基于单片机的病床呼叫系统_毕业论文

基于单片机的病床呼叫系统_毕业论文内容摘要：

和高级语言 为单片机的三大主要编程语言。 机器语言 机器语言 一种 用二进制代码 “0”和 “1”表示指令和数据 的语言。 它是最早使用的程序设计语言。 因为 计算机 有个关键点它只会 识别二进制代码 ， 所以 它 能够快速识别 程序命令 ， 并 且 非常快的进行操作。 但 其缺点是：麻烦 、 消耗时间多 ， 难以记忆，让人看不懂等。 汇编语言 汇编语言是用助记符来表示的 ， 对机器使用的一种语言。 不同的机器所使用的汇编语言一般是不同的。 汇编 语言更 容易 让人 理解， 而且 方便 于我们 记忆。 但也有 局限性，移植性差。 高级语言 高级语言 是 所有 计算机 共同使用的一种 语言 ， 在 我们日常中 单片机 应用最多的 高级语言就 是 C 语言。 单片机 C 语言的特点 ① 语言非常的简单明了。 ② 其表达方式非常的灵活有用，可多种运算与表达。 ③ 表达形式强，易理解，可编写软件又可开发应用，运算符有 34 种。 ④ 所表现出的内容质量高，易于修改调试。 ⑤ 结构化程序设计。 ⑥ 可以移植到另外一个完全不同环境中，方便。 编程软件 所使用的单片机 C 语言 编程软件 Keil C51 是 51 系列兼容单片机 C 语言软件开发系统，通过一个集成开发环境（ uVision）将 C 编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等组合起来。 C 语言 有很多的好处 和优点，特别是与汇编语言相比较优势明显，是南昌大学共青学院毕业设计（论文） 第 4 章 程序设计语言 11 实际运用的不二之选。 Keil 软件需要 WIN9 20 XP 、 NT 等系统 才可运行。 若 用 C 语言编程， Keil是不二之选。 仿真软件 Proteus 是一款电路分析和实物仿真软件，它是由英国有名 Labcenter 公司所设计开发的，它的运用非常 广泛实用，在各种系统上都有其作用。 例如在 微软所设计的 Windows 系列系统之中 ，可以 进行 仿真 程序 、 并且 分析各种模拟器件和集成电路。 如图 所示，为本设计仿真图： 图 南昌大学共青学院毕业设计（论文） 第 5 章 基于单片机的病床呼叫系统的设计实现 12 第 5 章 基于单片机的病床呼叫系统的设计实现 系统总体设计 功能要求 本课题 主要是为了实现以下目的： ① 医院病房呼叫时，护士室可清楚的显示呼叫的病床号 ； ② 有声音提示功能； ③ 可一次显示多个病 床 号； ④ 呼叫处理完后可以复位； 设计 思路 根据本论文的设计要求， AT89C51 单片机为此病房呼叫系统的最重要一部分，通过按键来控制单片机的 I/O 口，每一个按键所对应的床位都不同。 在病人没有按键呼叫的时候，单片机系统等待工作，当病人按下按键时，单片机系统将识别病人的床位号码，然后在护士房的 LCD 显示屏中显示此病床号码，并且进行呼叫提醒护士。 护士听见呼叫，便可立即观察屏幕上的病床号。 然后按下复位键停止系统呼叫，接着去救助病人。 如果多人呼叫，液晶显示屏中依然会显示呼叫号码，按下复位键依然可同时停止呼叫。 总体结构框图 本次设计的病房呼叫系统所用单片机的是 AT89C51， 它是 主 要 的 控制 器， 还有 按键 输入电路 以及 显示电路 和 以及晶振复位电路等 ，它们 共同 购成了这个病房呼叫系统。 图 病房呼叫系统结构框图 南昌大学共青学院毕业设计（论文） 第 5 章 基于单片机的病床呼叫系统的设计实现 13 系统硬件设计 硬件构成示意图 图 硬件构成示意图 外围电路设计 控制器 AT89C51 复位电路： RST 引脚 就是让系统复位的信号输入端 ， 当电平高的时候才 会 有用。 