【正文】 使進位標(biāo)志位與其他可位尋址的位之間進行邏輯與、或操作。CPU執(zhí)行指令時，由程序存儲器中讀取的指令代碼送入指令寄存器，經(jīng)譯碼后由定時與控制電路發(fā)出相應(yīng)的控制信號，完成指令功能。因此，本設(shè)計的顯示電路采用7段數(shù)碼管作為顯示介質(zhì)。動態(tài)接口采用各數(shù)碼管循環(huán)輪流顯示的方法，當(dāng)循環(huán)顯示的頻率較高時，利用人眼的暫留特性，看不出閃爍顯示現(xiàn)象，這種顯示需要一個接口完成字形的輸出(字形選擇)，另一接口完成各數(shù)碼管的輪流點亮(數(shù)位選擇)。串行數(shù)據(jù)輸入端（A，B）可控制數(shù)據(jù)。本設(shè)計串行口的工作方式為方式0。接收必須預(yù)先置REN=1（允許接收）和RI=0,當(dāng)8位數(shù)據(jù)接收完，RI被置為“1”,此時，可通過讀SBUF指令，將串行數(shù)據(jù)讀入。本設(shè)計系統(tǒng)采用的是非編碼鍵盤。 聲音告警電路考慮到該系統(tǒng)是用于醫(yī)院里的，告警聲音必須夠響亮卻不刺耳，不那么令人心煩，本設(shè)計病床呼叫控制系統(tǒng)的聲音告警電路采用蜂鳴器發(fā)聲音；又考慮到直接接單片機I/0口可能驅(qū)動電流不夠大的問題，采用三極管驅(qū)動蜂鳴器發(fā)聲。但考慮到實際應(yīng)用中復(fù)位按鍵產(chǎn)生信號出現(xiàn)的時間的任意性，本設(shè)計采用一個外部中斷口作為復(fù)位按鍵信號的輸入口。本設(shè)計的基本原理大概是：正常工作下的單片機系統(tǒng)通過不停地對呼叫開關(guān)電路掃描、不停地讀8052單片機呼叫開關(guān)電路床　號顯　示電　路呼救告警電路　　　　　　　一床號顯示復(fù)位按鍵復(fù)位、時鐘等輔助電路　　　　　　　　　圖21 病床呼叫控制系統(tǒng)的硬件原理框圖取呼叫開關(guān)電路的狀態(tài)，監(jiān)控鍵盤的所有呼叫開關(guān)，當(dāng)有病床呼叫出現(xiàn)，單片機就會讀取到，并調(diào)用對應(yīng)的程序分析所呼叫的開關(guān)號碼，單片機分析出該呼叫開關(guān)號碼后將其存儲起來，并發(fā)送第一個呼叫開關(guān)的床號信息至顯示電路，判斷是否發(fā)出聲音。 單片機系統(tǒng)時鐘電路的設(shè)計單片機的時鐘信號用來提供單片機內(nèi)各種微操作的時間基準(zhǔn)，8051片內(nèi)設(shè)有一個由反向放大器所構(gòu)成的振蕩電路，XTAL1和 XTAL2分別為振蕩電路的輸入和輸出端，8XX51單片機的時鐘信號通常用兩種電路形式得到：內(nèi)部振蕩方式與外部振蕩方式。P1在每一個狀態(tài)S的前半部分有效，P2在每個狀態(tài)的后半部分有效。圖中，電容器C1時序MCS51典型的指令周期（執(zhí)行一條指令的時間稱為指令周期）為一個機器周期，一個機器周期由六個狀態(tài)（十二振蕩周期）組成。圖23 8051時序圖23給出了8051單片機的取指和執(zhí)行指令的定時關(guān)系。如果是雙字節(jié)單機器周期指令，則在同一機器周期的S4期間讀入第二個字節(jié)，若是單字節(jié)單機器周期指令，則在S4期間仍進行讀，但所讀的這個字節(jié)操作碼被忽略，程序計數(shù)器也不加1，在S6P2結(jié)束時完成指令操作。對于雙字節(jié)單機器周期指令，通常是在一個機器周期內(nèi)從程序存儲器中讀入兩個字節(jié)，唯有MOVX指令例外。 單片機系統(tǒng)復(fù)位電路的設(shè)計單片機的復(fù)位操作則使單片機的片內(nèi)電路初始化，使單片機從一種確定的狀態(tài)開始運行。　　　圖222 系統(tǒng)復(fù)位電路圖根據(jù)應(yīng)用的要求，復(fù)位操作通常有兩種基本形式：上電復(fù)位、開關(guān)復(fù)位。