PAGE1基于單片機(jī)的病床呼叫系統(tǒng)設(shè)計(jì)隨著科技的發(fā)展，社會(huì)的進(jìn)步，越來(lái)越多的設(shè)施都趨向于科技化。當(dāng)前，人類對(duì)健康的關(guān)注越來(lái)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(hù)理和服務(wù)，傳統(tǒng)的繼電器控制門(mén)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(dá)標(biāo)定級(jí)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(jī)設(shè)計(jì)的病床呼叫系統(tǒng)。該系統(tǒng)以AT89C51單片機(jī)為核心輔以獨(dú)立式按鍵、LCD顯示電路和部分簡(jiǎn)單模擬和數(shù)字電路組成的能夠?qū)崿F(xiàn)病人和醫(yī)護(hù)人員之間信息的傳遞。在該設(shè)計(jì)中每個(gè)病房都有一個(gè)按鍵，當(dāng)患者有需要時(shí)，按下按鍵，此時(shí)值班室的顯示屏可顯示此患者的床位號(hào)，多人使用時(shí)可實(shí)現(xiàn)同時(shí)顯示，醫(yī)護(hù)人員按下“響應(yīng)”鍵取消當(dāng)前呼叫。此系統(tǒng)能夠?yàn)獒t(yī)院提供一個(gè)成本低、效率高、操作方便和易于安裝維護(hù)的快捷系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：51單片機(jī)獨(dú)立式按鍵LCD顯示電路呼叫系統(tǒng)目錄99871.緒論 4274771.1課題設(shè)計(jì)的背景及意義 4265891.2設(shè)計(jì)要求及預(yù)期目標(biāo) 441601.3設(shè)計(jì)可行性 535391.4設(shè)計(jì)方案及步驟 5324741.4.1

