【正文】 多功能呼叫機(jī)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)論文作者姓名：申請學(xué)位專業(yè)：自動(dòng)化申請學(xué)位類別：工學(xué)學(xué)士指導(dǎo)教師姓名（職稱）：論文提交日期：多功能呼叫機(jī)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)摘 要為使醫(yī)院、茶樓、小區(qū)等公共服務(wù)場所工作效率的提高和資源的合理配置，多功能呼叫機(jī)系統(tǒng)漸漸走入很多公共服務(wù)場所。醫(yī)院多功能呼叫機(jī)就是一個(gè)很好的例子，它改變了傳統(tǒng)高聲急促吶喊式的呼叫，使得呼叫變得簡單、快捷。本設(shè)計(jì)以醫(yī)院多功能呼叫機(jī)作為設(shè)計(jì)藍(lán)本，運(yùn)用單片機(jī)專業(yè)知識(shí)，設(shè)計(jì)了模擬醫(yī)院呼叫的醫(yī)院多功能呼叫機(jī)。該設(shè)計(jì)的主分機(jī)均以52單片機(jī)為核心，采用NRF24L01無線模塊收發(fā)數(shù)據(jù)，NS73作為語音發(fā)射核心、RAD5807作為語音接收芯片、DS1302作為時(shí)鐘源、AT24C02存儲(chǔ)呼叫記錄、LCD12864顯示呼叫狀態(tài)等信息。軟件部分，使用Keil C51語言編制了相應(yīng)的分析、控制軟件程序。通過電子元件選型、硬件繪制、程序編寫，軟硬件聯(lián)調(diào)，大部分完成了呼叫機(jī)系統(tǒng)。系統(tǒng)具有語音和按鍵呼叫、語音和按鍵回復(fù)、顯示呼叫和存儲(chǔ)查詢呼叫歷史等功能，滿足醫(yī)院進(jìn)行病員監(jiān)護(hù)的需要。經(jīng)過測試表明，本系統(tǒng)可靠性教高，功耗低，使用便捷，實(shí)用價(jià)值極強(qiáng)。關(guān)鍵詞：呼叫機(jī)；52單片機(jī)；NRF24L01；NS73；雙工通信Design and Implementation of Multifunctional Machine CallAbstractTo enable hospitals, restaurants, residential and other public service establishments rational allocation of work efficiency and resources, multi call systems gradually into many public service establishments. Call the hospital multifunction machine is a good example, it has changed the traditional style of the call loud cry shortness makes the call bees simple and fast.The design calls hospital multifunction machine as a design blueprint, the use of singlechip expertise to design analog multifunction call the hospital to call the hospital machine. The designs are the main extension 52 microcontroller core, using NRF24L01 wireless data transceiver module, NS73 as a voice transmitter core, RAD5807 as a voice receiver chip, DS1302 as the clock source, AT24C02 store call records, LCD12864 display call status and other information. Software section, use the Keil C51 language preparation of the corresponding analysis, control software program.Selection, hardware rendering electronic ponents, programming, hardware and software FBI, most plete local calls. And key system with voice calls, voice and touch response, call display and call history stored queries and other functions to meet the hospital 39。