當(dāng)單片機已在運行之中時，按下復(fù)位鍵也能使RST持續(xù)一段時間的高電平，從而實現(xiàn)上電且開關(guān)復(fù)位的操作。復(fù)位期間不產(chǎn)生ALE及PSEN信號。 數(shù)碼顯示電路的設(shè)計　　圖２ 數(shù)碼管內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳圖1) 數(shù)碼顯示管　七段數(shù)碼顯示管分共陽數(shù)碼管和共陰數(shù)碼管兩種，本設(shè)計采用的是共陽數(shù)碼管，其結(jié)構(gòu)及引腳排列如圖2所示。該顯示電路由2個共陽極動態(tài)數(shù)碼管、2個74HC164移位寄存器和3個二極管組成。由于采用的是共陽的數(shù)碼顯示管，所以，只要數(shù)碼管的a、b、c、d、e、f、g、h引腳為低電平，那么其對應(yīng)的二極管就會發(fā)光，使數(shù)碼顯示管顯示0～9的編碼為gfedcba=03H,9FH,25H,0DH,99H,49H,41H,1FH,01H,09H 聲音告警電路的設(shè)計　　 圖224 聲音告警電路圖本設(shè)計病床呼叫控制系統(tǒng)中，單片機的告，告警聲音用蜂鳴器發(fā)聲，蜂鳴器發(fā)聲音連續(xù)的聲音告警。 顯示復(fù)位電路的設(shè)計8XX51單片機有5個中斷源，增強型8XX52增加了一個定時/計時器，共有6個中斷源，它們只有兩個中斷源在片外，其余的中斷源都是在片內(nèi)。一般情況下，將利用消抖開關(guān)產(chǎn)生中斷請求信號，電路如圖2251所示。矩陣鍵盤按鍵的狀態(tài)同樣需變成數(shù)字?jǐn)?shù)字量“1”和“0”，開關(guān)的一端（列線）通過電阻接VCC，開關(guān)另一端（行線）的接地是通過程序輸出數(shù)字“0”實現(xiàn)的。本設(shè)計鍵盤電路如這種程序設(shè)計思想稱為模塊化程序設(shè)計思想。 　　本設(shè)計系統(tǒng)所用到的單片機端口數(shù)比較多，為了方便讀者閱讀程序，節(jié)省讀者的閱讀與理解時間，在這里將對病床呼叫控制系統(tǒng)的硬件資源的大概分配加以說明，供讀者參考?！　　　　　D332系統(tǒng)進入到床號顯示程序后，馬上對串口的輸出方式進行設(shè)定，設(shè)定為方式0,然后讀取所按鍵編碼讀取指針當(dāng)前指向的地址的編碼（對應(yīng)列表的偏移量），查找個位數(shù)的列表，輸出顯示的個位數(shù)，一幀輸出完后，清除中斷標(biāo)志，然后繼續(xù)查找十位數(shù)的列表，輸出顯示的十位數(shù)；發(fā)完十位數(shù)后，清中斷標(biāo)志，等待下次的發(fā)送（顯示）。只有當(dāng)前顯示的床號不為“0”即有病床呼叫時，系統(tǒng)才會發(fā)出告警聲音。當(dāng)系統(tǒng)外部有中斷信號輸入時，系統(tǒng)馬上暫停正在執(zhí)行的程序轉(zhuǎn)到該中斷入口地址，執(zhí)行中斷程序?！　　　　　　　　　　　　　　　　? 圖334 鍵值處理程序　　當(dāng)系統(tǒng)檢測到有病床呼叫時，就調(diào)用鍵值處理程序。如果八行檢測完都沒發(fā)現(xiàn)所按的鍵，則看作是抖動的情況，返回到鍵盤掃描狀態(tài)；若檢測到所按的鍵，則計算出所按鍵的鍵值以確定是哪個鍵按下，并暫存該鍵值；這時，再通過掃描所按鍵鍵值存儲單元，判斷該鍵是否已經(jīng)按過并還存儲在鍵值存儲單元中，若發(fā)現(xiàn)沒有，則存儲該鍵值并返回到鍵盤掃描狀態(tài)，否則直接返回到掃描狀態(tài)而不再存儲該鍵值。本設(shè)計的病床呼叫控制系統(tǒng)的PCB圖如圖41所示，圖中比較細的線連接的兩點是要通過導(dǎo)線連接，在實際制作時，可適當(dāng)?shù)卦黾右幌露探泳€，以減少使用導(dǎo)線連接。