【正文】 基于單片機的病床呼叫系統(tǒng)作 者 qiqi指導(dǎo)教師摘要 系統(tǒng)是基于51系列的單片機設(shè)計的病床呼叫系統(tǒng)。該系統(tǒng)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(shù)字電路組成的能夠?qū)崿F(xiàn)病人和醫(yī)護人員之間信息的傳遞。在該設(shè)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(xiàn)循環(huán)顯示，醫(yī)護人員按下“響應(yīng)”鍵取消當前呼叫。此系統(tǒng)能夠為醫(yī)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(tǒng)。關(guān)鍵詞：單片機。矩陣鍵盤。點陣。LED顯示。呼叫系統(tǒng)目 錄引言 11 51系列單片機的簡介 1 單片機的發(fā)展介紹 1 單片機的結(jié)構(gòu)特點 2 單片機的實際應(yīng)用 2 控制器AT89C51 32 接口技術(shù) 4 鍵盤接口 4 顯示器接口 53 程序設(shè)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(tǒng)的設(shè)計實現(xiàn) 10 系統(tǒng)總體設(shè)計 10 系統(tǒng)硬件設(shè)計 11 系統(tǒng)軟件設(shè)計 15 系統(tǒng)的調(diào)試與結(jié)果 19結(jié)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(tǒng)是一種應(yīng)用于醫(yī)院病房、養(yǎng)老院等地方，用來聯(lián)系溝通醫(yī)護人員和病員的專用呼叫系統(tǒng)，是提高醫(yī)院水平的必備設(shè)備之一。病床呼叫系統(tǒng)的優(yōu)劣直接影響到病員的安危，歷來受到各大醫(yī)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(yī)院病房呼叫系統(tǒng)，主要為兩大類：有線式和無線式[2]。無線式病房呼叫系統(tǒng)不存在鋪設(shè)線路的問題，但是可靠性差，而且無線電波會干擾其他醫(yī)療儀器設(shè)備[3]。本文設(shè)計的是有線式的，適合較小的醫(yī)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(wěn)定，對其他醫(yī)療設(shè)備不會產(chǎn)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(yī)院。病床呼叫管理系統(tǒng)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(tǒng)正在逐步地向智能化發(fā)展，它可以和錄像機一起使用，當病人按下開關(guān)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(shè)備，能夠使病員及時快捷地與醫(yī)護人員進行溝通。1 51系列單片機的簡介 單片機的發(fā)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(shù)和體系結(jié)構(gòu)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(fā)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(chǔ)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(jié)構(gòu)：①設(shè)置了經(jīng)典、完善的8位單片機的并行總線結(jié)構(gòu)；②外圍功能單元由CPU集中管理的模式；③體現(xiàn)控制特性的地址空間和位操作方式；④指令系統(tǒng)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(fā)展的階段。這一階段主要是為了滿足測控系統(tǒng)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(fā)展階段。由于很多大半導(dǎo)體和電氣廠商都開始參與單片機的研制和生產(chǎn)。隨著單片機在各個領(lǐng)域全面深入的發(fā)展和應(yīng)用，逐漸出現(xiàn)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(tǒng)。[4] 單片機的結(jié)構(gòu)特點單片機是微型機的一個重要分支，它在結(jié)構(gòu)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(guī)模的集成電路芯片上。單片機內(nèi)是一種在線式實時控制計算機，在線式就是現(xiàn)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(jié)構(gòu)，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(tǒng)擴展容易等特點。 單片機的實際應(yīng)用單片機廣泛應(yīng)用于儀表儀器、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專用設(shè)備的智能化管理及過程控制等領(lǐng)域，大致可分為以下幾個范疇：（1）在智能儀器儀表上的應(yīng)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(yīng)用于儀器儀表中看，結(jié)合不同類型的傳感器，可以實現(xiàn)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(shù)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(shè)備（功率計、示波器和各種分析儀）。（2）在工業(yè)控制中的應(yīng)用用單片機可以構(gòu)成形式多樣的控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。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(tǒng)，與計算機聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成二級控制系統(tǒng)等。（3）在家用電器中的應(yīng)用可以這樣說，現(xiàn)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(diào)機、彩電、其他音響視頻器材、再到電子稱量設(shè)備，五花八門，無其不有，無所不在。（4）在計算機網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)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(xiàn)數(shù)據(jù)通信，為計算機網(wǎng)絡(luò)和通信設(shè)備間的應(yīng)用提供了極好的物質(zhì)條件，可以的通信設(shè)備基本上都實現(xiàn)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(tǒng)、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(yī)用設(shè)備領(lǐng)域中的應(yīng)用單片機在易用設(shè)備領(lǐng)域中的應(yīng)用相當廣泛，例如醫(yī)用呼吸機，各種分析儀，監(jiān)護儀，超聲波診斷設(shè)備及病床呼叫系統(tǒng)等等。此外單片機在工商、金融、科研、教育、國防、航空航天領(lǐng)域都有相當廣泛的應(yīng)用。 控制器AT89C51 AT89C51是美國ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓,高性能CMOS8位單片機，片內(nèi)含4k bytes的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲器(PEROM)和128 bytes的隨機存取數(shù) 據(jù)存儲器(RAM)，器件采用ATMEL公司的高密度，非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標準MCS51指令系統(tǒng),片內(nèi)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(yīng)用場合，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域[2]。主要特性：① 與MCS51產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容 ② 4K字節(jié)可重擦寫Flash閃速存儲器 ③ 1000次擦寫周期 ④ 全靜態(tài)操作:0Hz24MHz ⑤ 三級加密程序存儲器 ⑥ 1288字節(jié)內(nèi)部RAM ⑦ 32個可編程I/O口線⑧ 2個16位定時/計數(shù)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(jié)構(gòu)。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(fù)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(nèi)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(shù) 鍵盤接口在單片機的應(yīng)用系統(tǒng)中，通常都有人—機對話功能。它包含人對系統(tǒng)的狀態(tài)干預(yù)、數(shù)據(jù)的輸入以及應(yīng)用系統(tǒng)向人報告運行狀態(tài)與運行結(jié)果等。鍵盤成為人—機聯(lián)系的必要手段，此時需要配置適當?shù)逆I盤輸入設(shè)備[5]。 鍵盤工作原理鍵盤中的每個按鍵都是一個常開的開