s patient care needs. After tests showed that this system teach high reliability, low power consumption, easy to use, practical value highly.Key words: call machines。 52 microcontroller。 NRF24L01。 NS73。 duplex munication目 錄論文總頁數(shù)： 44頁1 引言 1 課題的背景與意義 1 呼叫機(jī)的現(xiàn)狀和發(fā)展 1 課題的研究方法 12 方案設(shè)計(jì) 2 設(shè)計(jì)要求 2 主要任務(wù) 2 基本功能 2 系統(tǒng)總體方案 3 設(shè)計(jì)內(nèi)容 3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 3 硬件方案選擇和論證 5 主控芯片模塊 5 無線收發(fā)模塊 6 語音模塊 6 時(shí)鐘模塊 7 存儲(chǔ)模塊 8 穩(wěn)壓模塊 8 顯示模塊 8 軟件方案選擇和論證 8 9 9 語音收發(fā)程序設(shè)計(jì) 9 按鍵調(diào)整程序設(shè)計(jì) 9 9 9 93 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì) 9 系統(tǒng)硬件概述 9 主要單元模塊設(shè)計(jì) 10 電平轉(zhuǎn)換模塊電路 10 語音發(fā)送模塊電路 10 語音接收模塊電路 11 無線收發(fā)模塊電路 11 LED提示報(bào)警模塊電路 13 無線語音主控模塊電路 14 時(shí)鐘模塊電路 14 按鍵模塊電路 15 顯示模塊電路 15 存儲(chǔ)模塊電路 16 信息顯示主控模塊電路 16 分機(jī)呼叫模塊電路 17 分機(jī)主控模塊電路 174 系統(tǒng)軟件程序的設(shè)計(jì) 18 編程軟件選擇 18 系統(tǒng)流程圖 18 各單元模塊程序 21 NRF24L01無線收發(fā)子程序 21 NRF24L01設(shè)置模式和讀狀態(tài)寄存器子程序 22 呼叫子程序 23 串口通信子程序 24 信息顯示函數(shù) 25 時(shí)間調(diào)整子程序 27 歷史記錄顯示子程序 28 語音發(fā)送模塊程序 28 語音接收模塊程序 295 調(diào)試運(yùn)行 30 參數(shù)測試 30 電壓參數(shù)測試 30 時(shí)鐘芯片誤差測試 31 語音采集放大電壓測試 31 通信距離測試 31 硬件調(diào)試 32 電源調(diào)試 32 復(fù)位電路調(diào)試 32 時(shí)鐘電路調(diào)試 32 液晶顯示電路調(diào)試 32 語音采集模塊調(diào)試 33 軟件調(diào)試 33 實(shí)時(shí)時(shí)間錯(cuò)誤 33 串口通信異常 33 初始化界面顯示混亂圖 34 軟件整體調(diào)試 34 軟硬聯(lián)調(diào) 34結(jié) 論 36參考文獻(xiàn) 37致 謝 38聲 明 39附 錄 401 引言 課題的背景與意義伴隨電子半導(dǎo)體技術(shù)的迅猛發(fā)展，特別是大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，給我們的生活帶來了最直觀性的改變，尤其是隨著單片機(jī)技術(shù)成熟而應(yīng)運(yùn)而生的產(chǎn)品已經(jīng)走進(jìn)了千家萬戶。改革開放以來，我國科技的如雨后春筍蓬勃發(fā)展，電力電子行業(yè)獲得長足穩(wěn)定的發(fā)展，各種電子產(chǎn)品琳瑯滿目，隨著電子產(chǎn)品的更迭變換風(fēng)馳電掣，功能日漸強(qiáng)大，款式新穎、貼切生活的電子產(chǎn)品不斷問世。醫(yī)院多功能呼叫機(jī)則是發(fā)展趨勢中的代表，醫(yī)院多功能呼叫機(jī)順應(yīng)了人們對醫(yī)療方面的要求。該系統(tǒng)是一種應(yīng)用于醫(yī)院病房、養(yǎng)老院、KTV等地方，用于醫(yī)護(hù)人員與病員溝通聯(lián)系的專用呼叫系統(tǒng)，是提高醫(yī)院服務(wù)水平的必備設(shè)備之一。多呼叫系統(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(shí)、準(zhǔn)確可靠、簡便可行、利于推廣。它的出現(xiàn)給醫(yī)護(hù)人員以及病患人員帶來的諸多方便，避免了很多醫(yī)療事故，其作用更是不言而喻。 呼叫機(jī)的現(xiàn)狀和發(fā)展目前市場上存在著許多種型號(hào)不一功能各異的醫(yī)院病房呼叫系統(tǒng)；按呼叫方式來分類，主要分為按鍵呼叫和語音呼叫兩大類。單純的按鍵呼叫系統(tǒng)，功能單一，呼叫原因模糊不清，越來越不能滿足現(xiàn)代醫(yī)院醫(yī)護(hù)人員與患者的的需求。而按信號(hào)傳送途徑來分類，主要分為有線式和無線式。