選用萬用表的200歐姆檔，用紅、黑表筆測試印刷電路板的每條走線，當(dāng)其電阻非常小時，證明走線沒有斷開，當(dāng)其電阻很大時，證明該條走線斷了，應(yīng)該重新走線，使電路板電氣上連接。第二步：通電調(diào)試(1) 檢查系統(tǒng)時鐘電路凡是單片機系統(tǒng)，正常運行的必要條件是單片機系統(tǒng)的時鐘穩(wěn)定正常。單片機正常工作時，RST復(fù)位引腳應(yīng)為0V(3) 檢查聲音告警電路（默認輸出是高電平）時，蜂鳴器發(fā)出告警聲音；，蜂鳴器不會發(fā)出聲音，說明電路正常。點擊圖433中的“閃電”圖標(biāo)，出現(xiàn)，點確定后，再點擊圖433中的“A”字圖標(biāo)，出現(xiàn)對話框，完成后，按軟件默認選項，點擊“OK”－“OK”―“OK”燒錄完成；否則重新檢查硬件連接后再重新燒錄。（測試程序見附錄F） 呼叫開關(guān)掃描及鍵值處理的測試首先將測試呼叫開關(guān)掃描及鍵值處理的程序燒錄到單片機上，將單片機插回病床呼叫控制系統(tǒng)并連接好病床呼叫開關(guān)。這時，蜂鳴器發(fā)出告警聲音，數(shù)碼顯示管顯示“03”號；按一次床號顯示復(fù)位按鈕后，蜂鳴器繼續(xù)響，數(shù)碼顯示管顯示“04”號；再按一次顯示復(fù)位按鈕，數(shù)碼顯示管顯示“23”號，蜂鳴器繼續(xù)發(fā)出聲音告警；再繼續(xù)按顯示復(fù)位按鈕，數(shù)碼顯示管清0，告警聲音停止。第一步，按下鍵盤中的一個呼叫開關(guān)，系統(tǒng)發(fā)出告警聲音，數(shù)碼顯示管顯示出該呼叫開關(guān)的號碼；第二步，再按下另一個呼叫開關(guān)，系統(tǒng)繼續(xù)發(fā)出聲音告警，數(shù)碼顯示管顯示的號碼不變；第三步，再按一次第一次按下的呼叫開關(guān)，系統(tǒng)繼續(xù)發(fā)出告警聲音，數(shù)碼顯示管顯示的號碼不變；第四步，按下一次床號顯示復(fù)位按鈕S2，數(shù)碼顯示管顯示出第二次按下的呼叫開關(guān)的號碼，系統(tǒng)繼續(xù)發(fā)出告警聲音；第五步，再按一次床號顯示復(fù)位按鈕S2，告警聲音停止，數(shù)碼顯示管顯示“００”而非第三步按下的號碼。另一特色是介紹很多新型的接口器件，如串行EPROM、串行A/D、V/F、F/V監(jiān)控器等。[4].劉守義，楊宏麗，五靜霞，單片機應(yīng)用技術(shù)，西安電子科技大學(xué)出版社2002年8月本書采用教、學(xué)、做相結(jié)合的教學(xué)模式，以理論夠用、著眼應(yīng)用的觀點，通過實訓(xùn)引入、不斷拓寬思路的方法講述掌握單片機應(yīng)用技術(shù)所需的基礎(chǔ)知識和基本技能。[6].張旭濤、曾現(xiàn)峰，單片機原理與應(yīng)用，北京理工大學(xué)出版社2007年2月本書主要內(nèi)容這MCS51單片機的基本結(jié)構(gòu)及其原理，單片機的指令系統(tǒng)與程序初步設(shè)計，單片機中斷、定時與計數(shù)原理，單片機系統(tǒng)的擴展應(yīng)用，單片機工業(yè)控制應(yīng)用及相關(guān)實驗等。[8].何宏，龔?fù)镏竞?，單片機原理與接口技術(shù)，國防工業(yè)出版社2006年1月本書以國內(nèi)最行的80C51/89C51單片機為主線，深入淺出地介紹了80/C51/89C51系列單片機的基本原理和接口技術(shù)。[10].［美］德蘭佐 微機接口技術(shù)實驗教程(英文版)，機械工業(yè)出版社2004年1月本書是作者在美國加州大學(xué)伯克利分校15年教學(xué)經(jīng)驗的結(jié)晶。書中主題包括模擬放大器、信號處理、模/數(shù)及數(shù)/模轉(zhuǎn)換、電子傳感器、激勵器、數(shù)字模擬接口電路、數(shù)據(jù)分析與控制等。