多出延時程序，并且有些地方必須用延時程序延時一定時間才能達到期望的效果。本設計采用了運用函數(shù)來延時，在程序編碼過程中關鍵在于取值設定延時的長短，例如流水燈警報電路必須要

110、采用200ms的延時以達到人眼所看見的發(fā)光二極管依次點亮的效果，從而實現(xiàn)了動態(tài)顯示的效果。程序的核心在于運用for()循環(huán)來讓CPU空轉一定時間從而實現(xiàn)延時的效果，當需要200ms延時的時候則可以把循環(huán)變量設計為55500，如果需要50ms延時，就可以把循環(huán)變量設計為6245。調用for( i=0; i<55500; i++) {} 從而實現(xiàn)了延時。也可以采用while()死循環(huán)來延時，效果是一樣的。其調試界面如圖4.12所示。&

111、lt;/p><p>　　圖4.12 延時程序的調試</p><p>　　② 流水燈的編碼及調試</p><p>　　本設計的重點在于呼叫和警報，所以流水燈的設計是必不可少的一部分。開發(fā)過程中流水等如何設置才能達到肉眼看不出亮滅停頓而看到的實際效果是發(fā)光二極管一盞接一盞的被點亮，看起來就像流水一樣，所以必須用到延時程序，而延時多少時間才能讓二極管看起來是流水點亮的效果

112、是個難點，經過多方查證以及自己的多次程序調試，我發(fā)現(xiàn)把循環(huán)變量設置為22180是剛好的。然后就是如何將發(fā)光二極管依次點亮的問題，怎樣才能是P2能實現(xiàn)從P2^0到P2^7的依次點亮。在“reg52.h“庫函數(shù)中有移位運算符號”<<“，當輸入P2=0xfe（11111110）時，通過移位運算可以將1依次變成0，即當P2=P2<<1時，P2的值就變成了11111100，再通過對P2的位或運算使前一位變?yōu)?，位或運算符為