因为这个系统的特别型所以还需要 按钮复位方式 ，这样就可以 以防止系统死机。 如图所示 (a)： 图 (a) 上电复位和按键复位 时钟电路： 电路如下图所示， 电容采用 30pF 电容： 南昌大学共青学院毕业设计（论文） 第 5 章 基于单片机的病床呼叫系统的设计实现 14 图 (b) 内部时钟电路 键盘电路设计 通过单片机的 I/O 口直接接按键 的一端，另一端接地，按键按下时就会出现一个低电平，从而单片机相对应的 I/O 口引脚也为低电平，通过这个方法来识别是那个按键按下。 电路图如图 所示。 图 显示电路设计 在 LED 的点阵显示中 计算公式： 刷频率（帧频） =1/16T0 溢出率 =1/16f/12（ 65536t） 其中 的 f 是 晶振频率， t 是 定时器 T0 初值（工作在 16 位定时器模式）。 接着 显示驱动程序 搜索 现在正在发光 的行号， 再接着 从显示缓存区内读取下一行的显示数据，并通过串口发送给移位寄存器。 不能出现拖尾现象 ，驱动程序要求 关闭显示屏 ，等显示数据打入输出锁存器并锁存，然后再输出新的行号，重新打开显示。 图 为显示驱动程序（显示屏扫描函数）流程图： 南昌大学共青学院毕业设计（论文） 第 5 章 基于单片机的病床呼叫系统的设计实现 15 图 显示驱动流程图 图 控制按键 控制电路设计 三个控制按键分别接 ， ， 口（如图 所示）， 医护室系统有呼叫声发出，按下按钮 ，单片机执行中断程序。 示警电路 报警电路由一个 LED 灯与 口相接， 当键按下时 ， 灯就会闪烁 ， 同时报警，这时医护人员就会注意去检查病人身体状况。 系统软件设计 设计的软件环境简介 Keil c 对于 AT89C51 的控制设计，以 Keil c 软件编程环境， proteus 软件电路仿真。 进入中断 定时器赋初 读取行号并增加 1 送新行显示数据 消隐 切换显示数据 发送新行号，打开显示 退出中断 Up Down Ok 南昌大学共青学院毕业设计（论文） 第 5 章 基于单片机的病床呼叫系统的设计实现 16 二者的结合为该系统的设计提供有利条件。 Keil c 软件界面，如图 所示： 图 Keil_c 软件界面 Keil c 把变成鱼仿真共同结合 ， 它可以让 C 语言与汇编语言共同使用 [14]。 Proteus ISIS Proteus ISIS 是英国 Labcenter 公司开发的电路分析与实物仿真软件。 它运行于Windows 操作系统上，可以仿真、分析 (SPICE)各种模拟器件和集成电路。 该软件的特点是： （ 1） 完全适合本论文病房呼叫系统设计，优点很多。 （ 2） 有各种各样的仿真功能与虚拟仪器 [13]。 Proteus ISIS 软件 是 一款集单片机和 SPICE 分析于一身的仿真软件， 它的作用非常的多，而且功能完善有用。 Proteus ISIS 工作界面与 windows 界面如出一辙 ， 由 图 就可以看出 ： 南昌大学共青学院毕业设计（论文） 第 5 章 基于单片机的病床呼叫系统的设计实现 17 图 电路仿真界面 Proteus 启动后。 点击 左侧工具栏中的 P(从库中选择元件命令 )命令，在 Pick Devices 左 边 窗口中 进行 选择 ，选出关键字 ， 接着 把 元件 放好 并调整方向和位置以及参数设置，最后进行连线 [16]如图 电路仿真界面 所示。 系统程序设计 系统主程序设计的流程 主程序程序描述： 开始初始化， 对各存储单元 进行此操作 ， 接着设定定时初值 ， 然后进行清零的设定，按下清零键 ， 再接着对键盘进行扫描 ， 看是否有键按下， 如 过 有键按下，则观察液晶屏上的数字，如果是 1，则 1 号呼叫，如果没有则按下清零键从新清零进行设定。 