鍵盤(pán)采集方案選擇

6175891.4.2設(shè)計(jì)芯片的選擇

7260482.系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 7129182.1系統(tǒng)原理框圖 7260522.2芯片簡(jiǎn)介 8175942.3硬件模塊設(shè)計(jì) 11116862.3.1按鍵電路模塊 11205262.3.2液晶顯示模塊 12175692.3.3聲音報(bào)警模塊 12141662.3.4應(yīng)答電路 136373.系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 13155913.1主函數(shù)程序設(shè)計(jì) 14268763.2中斷程序設(shè)計(jì) 1515223.3顯示模塊設(shè)計(jì) 16129064.系統(tǒng)的調(diào)試與結(jié)果 18158174.1調(diào)試界面顯示 18263114.2結(jié)果分析 2113292結(jié)束語(yǔ) 2112784附錄 2431781附錄一：Protel原理圖 2416198附錄二：PCB電路圖 254244附錄三：實(shí)物圖 2518264附錄四：C語(yǔ)言源程序 261.緒論1.1課題設(shè)計(jì)的背景及意義信息時(shí)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(shí)現(xiàn)對(duì)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(shí)候,會(huì)在任何可能出現(xiàn)問(wèn)題的時(shí)間需要醫(yī)護(hù)人員去診斷或者護(hù)理。臨床的呼叫是傳送病人即時(shí)消息非常重要的措施,病人向值班醫(yī)師或護(hù)士提出緊急呼叫的時(shí)候，病床呼叫系統(tǒng)充當(dāng)工具的作用,若想要將患者的請(qǐng)求即時(shí)地傳送給醫(yī)護(hù)人員,并且被醫(yī)院監(jiān)控中心記下完整準(zhǔn)確的信息,同時(shí)也是提高醫(yī)院和病護(hù)的重要組成部分[1]。本次設(shè)計(jì)是以AT89C51為中心的病人呼叫系統(tǒng)，通過(guò)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(jìn)行報(bào)警的呼叫設(shè)計(jì)?？梢月鋵?shí)醫(yī)院醫(yī)護(hù)人員和病人病房之間的呼叫聯(lián)系，有使用便捷、操作起來(lái)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。病床呼叫系統(tǒng)可以應(yīng)用于養(yǎng)老院、醫(yī)療機(jī)構(gòu)、醫(yī)院的病房等地方，也可以用來(lái)聯(lián)通醫(yī)護(hù)人員和病人，同時(shí)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(huì)直接影響到病員的生命財(cái)產(chǎn)安全，歷來(lái)受到各種大醫(yī)院的廣泛重視。它要求必須得簡(jiǎn)便可行、準(zhǔn)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(hù)士，大大縮短了人工的呼叫時(shí)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(jī)在一起使用，每當(dāng)病人按開(kāi)關(guān)，護(hù)士值班室的大屏幕上能夠即時(shí)地觀察了解病人的需要。并可以配對(duì)講機(jī)等通訊設(shè)備，能使病人快捷及時(shí)地與醫(yī)務(wù)人員進(jìn)行溝通交流。有了病床呼叫系統(tǒng)，醫(yī)院對(duì)病人的護(hù)理工作變得愈加方便全面，不再煩惱于未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)突發(fā)病況而一發(fā)不可收拾?？偟膩?lái)說(shuō)，51系列單片機(jī)設(shè)計(jì)的病床呼叫系統(tǒng)能可靠、準(zhǔn)確、及時(shí)地促成病房呼叫管制,有良好的前景應(yīng)用[2]。