組開關(guān)的號碼由連接在擴展槽1的公共端決定，當(dāng)公共端連接“1”時，該組呼叫開關(guān)的顯示號碼被定為1～8，當(dāng)公共端連接“2”時，則該組呼叫開關(guān)的號碼被定為9～16，并以此類推，本設(shè)計的病床呼呼控制系統(tǒng)最多可以控制8組即64個病床呼叫開關(guān)。系統(tǒng)返回到監(jiān)控狀態(tài)。各功能部件由內(nèi)部總線聯(lián)接在一起。 ② XTAL2內(nèi)部振蕩電路反相放大器的輸出端。② ALE/ 正常操作時為ALE功能（允許地址鎖存）提供把地址的低字節(jié)鎖存到外部鎖存器，ALE 引腳以不變的頻率（振蕩器頻率的）周期性地發(fā)出正脈沖信號。同樣可以驅(qū)動八LSTTL輸入。輸入/ ， ， ， 。③ P2口（ ）是一個帶有內(nèi)部提升電阻的8位準(zhǔn)雙向I/O口，在訪問外部存儲器時，它輸出高8位地址?！　「戒汥　單片機相關(guān)簡單指令介紹為了使初學(xué)者對單片機有一個全面的認識和便于仿真軟件、實驗系統(tǒng)的使用，先介紹幾個簡單的指令，其它的指令在第三章中系統(tǒng)講解。CJNE A，data，rel 該指令的功能是累加器A與立即數(shù)data比較，若不相等程序轉(zhuǎn)到標(biāo)號rel去執(zhí)行，若相等程序向下順序執(zhí)行。堆棧操作　I．入棧操作　　 PUSH dir；SP+1 SP,(dir) (SP) 　　POP dir；(SP) (dir),SP1 SP　堆棧操作指令說明：［1］ 初始化時SP＝07H，如不重置SP，將從內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器08H單元開始壓入；［2］ 堆棧操作是字節(jié)數(shù)據(jù)操作，每次壓入或彈出一個8位數(shù)；堆棧的生長方向和8086相反，入棧時棧頂向地址增加的方向生長，即SP先加1,再壓入；彈出按地址減少的方向進行，即先彈出，SP再減1。使蜂鳴器不響 MOV TMOD,10H 。邊沿觸發(fā)方式，允許中斷，開中斷開關(guān) MOV R7,08H MOV R0,6FH 。顯示指針首地址 ACALL DISP ACALL T100MSD ACALL T100MSD ACALL T100MSD。不停地測是否有鍵盤按下，P2不全為１則有HAVE: ACALL STORAGE 。****************************。檢測第一行鍵盤NEXT: MOV B,A 。加8為下一行編碼 MOV R4,A MOV A,B RL A 。判斷所按鍵是該行第幾個，得列碼 POP ACC ADD A,R4 。檢測所按鍵是否已經(jīng)按下過并還在存儲單元 MOV A,R6 MOV R0,A RETNET1: DEC R0 CJNE R0,67H,NET2 MOV A,R6 MOV R0,A 。顯示子程序。輸出個位數(shù)到串口 JNB TI,$ 。********************************。關(guān)告警聲音 CJNE R1,40H,AB1 ACALL DISP POP PSW POP ACC SETB EA RETIAB1: MOV R1,40H 。聲音子程序。允許T1中斷 POP PSW RET VOICE:DJNZ R2,EFB CPL MOV R2,05H 。列表3。****************************************T10MSD:SETB RS0 MOV R3,12TM: MOV R5,128TM1: DJNZ R5,TM1 DJNZ R3,TM CLR RS0 RETT100MSD:MOV R3,200TM2: MOV R5,125TM3: DJNZ R5,TM3 DJNZ R3,TM2 RET END2．床號顯示電路測試程序 ORG 0000H AJMP START ORG 0003H MOV SP,70H MOV SCON,0 。暫存行掃描碼 MOV P2,0FFH MOV P0,A MOV A,P2 。掃描下一行 CJNE A,0FEH,NEXT 。清０ DEC R0