基于at89s51單片機(jī)實(shí)現(xiàn)病房無線呼叫系統(tǒng)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 元件名、元件封裝、參數(shù)及元件之間連接關(guān)系的網(wǎng)絡(luò)表。 （ 8）文件保存及打印輸出 最后的步驟是文件保存及打印輸出。 使用 Pritel99SE 繪制的無線病房呼叫系統(tǒng)的原理圖 圖 8 PCB版圖 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 9 3 總體設(shè)計(jì) 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 本系統(tǒng)以 AT89S51 單片機(jī)為核心，通過無線接收模塊獲得病人呼叫信號(hào)，通過該單片機(jī)操作病房顯示電 路（利用病房顯示驅(qū)動(dòng)電路），蜂鳴器報(bào)警電路，二極管指示燈電路。 當(dāng)在初始化時(shí) ， 數(shù)碼管 顯示全零， 蜂鳴器 報(bào)警電路 ，指示燈電路 均不工作。 當(dāng)病人按下手中的遙控器時(shí)，相應(yīng)的數(shù)碼管則顯示對(duì)應(yīng)的病床號(hào)，對(duì)應(yīng)的蜂鳴器報(bào)警，指示燈顯示。 系統(tǒng)原理框架圖 原理 :無線發(fā)射模塊發(fā)射出報(bào)警信號(hào)，通過無線接收模塊接收，傳個(gè) AT89S51 單片機(jī)，通過對(duì)數(shù)據(jù)處理把信號(hào)通過指示燈電路，蜂 鳴器電路，數(shù)碼顯示電路做出響應(yīng)。 各個(gè)模塊的電路通過單片機(jī)的 I/O 口連接 利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)病房無線呼叫系統(tǒng) 10 圖 9 系統(tǒng)原理框架圖 系統(tǒng)總體電路圖 該電路圖就是設(shè)計(jì)的各模塊詳細(xì)的電路圖，并標(biāo)注了所使用器件的型號(hào)，引腳 圖 10 系統(tǒng)總體電路圖 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 11 硬件部分詳細(xì)設(shè)計(jì) 各模塊連接圖 該無線病房呼叫系統(tǒng)以 AT89S51 單片機(jī)為核心，通過其端口分別連接四個(gè)蜂鳴器報(bào)警器，四個(gè)數(shù)碼管顯示，四個(gè)指示燈，和一個(gè)無線接收設(shè)備 圖 11 模塊連接圖 LED 顯示屏模塊電路設(shè)計(jì) 使用器件 （ 1）共陰數(shù)碼管 介紹： 數(shù)碼管由七個(gè)條狀和一個(gè)點(diǎn)狀發(fā)光二極管管芯制成，稱為七段數(shù)碼管。根據(jù)其結(jié)構(gòu)的不同，可分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管兩種。 共陽共陰，是針對(duì)數(shù)碼管的公共腳而說的。簡(jiǎn)單來說就是里面的二極管連接方向相反 。 共陰極數(shù)碼管就是二極管的負(fù)極并在一起為公共端，正極分別代表 ah；正常工作時(shí)，負(fù)極要接低電平， ah接高電平，使二極管導(dǎo)通，就可點(diǎn)亮 ah。 共陽極數(shù)碼管就是二極管的正極并在一起為公共端，負(fù)極分別代表 ah。正常工作時(shí)，正極要接高電平， ah接低電平電平，使二極管導(dǎo)通，就可點(diǎn)亮 ah。 判斷方 法： 用兩節(jié)電池一根電線，測(cè)試！如點(diǎn)亮了，負(fù)極不動(dòng)，正極分別接其它端，如果也都能亮就是共陰。如果正極不動(dòng)，負(fù)極分別接其它端都能亮就是共陽 （ 2） 74HC164 74HC164 是串入并出器件 ,串入是一位一位進(jìn)的 ,先進(jìn)入的后出。 利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)病房無線呼叫系統(tǒng) 12 例如 :數(shù)碼管要顯示數(shù)字 1,數(shù)字 1 共陰數(shù)碼管的并口代碼是 06,二進(jìn)制是00000110,所以要顛過來 送數(shù) ,先送高位后出高位 ,為 01100000,代碼為 60,這樣才能顯示數(shù)字 1 電路設(shè)計(jì) 主要由 74HC164 和數(shù)碼管組成的 ,通過串口輸入和串口輸出把號(hào)碼顯示到數(shù)碼管上，由于原串口已被分配給提示燈電路，通過 P P2口模擬了 4個(gè)串口，由 4個(gè) 74HC164來實(shí)現(xiàn)， 在程序中主要是用循環(huán)來實(shí)現(xiàn)給一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)，輸入一個(gè)數(shù)據(jù)，當(dāng)有病人按下手中的呼救器時(shí)，數(shù)碼管將顯示出是幾號(hào)床位上的病人呼叫 ,而且一直在顯示 ,直到有護(hù)士發(fā)現(xiàn)，將其復(fù)位。 