基于單片機的病床呼叫系統-畢業論文(已修改)

　

【正文】 基于單片機的病床呼叫系統作 者 qiqi指導教師摘要 系統是基于51系列的單片機設計的病床呼叫系統。該系統以AT89C51單片機為核心輔以矩陣鍵盤、LED點陣顯示電路和部分簡單模擬和數字電路組成的能夠實現病人和醫護人員之間信息的傳遞。在該設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，多人使用時可實現循環顯示，醫護人員按下“響應”鍵取消當前呼叫。此系統能夠為醫院提供一個成本低、效率高、操作方便和易于安裝維護的快捷系統。關鍵詞：單片機。矩陣鍵盤。點陣。LED顯示。呼叫系統目 錄引言 11 51系列單片機的簡介 1 單片機的發展介紹 1 單片機的結構特點 2 單片機的實際應用 2 控制器AT89C51 32 接口技術 4 鍵盤接口 4 顯示器接口 53 程序設計語言 9 機器語言 9 匯編語言 9 高級語言 94 基于單片機的病床呼叫系統的設計實現 10 系統總體設計 10 系統硬件設計 11 系統軟件設計 15 系統的調試與結果 19結論 20致謝 20參考文獻 21附錄 22附錄A：原理圖 22附錄B：源程序 22引言病床呼叫系統是一種應用于醫院病房、養老院等地方，用來聯系溝通醫護人員和病員的專用呼叫系統，是提高醫院水平的必備設備之一。病床呼叫系統的優劣直接影響到病員的安危，歷來受到各大醫院的普遍重視。它要求及時、準確可靠、簡便可行、利于推廣[1]。目前市場上存在著許多種型號不一功能各異的醫院病房呼叫系統，主要為兩大類：有線式和無線式[2]。無線式病房呼叫系統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療儀器設備[3]。本文設計的是有線式的，適合較小的醫院病房使用，具有成本低，易于操作、安裝和維護，而且具有可靠穩定，對其他醫療設備不會產生干擾的特點；但受到布線較多，影響美觀，故不適宜較大的醫院。病床呼叫管理系統便于病員快捷的呼叫護士，縮短人工呼叫的時間。當今病房呼叫系統正在逐步地向智能化發展，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護人員進行溝通。1 51系列單片機的簡介 單片機的發展介紹單片機也被稱作“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 Microputer”，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SCM。單片機的發展歷史大致分為4個階段。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。第二階段：單片機的完善階段。Intel公司在MCS48的基礎上推出了完善的、典型的MCS51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：①設置了經典、完善的8位單片機的并行總線結構；②外圍功能單元由CPU集中管理的模式；③體現控制特性的地址空間和位操作方式；④指令系統趨于豐富和完善，并且增加了許多突出控制功能的指令。第三階段：向微控制器發展的階段。這一階段主要是為了滿足測控系統要求的各種外圍電路和接口電路，突出其職能化控制能力。第四階段：單片機的全面發展階段。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展和應用，逐漸出現了高速、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。[4] 單片機的結構特點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模的集成電路芯片上。單片機內是一種在線式實時控制計算機，在線式就是現場控制，需要有較強的抗干擾能力，較低的成本。單片機由于這種結構，所以具有很多顯著的特點。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擴展容易等特點。 單片機的實際應用單片機廣泛應用于儀表儀器、家用電器、醫用設備、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：（1）在智能儀器儀表上的應用單片機具有體積小、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。例如精密的測量設備（功率計、示波器和各種分析儀）。（2）在工業控制中的應用用單片機可以構成形式多樣的控制系統、數據采集系統。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，與計算機聯網構成二級控制系統等。（3）在家用電器中的應用可以這樣說，現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、其他音響視頻器材、再到電子稱量設備，五花八門，無其不有，無所不在。（4）在計算機網絡和通信領域的應用現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數據通信，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、列車無線通信、再到日常工作中隨處可見的移動電話，集群移動通信，無線對講機等。（5）單片機在醫用設備領域中的應用單片機在易用設備領域中的應用相當廣泛，例如醫用呼吸機，各種分析儀，監護儀，超聲波診斷設備及病床呼叫系統等等。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。 控制器AT89C51 AT89C51是美國ATMEL公司生產的低電壓,高性能CMOS8位單片機，片內含4k bytes的可反復擦寫的只讀程序存儲器(PEROM)和128 bytes的隨機存取數 據存儲器(RAM)，器件采用ATMEL公司的高密度，非易失性存儲技術生產，兼容標準MCS51指令系統,片內置通用8位中央處理器(CPU)和Flash存儲單元，功能強大AT89C51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[2]。主要特性：① 與MCS51產品指令系統完全兼容 ② 4K字節可重擦寫Flash閃速存儲器 ③ 1000次擦寫周期 ④ 全靜態操作:0Hz24MHz ⑤ 三級加密程序存儲器 ⑥ 1288字節內部RAM ⑦ 32個可編程I/O口線⑧ 2個16位定時/計數器 ⑨ 5個中斷源 ⑩ 可編程串行UART通道 AT89C51單片機采用40Pin封裝的雙列直插 DIP結構。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；時鐘電路引腳 XTAL1和 XTAL2；控制信號引腳包含：復位輸入端 RET，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。 Vcc RST EA/Vpp ALE/PROG PSEN XTAL2 XTAL1 Vss AT89C51 AT89C51單片機引腳圖2 接口技術 鍵盤接口在單片機的應用系統中，通常都有人—機對話功能。它包含人對系統的狀態干預、數據的輸入以及應用系統向人報告運行狀態與運行結果等。鍵盤成為人—機聯系的必要手段，此時需要配置適當的鍵盤輸入設備[5]。 鍵盤工作原理鍵盤中的每個按鍵都是一個常開的開