1.2設(shè)計(jì)要求及預(yù)期目標(biāo)最近幾年來(lái)伴隨著人們生活水平的不斷提高,大家對(duì)醫(yī)療機(jī)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(qǐng)求值班醫(yī)護(hù)人員進(jìn)行及時(shí)的診斷或者護(hù)理，這一過(guò)程對(duì)提升醫(yī)院管理服務(wù)質(zhì)量就會(huì)顯得尤為重要，在這同時(shí)也會(huì)很大程度上提高醫(yī)院應(yīng)對(duì)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(lái)的研究熱門(mén)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(shí)，準(zhǔn)確，可靠，簡(jiǎn)單可行，有利于促進(jìn)電力線載波通信技術(shù)的應(yīng)用，單片機(jī)多機(jī)通信和計(jì)算機(jī)監(jiān)控和管理技術(shù)設(shè)計(jì)，振鈴，呼叫排隊(duì)，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(hù)理。設(shè)計(jì)要求：以單芯片微型計(jì)算機(jī)監(jiān)控的設(shè)計(jì)為目標(biāo)，設(shè)計(jì)一個(gè)（模擬）病床呼叫控制器?？梢员O(jiān)視多個(gè)床，床做出及時(shí)的聲音報(bào)警和顯示病床數(shù)稱為準(zhǔn)確，使醫(yī)護(hù)人員可以及時(shí)、準(zhǔn)確地向醫(yī)院的患者，給予及時(shí)的救援和醫(yī)療。預(yù)期目標(biāo)：病人按確認(rèn)鍵，通過(guò)單片機(jī)控制處理，護(hù)士值班室報(bào)警，同時(shí)，1602液晶會(huì)顯示相應(yīng)的床號(hào)，當(dāng)護(hù)士按下停止響應(yīng)按鍵，液晶顯示器由定時(shí)器控制顯示”Iknow”。當(dāng)有多個(gè)病人呼叫時(shí)同時(shí)響應(yīng)，對(duì)應(yīng)于每個(gè)床床數(shù)顯示，同時(shí)報(bào)警。通過(guò)對(duì)上述設(shè)計(jì)任務(wù)的分析，可以細(xì)分為以下幾個(gè)部分，最終的調(diào)試也是將以下部分為依據(jù)：當(dāng)有病人按下按鍵時(shí)，液晶顯示器上顯示病人的病房號(hào)，病床號(hào)；在護(hù)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)；若在護(hù)士按下清零鍵前有多個(gè)病人按鍵，則液晶顯示器上將循環(huán)顯示各個(gè)病人的信息，直到護(hù)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(jì)可行性在醫(yī)院的正常運(yùn)行中，醫(yī)療設(shè)備起到一個(gè)重要的角色的作用，病房呼叫系統(tǒng)是其中的一個(gè)。作為每一個(gè)床的基本配置，它可以使病人打電話更方便，更簡(jiǎn)化了醫(yī)務(wù)人員的工作。目前市場(chǎng)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(wú)線。無(wú)線病房呼叫系統(tǒng)線路鋪設(shè)不存在問(wèn)題，但可靠性差，和無(wú)線電波會(huì)干擾其他醫(yī)療設(shè)備。本設(shè)計(jì)的電纜類型，適合中小型醫(yī)院使用，具有成本低，操作簡(jiǎn)單，安裝和維護(hù)，而且具有穩(wěn)定可靠的特點(diǎn)，不會(huì)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(jì)了一套簡(jiǎn)單可行，系統(tǒng)性能穩(wěn)定，對(duì)該系統(tǒng)的測(cè)試完全可以滿足醫(yī)院的需要。1.4設(shè)計(jì)方案及步驟根據(jù)設(shè)計(jì)要求，基于C51單片機(jī)為核心的病床呼叫系統(tǒng)有6個(gè)獨(dú)立按鍵，每個(gè)按鍵對(duì)應(yīng)不同的床。在沒(méi)有病人呼叫時(shí)屏幕顯示初始化界面；當(dāng)病人床邊按下相應(yīng)的按鈕，產(chǎn)生一個(gè)中斷信號(hào)。單片機(jī)接收到中斷信號(hào)的中斷服務(wù)程序呼叫識(shí)別號(hào)碼后，顯示病床床位數(shù)，通過(guò)LCD1602顯示床位號(hào)，蜂鳴器報(bào)警信號(hào)；通過(guò)閱讀屏幕上提示，護(hù)士可以快速準(zhǔn)確地了解到病人的需求，并作出相應(yīng)的準(zhǔn)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(shí)液晶屏幕上再次顯示“HAPPYEVERYDAY”。其結(jié)構(gòu)圖如下：圖1.1

