1、課程設計報告（本科/專科）課程：單片機課程設計學號：姓名：肖國健王合杰班級：09普本非師范班教師：劉樂群時間：2012.4.20計算機科學與技術系設計名稱：病房救護系統(tǒng)設計內容、目的與要求：本系統(tǒng)利用單片機（AT89C51芯片）為控制核心，由按鍵模塊、系統(tǒng)控制模塊、床號顯示模塊、聲光提示模塊以及電源模塊構成。其中，按鍵模塊采用8*8矩陣鍵盤模式，顯示模塊采用動態(tài)LED顯示，系統(tǒng)主要通過軟件控制實現(xiàn)了所有硬件功能。當病人緊急呼叫是，會產生聲、光提示，并顯示病人編號，以便醫(yī)護人員及時處理。（1）設計一個可容64個病房的病房呼救系統(tǒng)。（2）要求每個床位都有一個按鈕，當護著需要呼叫護士時，按下按鈕。此

2、時護士值班室內的呼叫系統(tǒng)板上顯示該患者的床位號。當護士按下“相應”鍵時，取消當前呼叫。計劃與進度安排：第一階段：查閱資料，查找相關書籍 。第二階段：Proteus軟件設計，畫出實驗圖 。第三階段：編寫相應代碼，并與 Proteus連接，調試程序。第四階段： 調試完整的程序代碼，填寫實驗報告。設計過程、步驟（可加頁）：由于需要比較多的輸入輸出口，所有采用內部存儲系統(tǒng)資源比較多的AT89C51單片機，2位LED動態(tài)顯示，需要10根數(shù)據(jù)線，其中8根作為位選線，相當于地址線，選擇其中一位顯示，另外2跟作為LED顯示碼輸入線。 根據(jù)按鍵要求，每個床位需要一個按鈕，共64個。揚聲器可以用一個準I/O。采用

3、AT89C51作為運算和控制單元完全沒滿足系統(tǒng)的需求。如圖1所示。圖1 AT89C511. 電路設計（1） 復位電路：RST引腳是復位信號輸入端嗎，高電平有效。采用上點復位，因為本系統(tǒng)設計的值班室“響應按鈕”具有復位鍵，所以不需要進行手動復位，以節(jié)省資源，如圖2所示圖2 復位設計（2） 時鐘電路：時鐘是時序的基礎，時鐘可以由兩種方式產生，內部方式和外部方式。本系統(tǒng)采用內部方式，在XTAL1和XTAL2端外接石英芯片作為定時原件。內部反向放大器自激震蕩，產生時鐘。時鐘發(fā)生器對震蕩脈沖二分頻。電容采用33pF電容。如圖3所示。 圖3 時鐘電路設計（3） 數(shù)碼顯示電路：采用2位8段共陰極LED，P0

4、口作為LED顯示碼輸出端，P3.0、P3.1口接線選端，如圖4。圖4 數(shù)碼顯示設計（4） 鍵盤開關矩陣設計：由于都使用按鈕形式，每個病房一個按鈕，當病人有緊急情況是按下響應按鈕，值班室便會及時找到該病人，如圖5所示。圖5 鍵盤矩陣設計（5） 提示電路的設計：采用發(fā)光二極管和嗡鳴器相串聯(lián)，用三極管加限流電阻作為控制開關，用單片機P3.7端口控制，當有高電平導通，二極管發(fā)光同時嗡鳴器發(fā)出“嘀嘀”聲作為呼叫提示。電路連接圖如6圖所示。圖6 提示設計2系統(tǒng)軟件設計（1） 病房呼叫系統(tǒng)結構設計圖7 系統(tǒng)結構設計圖8 系統(tǒng)結構框圖圖9 硬件構成示意圖（2） 系統(tǒng)初始化及呼叫過程啟動系統(tǒng)后，系統(tǒng)進行初始化，