有線式病房呼叫系統(tǒng)存在布線較多、鋪設(shè)線路復(fù)雜、影響美觀、日常維護(hù)困難等問題，故不太適宜大型的醫(yī)院。本文設(shè)計(jì)的是無線式兼容按鍵和語音兩種方式的呼叫系統(tǒng)，適合中大型的醫(yī)院病房使用，具有成本低，易于操作、安裝和維護(hù)，而且具有可靠穩(wěn)定，對其他醫(yī)療設(shè)備產(chǎn)生干擾小等特點(diǎn)。病房呼叫系統(tǒng)便于病員快捷的呼叫護(hù)士站值守醫(yī)生和護(hù)士，縮短人工呼叫的時(shí)間。當(dāng)今病房呼叫系統(tǒng)正在逐步地向智能化發(fā)展，它可以和對講機(jī)、電話乃至攝像頭一起使用，當(dāng)病人按下開關(guān)時(shí)，在護(hù)士值班室的大屏幕能夠更直觀地觀察病人的狀態(tài)，了解病人的需要。越來越智能化的病房呼叫系統(tǒng)使病員及時(shí)快捷地與醫(yī)護(hù)人員進(jìn)行溝通，醫(yī)護(hù)人員更及時(shí)地了解病人此時(shí)的情況以及需求。 課題的研究方法隨著社會(huì)的發(fā)展，智能化程度的逐漸提高。也對病房呼叫系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠性，功能豐富性，維護(hù)便利性有了更高的要求。于是本項(xiàng)目對方案設(shè)計(jì)實(shí)施者的電子、通信技術(shù)要求也很高，不僅考察了對單片機(jī)的掌握能力更加強(qiáng)調(diào)了對單片機(jī)擴(kuò)展芯片的應(yīng)用以及C51程序編寫。而且要求設(shè)計(jì)的多功能呼叫機(jī)在操作上力求簡潔，功能上盡量齊全，顯示界面也要豐富出彩。該多功能呼叫機(jī)主機(jī)使用兩片STC89C52RC主控芯片搭建控制模塊，命名為MCU1和MCU2；MCU1作為無線數(shù)據(jù)收發(fā)和語音收發(fā)的控制芯片，MCU2作為呼叫數(shù)據(jù)存儲(chǔ)/讀取、實(shí)時(shí)時(shí)間讀取/寫入，信息顯示的控制芯片，MCU1和MCU2之間進(jìn)行串口通信，傳輸呼叫信息。使用拾音器為主體搭建語音采集電路，日本新瀉精工專業(yè)NS73作為FM發(fā)射芯片搭建語音發(fā)送平臺(tái)，RDA5807為主體接收語音信息，通過耳機(jī)或音響播放語音。以NRF24L01+為主體搭建無線收發(fā)模塊，AT24C02為主體搭建信息存儲(chǔ)模塊，DS1302為主體搭建實(shí)時(shí)時(shí)間模塊，LCD12864為主體搭建信息顯示模塊，按鍵為主體搭建按鍵呼叫模塊和實(shí)時(shí)信息調(diào)整模塊，LED為主體搭建信息呼叫提醒模塊。該多功能呼叫機(jī)有兩個(gè)分機(jī)MCU3和MCU4，且設(shè)計(jì)電路完全相同，此處以MCU3為例介紹。MCU3同樣以STC89C52RC作為主控芯片搭建控制模塊。以FM電波形式發(fā)送和接收語音，按鍵和LED為主體搭建按鍵呼叫和回復(fù)提示模塊。該多功能呼叫機(jī)的設(shè)計(jì)既需要較強(qiáng)的硬件電路圖和PCB圖繪制能力、也需要PCB銅板的焊接調(diào)試能力，更需要相當(dāng)能力的keil軟件C51編程能力，設(shè)計(jì)的重難點(diǎn)在于NRF24L0DS130AT24C0LCD12864的程序編寫，核心問題在于FM調(diào)頻收發(fā)和NRF24L01的軟硬件的調(diào)試。2 方案設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)要求 主要任務(wù)1) 可實(shí)現(xiàn)基于按鍵的呼叫方式；2) 可進(jìn)行呼叫后LED或蜂鳴器報(bào)警提示；3) 可進(jìn)行患者與護(hù)士雙向通話；4) 裝置的電氣原理圖和PCB圖5) 設(shè)計(jì)完成各模塊的程序流程圖、源程序；6) 完成裝置的調(diào)試；7) 驗(yàn)證實(shí)現(xiàn)裝置的功能；8) 醫(yī)院住院樓大多一層樓配備一個(gè)護(hù)士站。本設(shè)計(jì)以1個(gè)樓層，1個(gè)護(hù)士站主機(jī)，2個(gè)病房分別1個(gè)分機(jī)，每病房3個(gè)病員來模擬呼叫系統(tǒng)； 基本功能設(shè)計(jì)一個(gè)具有按鍵呼叫方式、使用無線傳輸呼叫方式信息及內(nèi)容信息，使用顯示屏顯示當(dāng)前狀態(tài)的醫(yī)院多功能呼叫機(jī)。可液晶顯示呼叫對應(yīng)的房號(hào)病床號(hào)、呼叫時(shí)間；存儲(chǔ)一段時(shí)間內(nèi)的呼叫記錄；使用無線傳輸模式方便布線和安裝； 系統(tǒng)總體方案 設(shè)計(jì)內(nèi)容此設(shè)計(jì)方案中分機(jī)和主機(jī)均已STC89C52RC為控制核心。結(jié)合外圍模塊電路實(shí)現(xiàn)對呼叫機(jī)的控制，其具體設(shè)