病床呼叫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖1.4.1

鍵盤(pán)采集方案選擇

鍵盤(pán)的工作方式應(yīng)該根據(jù)實(shí)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(shí)響應(yīng)6個(gè)按鍵操作而又不需要占用過(guò)多CPU工作的時(shí)間。通常來(lái)說(shuō)鍵盤(pán)工作的方式有三種即編程掃描、定時(shí)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(jìn)行完成其他工程的空閑時(shí)間調(diào)取鍵盤(pán)掃描子程序來(lái)檢測(cè)按鍵狀態(tài)反應(yīng)鍵盤(pán)輸入。執(zhí)行按鍵功能得程序時(shí)CPU不會(huì)再享有按鍵輸入需求一直到CPU再次掃描鍵盤(pán)為終止。

2定時(shí)掃描工作方式

定時(shí)掃描工作方式指的是每間隔一小段時(shí)間對(duì)按鍵掃描一次，它利用單片機(jī)的內(nèi)部定時(shí)器產(chǎn)生固定時(shí)間如20ms的定時(shí)，定時(shí)時(shí)間到了產(chǎn)生定時(shí)器就會(huì)溢出中斷。CPU在中斷服務(wù)程序中鍵盤(pán)進(jìn)行掃描并在有鍵按下時(shí)識(shí)別出該鍵并保存鍵號(hào)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3中斷掃描工作方式

中斷掃描工作方式就是當(dāng)有按鍵被按下時(shí)，電路產(chǎn)生中斷信號(hào)，單片機(jī)收到中斷信號(hào)后就執(zhí)行對(duì)應(yīng)的中斷服務(wù)子程序響應(yīng)該按鍵，處理完后CPU又開(kāi)始循環(huán)等待下一次按鍵按下。