5、此時，單片機執(zhí)行EA=1; /開總中斷ET0=1; /定時器T0中斷允許 TMOD=0x01; /使用定時器T0的模式1TH0=(65536-500)/256; /定時器T0的高8位賦初值TL0=(65536-500)%256; /定時器T0的高8位賦初值TR0=1; /啟動定時器T0keyval=0x00; /按鍵值初始化為0EX0=1; /允許使用外中斷 IT0=1; /選擇負跳變來觸發(fā)外中斷系統(tǒng)進行初始化后LED顯示00，等待呼叫，如圖10所示。圖10 初始化顯示（3）數(shù)碼管顯示過程接通LED的端口輸出響應，連接響鈴speaker的P3.7端位置，LED顯示按鈕所帶變得床位，響鈴發(fā)出報警

6、響聲，提醒值班室的人眼有病人出現(xiàn)緊急情況。如圖所示，比如24號按下按鈕，LED顯示24，響鈴如圖。圖11 病房顯示程序如下：void display(unsigned char k) P3=0xfe; /點亮數(shù)碼管1 P0=Tabk/10; /顯示十位 led_delay(); /動態(tài)掃描延時 P3=0xfd; /點亮數(shù)碼管2 P0=Tabk%10; /顯示個位 led_delay(); /動態(tài)掃描延時 if(keyval!=0x00) p=0; （4）延時程序設計 void led_delay(void) unsigned char j;for(j=0;j200;j+) ; （5）鍵盤掃描過

7、程端口P2進行鍵盤橫向掃描，初始化后輸出高電平。P0端口掃描鍵盤列向，當有按鈕按下時，按鈕左右電路接聽，有信號輸入。void time0_interserve(void) interrupt 1 using 1 TR0=0; /關閉定時器T0 P1=0xff; /所有列線置為高電平? P2=0x00; /所有行線置為低電平“0”?” if(P1&0xff)!=0xff) /列線中有一位為低電平“0”，說明有鍵按下 delay20ms(); /延時一段時間、軟件消抖 if(P1&0xff)!=0xff) /確實有鍵按下 P2=0xfe; /第一行置為低電平“0”（P1.1出低電平“0”） if(

8、P1=0xfe) keyval=1; /可判斷是S1鍵被按下 if(P1=0xfd) keyval=2; /可判斷是S2鍵被按下 if(P1=0xfb) keyval=3; /可判斷是S3鍵被按下 if(P1=0xf7) keyval=4; /可判斷是S4鍵被按下 if(P1=0xef) keyval=5; /可判斷是S5鍵被按下 if(P1=0xdf) keyval=6; /可判斷是S6鍵被按下 if(P1=0xbf) keyval=7; /可判斷是S7鍵被按下 if(P1=0x7f) keyval=8; /可判斷是S8鍵被按下 P2=0xfd; /第二行置為低電平“0”（P1.1出低電平“

9、0”） if(P1=0xfe) keyval=9; /可判斷是S9鍵被按下 if(P1=0xfd) keyval=10; /可判斷是S10鍵被按下 if(P1=0xfb) keyval=11; /可判斷是S11鍵被按下 if(P1=0xf7) keyval=12; /可判斷是S12鍵被按下 if(P1=0xef) keyval=13; /可判斷是S13鍵被按下 if(P1=0xdf) keyval=14; /可判斷是S14鍵被按下 if(P1=0xbf) keyval=15; /可判斷是S15鍵被按下 if(P1=0x7f) keyval=16; /可判斷是S16鍵被按下 P2=0xfb; /

10、第三行置為低電平“0”（P1.2輸出低電平“0”） if(P1=0xfe) keyval=17; /可判斷是S17鍵被按下 if(P1=0xfd) keyval=18; /可判斷是S18鍵被按下 if(P1=0xfb) keyval=19; /可判斷是S19鍵被按下 if(P1=0xf7) keyval=20; /可判斷是S20鍵被按下 if(P1=0xef) keyval=21; /可判斷是S21鍵被按下 if(P1=0xdf) keyval=22; /可判斷是S22鍵被按下 if(P1=0xbf) keyval=23; /可判斷是S23鍵被按下 if(P1=0x7f) keyval=24;