显示电路流程图 南昌大学共青学院毕业设计（论文） 第 5 章 基于单片机的病床呼叫系统的设计实现 18 图 (a) 按键总数显示程序流程图 （ 1）按下键总数显示子程序描述（图 (a)按键总数显示程序流程图） 系统的调试与结果 做完实物设计后我们必须对自己所设计的系统进行调试与修改，再得出结果，这一项工作在开发设计系统的过程中是必不可少的一个环节 ， 这个环节中又包含许多重要的过程，而且每个工程也是比不可少的。 想要完美的系统就必须不断改善 ，而其中就包括 控制系统的硬件校准，校准调试，系统仿真软件，模拟燃烧和现场安装调试等几部分。 等系统配置 设计完成后， 接着就是 是系统硬件 的 调试 了 ， 调节 在 工作室 调试成功，有硬件和软件的保障是很容易找到的漏洞， 漏洞找到后我们需 促进和完善改进。 通过调试，现场操作 ， 反复这样操作 ， 若 没有发现故障，我们 就可以算 完成整个 系统的设计工作。 N N 初始化 计算键值子程序 有新信号吗 ? (COUNTER)+1 INC FLAG 40 个单 元扫描完。 调 BCD 调整子程序 调显示子程序 返回 开始 标志位是 否为 1。 定时是否 达到 1S。 调显示子程序 存储单元加 1 N Y N Y Y 南昌大学共青学院毕业设计（论文） 第 5 章 基于单片机的病床呼叫系统的设计实现 19 调试界面显示 用 Proteus 软件编程， 在电脑中仿真显示系统仿真界面 ： 图 (a) 系统初始化界面 图 (b) 按下 2 号 键后界面 图 (c) 按下 4 号 键后显示界面 图 (d)同时按下 23 号 键后显示界面 结果分析 启动电源 清零， 显示屏 未显示数据如图 （ a）所示 ， 接着 按下 第 2 个 键时如 图 (b)所示 ， 即显示 显示 2 号病床 呼叫 ；界面上 就 一个病床按下，在起始位置显示；如果现在不按 复位按键 ，再按下 第 二 个 键时 4 号键如 图 (d)所示 ，按键 循环显示 ,说明该系统有记忆功能 ， 不会 删除 之前按下的 按键数字 ； 说明了电路的有效性。 由 图可知 ，本系统实现了 我们需要的 功能：显示 了 病床号， 同时警报闪烁灯提醒了医护人员 ， 如果 有多个病床同时呼叫， 依然可以 显示 多个 病床号，不会使前面的数字消失，保存好了信息 ， 护士们则可以有效的处理呼叫信息不会遗漏。 通过 本次的 PROTEUS 软件仿真， 达到了我所需求的目的，满足了我的论文需求。 南昌大学共青学院毕业设计（论文） 结论 20 结论 通过 本次的 PROTEUS 软件仿真， 达到了我所需求的目的，满足了我的论文需求。 在这次的毕业论文设计中我查阅了许多相关的资料文件，学会了很多的东西。 比如我学会了如何从开始的构思到制作完成一个作品。 中间的过程虽然会有很多的问题出现，但我依然很享受这次论文设计。 问题让我们了解自己的缺点与不足，同时会令我换位思考，让我的思维更加严谨。 因为我的不足，所以让我更加渴望知识。 此次设计中我的不足有很多：不够了解 Proteus 仿真和 Wave 仿真， C 语言学的也不是很精通，有很多编程方式都忘记了，相关软件的熟悉度还不够，其实刚开始做这个设计时我都完全乱了，一点头绪都没有，不知道从哪里开始着手，中间需要干嘛。 后来老师对我精心的指导告诉我该如何做起，从哪着手，需了解哪些相关知识书籍。 在查阅相关书籍的过程中，我发现有许多的资料对我有帮助，但因为上课时没有学好，所以有许多的不懂。 同学知道后帮助我，加上我的不断努力，我才慢慢开始有了设计灵感与方案。 所以此次论文设计与制作中，我学会。