當(dāng)采用兩個(gè)鍵盤(pán)掃描方式，無(wú)論是否有鍵按下CPU定時(shí)掃描鍵盤(pán)和單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)往往需要工作不是鍵盤(pán)輸入。CPU通常是空的，浪費(fèi)了很多時(shí)間掃描。CPU不掃描鍵盤(pán)并按一個(gè)按鈕與相應(yīng)的電路產(chǎn)生一個(gè)中斷請(qǐng)求，該CPU響應(yīng)中斷執(zhí)行，鍵盤(pán)掃描子程序和確定按鍵號(hào)[3]。

所以本設(shè)計(jì)中利用中斷掃描工作方式采集鍵盤(pán)信息。

1.4.2設(shè)計(jì)芯片的選擇

C51單片機(jī)：

單片機(jī)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(shí)器/計(jì)數(shù)器等功能集成到一塊芯片上的一個(gè)小系統(tǒng)，通過(guò)編寫(xiě)程序下載到單片機(jī)的程序存儲(chǔ)器以實(shí)現(xiàn)不同的功能[4]。液晶顯示器LCD1602：

相對(duì)于數(shù)碼管、LED二極管點(diǎn)陣等，液晶顯示具有可以實(shí)現(xiàn)漢字的顯示，硬件電路連接比較簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。2.系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)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。圖2-1系統(tǒng)原理框圖2.2芯片簡(jiǎn)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(chǔ)器。在單個(gè)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(wèn)題的方案。有以下幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的功能：8kFlash，512RAM，32位I/O口線，內(nèi)置4KBEEPROM，三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷的結(jié)構(gòu)。除此之外STC89X51可降至0Hz非動(dòng)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(huì)停止工作，準(zhǔn)許RAM、計(jì)數(shù)器/定時(shí)器、中斷會(huì)繼續(xù)工作。在漏電受到保護(hù)下，RAM中的內(nèi)容就會(huì)被保存，另外振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)停止一切工作狀態(tài)，一直會(huì)持續(xù)到下一個(gè)信號(hào)產(chǎn)生中斷或者硬件復(fù)位。最高運(yùn)作頻率35Mhz，6T/12T可選[5]。圖2-2STC89C51單片機(jī)引腳圖STC89C51是機(jī)內(nèi)有ROM/EPROM單元的單片機(jī)，所以，這類芯片組成的最小系統(tǒng)最為簡(jiǎn)單﹑可靠。用51單片機(jī)組成最小應(yīng)用的系統(tǒng)時(shí)，只需要將單片機(jī)外接上時(shí)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。圖2-3單片機(jī)最小系統(tǒng)原理框圖(1)時(shí)鐘電路STC89C51單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)一般會(huì)由兩種工作方式產(chǎn)生：一種是內(nèi)部時(shí)鐘工作方式，第二種是外部時(shí)鐘工作方式。內(nèi)部時(shí)鐘工作方式如下圖2-4所示。在STC89C51單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)晶振電路，只需把石英晶體(簡(jiǎn)稱晶振)接在單片機(jī)的XTAL1(18)和XTAL2(19)引腳外面，就會(huì)自然構(gòu)成自激式振蕩器而且會(huì)在單片機(jī)的內(nèi)部產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖信號(hào)。