11、 /可判斷是S24鍵被按下 P2=0xf7; /第三行置為低電平“0”（P1.2輸出低電平“0 if(P1=0xfe) keyval=25; /可判斷是S25鍵被按下 if(P1=0xfd) keyval=26; /可判斷是S26鍵被按下 if(P1=0xfb) keyval=27; /可判斷是S27鍵被按下 if(P1=0xf7) keyval=28; /可判斷是S28鍵被按下 if(P1=0xef) keyval=29; /可判斷是S29鍵被按下 if(P1=0xdf) keyval=30; /可判斷是S30鍵被按下 if(P1=0xbf) keyval=31; /可判斷是S31鍵被按下

12、if(P1=0x7f) keyval=32; /可判斷是S32鍵被按下 P2=0xef; /第一行置為低電平“0”（P1.1出低電平“0”） if(P1=0xfe) keyval=33; /可判斷是S33鍵被按下 if(P1=0xfd) keyval=34; /可判斷是S34鍵被按下 if(P1=0xfb) keyval=35; /可判斷是S35鍵被按下 if(P1=0xf7) keyval=36; /可判斷是S36鍵被按下 if(P1=0xef) keyval=37; /可判斷是S37鍵被按下 if(P1=0xdf) keyval=38; /可判斷是S38鍵被按下 if(P1=0xbf) k

13、eyval=39; /可判斷是S39鍵被按下 if(P1=0x7f) keyval=40; /可判斷是S40鍵被按下 P2=0xdf; /第二行置為低電平“0”（P1.1出低電平“0”） if(P1=0xfe) keyval=41; /可判斷是S41鍵被按下 if(P1=0xfd) keyval=42; /可判斷是S42鍵被按下 if(P1=0xfb) keyval=43; /可判斷是S43鍵被按下 if(P1=0xf7) keyval=44; /可判斷是S44鍵被按下 if(P1=0xef) keyval=45; /可判斷是S45鍵被按下 if(P1=0xdf) keyval=46; /可判

14、斷是S46鍵被按下 if(P1=0xbf) keyval=47; /可判斷是S47鍵被按下 if(P1=0x7f) keyval=48; /可判斷是S48鍵被按下 P2=0xbf; /第三行置為低電平“0”（P1.2輸出低電平“0”） if(P1=0xfe) keyval=49; /可判斷是S49鍵被按下 if(P1=0xfd) keyval=50; /可判斷是S50鍵被按下 if(P1=0xfb) keyval=51; /可判斷是S51鍵被按下 if(P1=0xf7) keyval=52; /可判斷是S52鍵被按下 if(P1=0xef) keyval=53; /可判斷是S53鍵被按下 if

15、(P1=0xdf) keyval=54; /可判斷是S54鍵被按下 if(P1=0xbf) keyval=55; /可判斷是S55鍵被按下 if(P1=0x7f) keyval=56; /可判斷是S56鍵被按下 P2=0x7f; /第三行置為低電平“0”（P1.2輸出低電平“0 if(P1=0xfe) keyval=57; /可判斷是S57鍵被按下 if(P1=0xfd) keyval=58; /可判斷是S58鍵被按下 if(P1=0xfb) keyval=59; /可判斷是S59鍵被按下 if(P1=0xf7) keyval=60; /可判斷是S60鍵被按下 if(P1=0xef) keyv

16、al=61; /可判斷是S61鍵被按下 if(P1=0xdf) keyval=62; /可判斷是S62鍵被按下 if(P1=0xbf) keyval=63; /可判斷是S63鍵被按下 if(P1=0x7f) keyval=64; /可判斷是S64鍵被按下 TR0=1; /開啟定時器T0 TH0=(65536-500)/256; /定時器T0的高8位賦初值 TL0=(65536-500)%256; /定時器T0的高8位賦初值 （4）響應過程當有呼叫發(fā)出是，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。void time0(void) interrupt 0 using 0 k