數(shù)碼管顯示電路如下： 圖 12 數(shù)碼管顯示電路 蜂鳴器 報(bào)警模塊電路設(shè)計(jì) 蜂鳴器報(bào)警電路是由 電阻，三極管，蜂鳴器三部分組成。蜂鳴器報(bào)警電路占用了四個(gè) I/O口， 分別接在 P2口的 引腳上。三極管起開關(guān)作用，當(dāng)基極處于高電平時(shí)，三極管導(dǎo)通，蜂鳴器發(fā)出報(bào)警聲，當(dāng)基極處于低電平時(shí)，三極管關(guān)斷，蜂鳴器不發(fā)出報(bào)警。 蜂鳴器如圖 24所示： 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 13 圖 13 蜂鳴器電路圖 二極管提示燈模塊電路設(shè)計(jì) 指示燈電路由 1K電阻和發(fā)光二極管組成，其中發(fā)光二極管陰極接 AT89S51 單片機(jī)的 4個(gè) I/O口，分別接在 P3 口的 引腳上 ，發(fā)光二極管陽極與電源間接電阻是為了防止電流過大燒壞二極管設(shè)置的。 圖 14 提示燈電路 無線接收模塊電路設(shè)計(jì) 無線接收模塊電路由三極管和無線接收設(shè)備組成，分別占用了 4個(gè) I/O 口，接在P1口的 口上 圖 15 無線收發(fā)模塊 軟件部分詳細(xì)設(shè)計(jì) 系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)流程圖 程序?qū)崿F(xiàn)思路：當(dāng)有病房呼叫的報(bào)警信號(hào)時(shí)，通過寫一個(gè)簡(jiǎn)單循環(huán)語句判斷是哪個(gè)病房的鍵按下的， 當(dāng)是判斷出是一號(hào)病房按下時(shí)，則退出循環(huán)，一號(hào)病房對(duì)應(yīng)的指示燈亮，蜂鳴器報(bào)警，數(shù)碼顯示管顯示病房號(hào)，若不 是時(shí)，則繼續(xù)進(jìn)入循環(huán)程序，判斷是否是二號(hào)病房，依次進(jìn)行判斷，并且時(shí)刻判斷。 利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)病房無線呼叫系統(tǒng) 14 3號(hào)病房鍵按下判斷是哪個(gè)病房鍵按下2號(hào)病房鍵按下程序初始化1號(hào)病房鍵按下 4號(hào)病房鍵按下數(shù)碼管顯示病房號(hào)指示燈亮蜂鳴器報(bào)警數(shù)碼管顯示病房號(hào)指示燈亮蜂鳴器報(bào)警數(shù)碼管顯示病房號(hào)指示燈亮蜂鳴器報(bào)警數(shù)碼管顯示病房號(hào)指示燈亮蜂鳴器報(bào)警 圖 16 流程圖 初始化實(shí)現(xiàn) 在判斷哪個(gè)病房呼叫前要首先將程序初始化，數(shù)碼顯示管全部顯示為零，發(fā)光二極管熄滅，指示燈不亮，并且判斷是否有按鍵按下 代碼實(shí)現(xiàn)如下： BEGIN: MOV TMOD,10H MOV TH1,3CH MOV TL1,0B0H SETB ET1 SETB TR1 CLR BC1 CLR BC2 CLR BC3 CLR BC4 CLR FLAG1 CLR FLAG2 CLR FLAG3 CLR FLAG4 顯示模塊功能實(shí)現(xiàn) 當(dāng)有按鍵按下時(shí)，就會(huì)調(diào)用顯示子程序，在電路圖中使用的是：串行方式，假如內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 15 現(xiàn)在是 2 號(hào)床位上的病人呼叫，則在數(shù)碼管上應(yīng)顯示 “2”，串行方式中，數(shù)碼管上顯示的數(shù)字是先成二進(jìn)制數(shù)，再一位一位地輸進(jìn)去的，然后才顯示數(shù)字。這里是在模擬串口，因?yàn)樵搯纹瑱C(jī)中只有一個(gè)串口，而這里要用多個(gè)串口。當(dāng)這段程序執(zhí)行完以后，再進(jìn)入循環(huán)。十進(jìn)制數(shù)與相應(yīng)二進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換表 (如表 1 所示 )。 