圖中電容C1和C2的作用就是用來(lái)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2-4STC89C51內(nèi)部時(shí)鐘電路(2)復(fù)位電路STC89C51單片機(jī)RST引腳在引入高電平時(shí)，保持2個(gè)機(jī)器周期就會(huì)使單片機(jī)的內(nèi)部進(jìn)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(dòng)復(fù)位電路中，上電自動(dòng)復(fù)位通過(guò)外部的復(fù)位電路電容充放電來(lái)實(shí)現(xiàn)。只要Vcc上升的時(shí)間不超過(guò)1ms,就會(huì)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上電復(fù)位。除上電復(fù)位以外，有的時(shí)候還需要我們按鍵手動(dòng)去復(fù)位。本設(shè)計(jì)的就是按鍵手動(dòng)復(fù)位。按鍵手動(dòng)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(guò)RST(9)端與電源Vcc接通實(shí)現(xiàn)的。按鍵手動(dòng)復(fù)位見(jiàn)圖2-5。時(shí)鐘頻率用11.0592MHZ時(shí)C取10uF,R取10kΩ。圖2-5STC89C51復(fù)位電路（3）STC89C51中斷技術(shù)概述中斷技術(shù)主要用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制要求，單片機(jī)的中斷源服務(wù)請(qǐng)求及時(shí)響應(yīng)，并做出快速反應(yīng)、及時(shí)處理。這是由中斷系統(tǒng)芯片的實(shí)現(xiàn)。當(dāng)中斷請(qǐng)求發(fā)出中斷請(qǐng)求時(shí)，如果中斷請(qǐng)求是允許的，單片機(jī)暫停當(dāng)前正在執(zhí)行的主程序，中斷服務(wù)程序，中斷服務(wù)請(qǐng)求。中斷服務(wù)程序處理完中斷服務(wù)請(qǐng)求，然后回到原來(lái)的地方暫停程序（斷點(diǎn)），繼續(xù)執(zhí)行被中斷的程序。圖2-6中斷響應(yīng)與處理。圖2-6中斷響應(yīng)和處理過(guò)程如果單片機(jī)沒(méi)有中斷系統(tǒng)，單片機(jī)的大量時(shí)間可能會(huì)浪費(fèi)在查詢是否有服務(wù)請(qǐng)求發(fā)生的定時(shí)查詢操作上。采用中斷技術(shù)完全消除了單片機(jī)在查詢方式中的等待現(xiàn)象，大大地提高了單片機(jī)的工作效率和實(shí)時(shí)性。2.3硬件模塊設(shè)計(jì)由圖2-1系統(tǒng)原理框圖可知，整個(gè)系統(tǒng)分為五個(gè)模塊：按鍵電路模塊、液晶顯示模塊、聲音報(bào)警模塊、按鍵應(yīng)答模塊。下面將簡(jiǎn)單的介紹各個(gè)模塊設(shè)計(jì)方案。2.3.1按鍵電路模塊在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，通常一個(gè)人-機(jī)對(duì)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(bào)告運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行結(jié)果。鍵盤(pán)已經(jīng)成為一種必要的手段，人-機(jī)連接，你需要配置適當(dāng)?shù)逆I盤(pán)輸入裝置。鍵盤(pán)的工作原理，一個(gè)鍵盤(pán)，可以看作是一個(gè)常開(kāi)開(kāi)關(guān)電路各關(guān)鍵，當(dāng)功能的鍵或按下的鍵，當(dāng)你設(shè)置的數(shù)量，可以在一個(gè)封閉的狀態(tài)。對(duì)于一組鍵或鍵盤(pán)，通過(guò)用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵接口電路連接，為了方便單片機(jī)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)通知。和單片機(jī)用于查詢或中斷方式來(lái)檢查有沒(méi)有輸入鍵，該鍵被按下，并通過(guò)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(dú)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(gè)按鈕將出現(xiàn)在單獨(dú)的行上的I/O端口，我/每個(gè)工作狀態(tài)輸出端口線不會(huì)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(mén)用于顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等