17、eyval=0x00;按鈕按下時，INTR0端口接地，發(fā)出中斷指令，使P3.7響鈴結束，LED回到00，如圖。圖12 復位按鍵設計結果與分析（可以加頁）： 1. 系統(tǒng)全局圖圖13 系統(tǒng)全局圖2. 當64號病房緊急呼叫時，顯示器顯示64并且系統(tǒng)發(fā)出警報音圖14 病房顯示3. 當值班人員響應呼叫時，按下復位鍵（即響應按鍵）時，顯示器復位，等待下一個病房呼叫。圖15 復位顯示圖16 復位按鈕設計體會與建議： 經過這些天的分析，設計和制作，我們終于成功的完成了病房呼救系統(tǒng)。半月的單片機課程設計，讓我對Proteus軟件的使用有了基本的掌握，在對題目的分析過程中，對以前所學的知識特別是單片機知識回顧的過

18、程也對Proteus和Keil uVision2有了更深層次的理解和領悟。在使用Proteus軟件畫圖時，對自己將理論知識運用到實際已經形成嚴謹思維都有很大幫助。通過翻閱資料，對單片機的知識也有了進一步的認識。在設計過程中，遇到了不少問題，老是和同學的講解給了我很大的幫助，讓我進一步認識到了同學的幫助及相互合作的重要性。這個課程設計對自己的思考及動手能力的提高有一定的幫助，對我們在步入社會之前得到鍛煉。附錄：實驗源程序#include /包含51單片機寄存器定義的頭文件unsigned char code Tab =0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8

19、,0x80,0x90; /數(shù)字09的段碼unsigned char keyval; /定義變量儲存按鍵值sbit p=P37;/*函數(shù)功能：數(shù)碼管動態(tài)掃描延時*/void led_delay(void) unsigned char j;for(j=0;j200;j+) ; /*函數(shù)功能：按鍵值的數(shù)碼管顯示子程序*/ void display(unsigned char k) P3=0xfe; /點亮數(shù)碼管1 P0=Tabk/10; /顯示十位 led_delay(); /動態(tài)掃描延時 P3=0xfd; /點亮數(shù)碼管2 P0=Tabk%10; /顯示個位 led_delay(); /動態(tài)掃描延時

20、 if(keyval!=0x00) p=0; /*函數(shù)功能：軟件延時子程序*/ void delay20ms(void) unsigned char i,j;for(i=0;i100;i+) for(j=0;j60;j+) ; /*函數(shù)功能：主函數(shù)*/ void main(void) EA=1; /開總中斷ET0=1; /定時器T0中斷允許 TMOD=0x01; /使用定時器T0的模式1TH0=(65536-500)/256; /定時器T0的高8位賦初值TL0=(65536-500)%256; /定時器T0的高8位賦初值TR0=1; /啟動定時器T0keyval=0x00; /按鍵值初始化為0

21、EX0=1; /允許使用外中斷 IT0=1; /選擇負跳變來觸發(fā)外中斷 while(1) /無限循環(huán) display(keyval); /調用按鍵值的數(shù)碼管顯示子程序/*函數(shù)功能：定時器0的中斷服務子程序，進行鍵盤掃描，判斷鍵位*/ void time0_interserve(void) interrupt 1 using 1 TR0=0; /關閉定時器T0 P1=0xff; /所有列線置為高電平? P2=0x00; /所有行線置為低電平“0”?” if(P1&0xff)!=0xff) /列線中有一位為低電平“0”，說明有鍵按下 delay20ms(); /延時一段時間、軟件消抖 if(P1&