表 1 十進(jìn)制與二進(jìn)制 轉(zhuǎn)換表 顯示數(shù)值 a b c d e f g dp 驅(qū)動(dòng)代碼（ 16進(jìn)制） 0 1 2 3 4 5 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 3FH 06H 5BH 4FH 66H 6DH 串口顯示代碼： TAB: DB 0fCh, 60h, 0dAh, 0f2h, 66h, 0b6h 二極管指示燈模塊功能實(shí)現(xiàn) 通過不斷的掃描無線接收模塊所接的 I/O 口是高電平還是低電平來判斷是否有病人呼叫，當(dāng)是低電平時(shí)，病床數(shù)碼管將顯示數(shù)據(jù)送表首地址 ，找出顯示數(shù)字的串口代碼，從而通過循環(huán)判斷是幾號(hào)病房在呼叫。 實(shí)現(xiàn)代碼如下： START: CLR C MOV DPTR, TAB MOV A, R0 MOVC A,@A+DPTR MOV R1, 9 S1: CJNE R0, 1, S2 S2: CJNE R0, 2, S3 SJMP SS2 S3: CJNE R0, 3, S4 SJMP SS3 S4: CJNE R0, 4, S1 LJMP SS4 利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)病房無線呼叫系統(tǒng) 16 蜂鳴器報(bào)警模塊功能實(shí)現(xiàn) 如果有病人呼叫，即有按鍵按下，那么相應(yīng)的蜂鳴器所接的 I/O口也設(shè)置為高電平，而且每一個(gè)蜂鳴器發(fā)出的聲音是不一樣的，同時(shí)與床位號(hào)對(duì)應(yīng)的指示燈也會(huì)亮。在程序中只用一條語句即可實(shí)現(xiàn)： CLR ，因?yàn)樵诒倦娐吩O(shè)計(jì)時(shí)，每個(gè)引腳都是低電平有效的，所 以在清零時(shí)蜂鳴 器才能發(fā)出聲音。 無線接收模塊功能實(shí)現(xiàn) 四個(gè)報(bào)警模塊實(shí)現(xiàn)相互獨(dú)立 設(shè)計(jì)思路： 把定時(shí)器當(dāng)鐘表用，時(shí)鐘總在不停的走，判斷有病房呼叫了，開始聲光報(bào)警 10S，四路報(bào)警相互獨(dú)立，誰不干擾誰 實(shí)現(xiàn)代碼如下： WS1: MOV A, R7 ADD A, 200 MOV 31H, A SETB BC1 SETB FLAG1 LJMP TT2 4 系統(tǒng)測(cè)試以及實(shí)現(xiàn)過程中出現(xiàn)的問題 系統(tǒng)硬件測(cè)試 (1)靜態(tài)檢查。根據(jù)硬件電路圖核對(duì)元器件的型號(hào)、極性、安裝是否正確，檢查硬件電路連線是否與電路圖一致，有無短路、虛焊等現(xiàn)象。 (2)通電檢查。通電檢查時(shí)，可以模擬各種輸入信號(hào)分別送入電路的各有關(guān)部分，觀察 I/O 口的動(dòng)作情況，查看電路板上有無元器件、冒煙、異味等現(xiàn)象，各相關(guān)設(shè)備的動(dòng)作是否符合要求，整個(gè)系統(tǒng)的功能是否符合要求。 系統(tǒng)軟件測(cè)試 程序模塊編寫完成后，通過匯編或編譯后，在開發(fā)系統(tǒng)上進(jìn)行調(diào)試。調(diào)試時(shí)應(yīng)先分別調(diào)試各模塊子程序，調(diào)試通過后，在調(diào)試中斷服務(wù)子程序最好調(diào)試主程序，并將各部分進(jìn)行聯(lián)調(diào)。 出現(xiàn)的問題及解決辦法 在操作過程中注意以下幾個(gè)問題 （ 1）焊接電路時(shí)一定要焊實(shí)，有些焊接的地方表面上是焊上了，但 實(shí)際上里面是空的，影響電路的通暢。 （ 2）當(dāng)顯示界面不顯示時(shí)，最有可能是電路問題，應(yīng)當(dāng)好好檢查一下電路是否焊好，器件的正負(fù)極是否接反，器件是否是壞的等問題。 （ 3）若是一切電路正常，當(dāng)出現(xiàn)遙控系統(tǒng)無法進(jìn)行遙控時(shí)應(yīng)當(dāng)檢查電源電壓是否過低，可能是電壓過低無法正常啟動(dòng)設(shè)備，應(yīng)當(dāng)及時(shí)更換電源。 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 17 （ 4）編寫的程序在編譯過成中一定要設(shè)置一下編譯器，否則出現(xiàn)不了 hex 文件 （ 5）燒寫過程中燒寫的事 hex 文件，燒寫時(shí)還要注意不要把 AT89S51 弄反，否則無法處理器很容易被燒壞。 利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)病房無線呼叫系統(tǒng) 18 結(jié) 束