點(diǎn)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(shí)物如下圖：圖2-71602實(shí)物圖2.3.3聲音報(bào)警模塊該設(shè)計(jì)設(shè)有聲音報(bào)警模塊，當(dāng)出現(xiàn)病人呼叫醫(yī)務(wù)人員時(shí)，蜂鳴器則會(huì)報(bào)警提示，一直持續(xù)到護(hù)士按下應(yīng)答按鍵，才會(huì)停止報(bào)警，控制引腳一般接在P3.4引腳上，同時(shí)利用三極管做開(kāi)關(guān)電路起到保護(hù)單片機(jī)的作用，還可以放大電流，當(dāng)三極管的基極為高電平時(shí)，發(fā)射極截止，為低電平時(shí)，發(fā)射極導(dǎo)通[7]。報(bào)警模塊如圖2-8所示。圖2-8聲音報(bào)警模塊2.3.4應(yīng)答電路本設(shè)計(jì)中四個(gè)床位使用一個(gè)應(yīng)答按鈕，接在P3.3引腳上，當(dāng)有病人按下按鈕，報(bào)警開(kāi)始時(shí)，按下應(yīng)答按鈕，即可停止報(bào)警，應(yīng)答模塊圖如圖2-14所示圖2-9應(yīng)答電路3.系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)在單片機(jī)軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中，編程要合理利用各種中斷機(jī)制。本系統(tǒng)拿控制算法來(lái)說(shuō)，會(huì)有實(shí)時(shí)性的要求，任務(wù)復(fù)雜，并且人機(jī)交互的操作還通常會(huì)進(jìn)行動(dòng)態(tài)地改變應(yīng)用程序運(yùn)行的模式，尤其是在人機(jī)界面又需要占用CPU的許多時(shí)間，與此同時(shí)而又不允許遺漏重要的數(shù)據(jù)。同時(shí)還需要隨時(shí)隨地的準(zhǔn)備向上位機(jī)去發(fā)送數(shù)據(jù)。因此，需要學(xué)會(huì)綜合地采用消息機(jī)制和狀態(tài)轉(zhuǎn)移的方法來(lái)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(duì)列中加入相應(yīng)的消息，來(lái)達(dá)成將中斷服務(wù)的程序中處理部分分開(kāi)的目的。本系統(tǒng)有兩個(gè)重要中斷：上位機(jī)的中斷和鍵盤(pán)的中斷。中斷服務(wù)程序返回到主程序中后，主程序只會(huì)處理循環(huán)消息，并為消息處理的對(duì)象發(fā)送所需要的信息，當(dāng)收到主程序發(fā)送來(lái)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(huì)將控制權(quán)還給主程序進(jìn)行繼續(xù)消息循環(huán)處理。用戶的請(qǐng)求僅僅是向信息隊(duì)列中添入相應(yīng)消息。主程序還要查詢信息隊(duì)列就是時(shí)間，根據(jù)時(shí)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(shí)間會(huì)表現(xiàn)為一個(gè)變量，通過(guò)在給該變量賦不同值來(lái)反饋不同的消息。對(duì)于中斷觸發(fā)的信息，因?yàn)橄⒌奶幚砗瘮?shù)已經(jīng)結(jié)束了中斷的處理過(guò)程，故系統(tǒng)對(duì)消息的處理不會(huì)再像中斷的服務(wù)程序那般樣，在時(shí)間上會(huì)有十分嚴(yán)格的要求；于此同時(shí)，在信息處理過(guò)程中，用戶仍然可以通過(guò)鍵中斷來(lái)與系統(tǒng)進(jìn)行溝通[8]。3.1主函數(shù)程序設(shè)計(jì)一個(gè)完整的程序中只有一個(gè)main函數(shù)，首先調(diào)用初始化函數(shù)進(jìn)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(bào)警。程序流程如圖3-1所示：圖3-1主程序流程圖3.2中斷程序設(shè)計(jì)矩陣鍵盤(pán)的中斷程序主要是對(duì)按鍵的掃描以實(shí)現(xiàn)對(duì)按鍵的鍵號(hào)識(shí)別，同時(shí)對(duì)鍵號(hào)對(duì)應(yīng)的病房，病床號(hào)以及按鍵的時(shí)間進(jìn)行存儲(chǔ)。主函數(shù)通過(guò)調(diào)用存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)便可實(shí)現(xiàn)病房信息的循環(huán)顯示。