22、0xff)!=0xff) /確實有鍵按下 P2=0xfe; /第一行置為低電平“0”（P1.1出低電平“0”） if(P1=0xfe) keyval=1; /可判斷是S1鍵被按下 if(P1=0xfd) keyval=2; /可判斷是S2鍵被按下 if(P1=0xfb) keyval=3; /可判斷是S3鍵被按下 if(P1=0xf7) keyval=4; /可判斷是S4鍵被按下 if(P1=0xef) keyval=5; /可判斷是S5鍵被按下 if(P1=0xdf) keyval=6; /可判斷是S6鍵被按下 if(P1=0xbf) keyval=7; /可判斷是S7鍵被按下 if(P1=

23、0x7f) keyval=8; /可判斷是S8鍵被按下 P2=0xfd; /第二行置為低電平“0”（P1.1出低電平“0”） if(P1=0xfe) keyval=9; /可判斷是S9鍵被按下 if(P1=0xfd) keyval=10; /可判斷是S10鍵被按下 if(P1=0xfb) keyval=11; /可判斷是S11鍵被按下 if(P1=0xf7) keyval=12; /可判斷是S12鍵被按下 if(P1=0xef) keyval=13; /可判斷是S13鍵被按下 if(P1=0xdf) keyval=14; /可判斷是S14鍵被按下 if(P1=0xbf) keyval=15;

24、/可判斷是S15鍵被按下 if(P1=0x7f) keyval=16; /可判斷是S16鍵被按下 P2=0xfb; /第三行置為低電平“0”（P1.2輸出低電平“0”） if(P1=0xfe) keyval=17; /可判斷是S17鍵被按下 if(P1=0xfd) keyval=18; /可判斷是S18鍵被按下 if(P1=0xfb) keyval=19; /可判斷是S19鍵被按下 if(P1=0xf7) keyval=20; /可判斷是S20鍵被按下 if(P1=0xef) keyval=21; /可判斷是S21鍵被按下 if(P1=0xdf) keyval=22; /可判斷是S22鍵被按下

25、 if(P1=0xbf) keyval=23; /可判斷是S23鍵被按下 if(P1=0x7f) keyval=24; /可判斷是S24鍵被按下 P2=0xf7; /第三行置為低電平“0”（P1.2輸出低電平“0 if(P1=0xfe) keyval=25; /可判斷是S25鍵被按下 if(P1=0xfd) keyval=26; /可判斷是S26鍵被按下 if(P1=0xfb) keyval=27; /可判斷是S27鍵被按下 if(P1=0xf7) keyval=28; /可判斷是S28鍵被按下 if(P1=0xef) keyval=29; /可判斷是S29鍵被按下 if(P1=0xdf) k

26、eyval=30; /可判斷是S30鍵被按下 if(P1=0xbf) keyval=31; /可判斷是S31鍵被按下 if(P1=0x7f) keyval=32; /可判斷是S32鍵被按下 P2=0xef; /第一行置為低電平“0”（P1.1出低電平“0”） if(P1=0xfe) keyval=33; /可判斷是S33鍵被按下 if(P1=0xfd) keyval=34; /可判斷是S34鍵被按下 if(P1=0xfb) keyval=35; /可判斷是S35鍵被按下 if(P1=0xf7) keyval=36; /可判斷是S36鍵被按下 if(P1=0xef) keyval=37; /可判

27、斷是S37鍵被按下 if(P1=0xdf) keyval=38; /可判斷是S38鍵被按下 if(P1=0xbf) keyval=39; /可判斷是S39鍵被按下 if(P1=0x7f) keyval=40; /可判斷是S40鍵被按下 P2=0xdf; /第二行置為低電平“0”（P1.1出低電平“0”） if(P1=0xfe) keyval=41; /可判斷是S41鍵被按下 if(P1=0xfd) keyval=42; /可判斷是S42鍵被按下 if(P1=0xfb) keyval=43; /可判斷是S43鍵被按下 if(P1=0xf7) keyval=44; /可判斷是S44鍵被按下 if(P1=0xef) keyval=45; /可判斷是S45鍵被按下 if(P1=0xdf