其設(shè)計(jì)流程圖如圖4.2所示。

需要說(shuō)明的是,在此中斷程序中抖動(dòng)的識(shí)別可以通過(guò)延時(shí)一段時(shí)間后再對(duì)D及CLEAR的高低電平進(jìn)行判斷來(lái)實(shí)現(xiàn),若延時(shí)后仍然有低電平則不是抖動(dòng)而是真的有按鍵按下。

矩陣鍵盤(pán)的中斷程序設(shè)計(jì)如下圖3-2中斷程序3.3顯示模塊設(shè)計(jì)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）把按鍵數(shù)存儲(chǔ)單總元（COUNTER）的值經(jīng)過(guò)BCD調(diào)整后十位和個(gè)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(hào)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(biāo)志位是否為0，如果為0，就表示對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)單元里沒(méi)有值存入，則會(huì)再次檢測(cè)下一個(gè)存儲(chǔ)單元的標(biāo)志位是否為0，直到檢測(cè)到為1為止.如果為1，則會(huì)把值存入（BED_BOUNTER）中，緊接著進(jìn)行BCD調(diào)整為十進(jìn)制，把十位和個(gè)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(hào)。圖3-3顯示函數(shù)流程圖系統(tǒng)的調(diào)試與結(jié)果系統(tǒng)調(diào)試工作是系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程中必不可少的一個(gè)過(guò)程，一個(gè)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(chǎng)安裝調(diào)試等幾個(gè)環(huán)節(jié)。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)組裝完成后，首先是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)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(jìn)而促進(jìn)改進(jìn)和完善。所有的調(diào)試通過(guò)后，要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行并能持續(xù)一定的時(shí)間，待其中未發(fā)現(xiàn)故障后，方可驗(yàn)收合格，才算完成了整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作[9]。4.1調(diào)試界面顯示下面是我們通過(guò)Proteus軟件編程，使對(duì)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(rèn)鍵后顯示界面實(shí)物圖片如下：初始化界面；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(rèn)鍵后顯示界面圖4-1-8按下確認(rèn)鍵后顯示界面4.2結(jié)果分析首先啟動(dòng)電源，顯示屏?xí)@示HappyEveryDay字樣，在按下4號(hào)鍵時(shí)，屏幕顯示病床（即4號(hào)病床呼叫）；界面上部分表示有一個(gè)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(hào)鍵時(shí)，按鍵號(hào)同時(shí)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(huì)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(rèn)鍵后屏幕顯示Iknow,醫(yī)護(hù)人員去病人房間。綜上所述，本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了主要功能：顯示病床號(hào)，亮報(bào)警提醒值班人員，若有多個(gè)病床同時(shí)呼叫，則同時(shí)顯示病床號(hào)，確保性息不丟失，待值班人員處理呼叫信息。通過(guò)PROTEUS軟件仿真，能達(dá)到上述結(jié)論，滿足課題目目的，達(dá)到要求。結(jié)束語(yǔ)至此，本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容已經(jīng)完成。本章是在對(duì)前面完成的工作進(jìn)行總結(jié)的基礎(chǔ)上，提出今后進(jìn)一步工作的建議和設(shè)想。選擇這個(gè)課題之后，我明白要解決的難點(diǎn)：病人都按開(kāi)關(guān)時(shí)，在數(shù)碼顯示器能循環(huán)顯示病床，這也就是考驗(yàn)我們對(duì)所學(xué)知識(shí)有比較透徹的了解和我們的耐心。接下來(lái)每天奔波在宿舍、餐廳三點(diǎn)一線的生活，雖然有點(diǎn)累，但很充實(shí)，在這之中還去請(qǐng)教老師和同學(xué)，他們耐心的教導(dǎo)讓我更加堅(jiān)定了對(duì)該課題的研究，另外還有很多老師的幫助。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到了很多問(wèn)題，可以說(shuō)得是困難重重，在遇到各種各樣問(wèn)題的同時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，如對(duì)以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。比如說(shuō)Protel軟件應(yīng)用的不夠熟練、Proteus仿真知識(shí)及操作、對(duì)單片機(jī)匯編語(yǔ)言掌握得不好。不過(guò)通過(guò)這次設(shè)計(jì)之后，也學(xué)到了很多知識(shí)，更重要的是一定把以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)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(jì)終于完成了，在設(shè)計(jì)中遇到了很多編程問(wèn)題，最后在老師的辛勤指導(dǎo)下，終于實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)的要求。這一次設(shè)計(jì)給我的總體感覺(jué)很好，因?yàn)槲覍W(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(guò)程中不斷的努力。那么學(xué)到的東西肯定會(huì)有很多，我相信我是能夠做好的。附錄附錄一：Protel原理圖附錄二：PCB電路圖附錄三：實(shí)物圖附錄四：C語(yǔ)言源程序#include<reg52.h> //頭文件#defineucunsignedchar#defineuiunsignedintsbitRS=P1^4;sbitRW=P1^5;sbitE=P1^6; //1602引腳定義sbitD0=P1^0;sbitD1=P1^1;sbitD2=P1^2;sbitD3=P1^3; //接受引腳sbitbg_1602=P2^6; //1602背光sbitkey=P3^3; //應(yīng)答按鍵sbitBeep=P3^4; //蜂鳴器uccodetab0[]="123456789#";uccodetab1[]="Calling!!!";uccodetab2[]="IKnow!";uccodetab3[]="HappyEveryDay!";uc num_D0=0,num_D1=0,num_D2=0,num_D3=0; //床號(hào)bitbdata fu_D0=0,fu_D1=0,fu_D2=0,fu_D3=0,flag;//初始床號(hào)voiddelay(uix) //延時(shí)函數(shù){ uii,j; for(i=0;i<x;i++) for(j=0;j<121;j++);}voidinit() //初始化函數(shù){ bg_1602=0; //開(kāi)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(hào)引腳}/******LCD1602******/voidcom_1602(uccom) //寫(xiě)命令{ RS=0; P0=com; delay(1); E=1; delay(1); E=0; RS=1;}voiddata_1602(ucdate) //寫(xiě)數(shù)據(jù){ RS=1; P0=date; delay(1); E=1; delay(1); E=0; RS=0;}voiddis_1602(ucword_num,uchang,uclie,uctab_num,ucnum)/**word_num:顯示字符個(gè)數(shù)，hang,lie:顯示坐標(biāo)，*******tab_num：顯示數(shù)組號(hào)，num：從第幾字符開(kāi)始顯示****/{ ucn; for(n=0;n<word_num;n++) { com_1602(0x80+hang*0x40+lie); if(tab_num==0) data_1602(tab0[num+n]); elseif(tab_num==1) data_1602(tab1[num+n]); elseif(tab_num==2) data_1602(tab2[num+n]); elseif(tab_num==3) data_1602(tab3[num+n]); delay(5); lie++; }}voidinit_1602() //初始化1602{ RW=0; //寫(xiě)命令 com_1602(0x38);//設(shè)置1602 com_1602(0x0c);//設(shè)置顯示，光標(biāo)不閃爍 com_1602(0x06);//不移動(dòng)，指針加1 com_1602(0x01);//清屏}voidknow() //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(hào)賦給變量 if(key==0) //檢測(cè)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(shí) { bg_1602=1; //打開(kāi)背光 Beep=1; //關(guān)閉蜂鳴器 flag=0; //標(biāo)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(dāng)前引腳狀態(tài) com_1602(0x01); //清屏 dis_1602(7,1,4,2,0); //顯示IKnow } else //如果沒(méi)有呼