【正文】 機 1 系統(tǒng)和分機 2 系統(tǒng)構成，由于分機 1 和分機 2 幾乎完全相同，以下以分機 1 為例介紹。 （ 4）信息顯示函數(shù)。 IO資源分配完全和主機無線語音主控模塊相同，在此不重復介紹。 具體電路原理圖如圖 314 所示。 4 個按鍵的功能分別為：模式選擇、信息加 1/查詢呼叫記錄、信息減 信息確認 /退出查詢模式。 本單片機是線收發(fā)控制、語音模塊控制、 LED 提示報警控制、串口通信的主控芯片。 NRF24L01+模塊外部有 8 個引腳，簡易引腳圖如圖 34 和 35 所示。 ASM1117 包含 1 個齊納調節(jié)的帶隙參考電壓以 并且通過輸入端和輸出端的濾波 確保輸 輸出 精度在 177。 函數(shù)設計 函數(shù)主要由初始化、忙檢測、寫命令、寫數(shù)據(jù)、清屏、讀數(shù)據(jù)、寫數(shù)據(jù)、 顯示初始界面、顯示無呼叫界面、顯示呼叫界面、顯示查詢界面、顯示調整界面子程序構成。 主要做串口初始化、時鐘、顯示、存儲、調整的控制之用。1%以內 [4]。 綜上，存 儲芯片選擇 AT24C02。PROM 存儲器，復位控制器和看門狗定時器一體的芯片。 方案 2：采用 DALLAS 的 DS1302 時鐘芯片。 方案 4：使用 NS73 作為 FM 發(fā)射芯片， STD15L104 為控制芯片組成語音發(fā)送模塊，以 RAD5807 作為接收芯片， STC15L104 為控制芯片搭建語音接收模塊。 方案 3：使用挪威 Nordic 公司基于 SPI 協(xié)議的 NRF24L01+射頻收發(fā)芯片，工作于 ~ 的 ISM 頻段， NRF24L01+工作電壓為 ~，內置硬件 CRC 檢錯，處于發(fā)送模式時（ 0dBm）工作電流為 ，處于接收模式時（ 2Mbps）工作電流為 ，休眠電流為 ，空中傳輸率有 250kbps、1Mbps 和 2Mbps 三模式，未集成 MCU，無內部存儲器。而且其配套編程軟件 IAR 早已成熟，有很多開源代碼，對編程幫助很大。 4）編寫按鍵呼叫、調整、查詢、串口通信子程序。 3） LED 提示模塊：設計使用 8 個 LED，代表呼叫、回復狀態(tài)的提醒。 MCU3 同樣以 STC89C52RC 作為主控芯片搭建控制模塊。 課題的研究方法 隨著社會的發(fā)展，智能化程度的逐漸提高。 呼叫機的現(xiàn)狀和發(fā)展 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)；按呼叫方式來分類，主要分為按鍵呼叫和語音呼叫兩大類。 NS73。軟件部分，使用 Keil C51 語言編制了相應的分析、控制軟件程序。該設計的主分機均以 52 單片機為核心，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 作為時鐘源、 AT24C02 存儲呼叫記錄、 LCD12864 顯示呼叫狀態(tài)等信息。 NRF24L01。 它的出現(xiàn)給醫(yī)護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。越來越智能化的病房呼叫系統(tǒng)使病員及時快捷地與醫(yī)護人員進行溝通，醫(yī)護人員更及時地了解病人此時的情況以及需求。 該多功能呼叫機有兩個分機 MCU3 和 MCU4，且設計電路完全相同，此處以 MCU3 為例介紹。 2）無線收發(fā)模塊：設計使用 NRF24L01+模塊，進行無線數(shù)據(jù)收發(fā)。 3）編寫 、 、 AT24C02 子程序。 16 位 RISC 結構，使 MSP430 運算速度很快 。 方案 2：使用 TI 公司基于 ZigBee 協(xié)議的 CC2530 無線收發(fā)芯片，工作于 的 ISM 頻段， CC2530 工作電壓為 2V~，集成增強型 8051MCU，系統(tǒng)內有 8KB RAM， 32KB~256KB Flash存儲器， CPU主動接收模式下為 24mA，主動發(fā)送模式下為 29mA， 最高工作 速率 500kbps。 利用該芯片能全雙工的壓縮和解壓 ，其壓縮率可在 2kb p s～ 9. 6kb p s 范圍內，由軟件調節(jié) , 且具有 FEC(前向糾錯 ) 、 VAD(語音激活檢測 ) 功能和 DTMF 信號檢測功能 [2]，但一片 AMBE20xx 的價格在￥ 150~￥ 230 之間，成本過高。 時鐘模塊 方案 1：直接采用單片 機定時計數(shù)器提供秒信號，使用程序實現(xiàn)年、月、日、星期、時、分、秒信息提供，采用此種方案雖然減小芯片的使用，節(jié)約成本，但是極大增大軟件編程難度，最缺陷的還是其提供的時間誤差太大，不容直視。 第 8 頁 共 44 頁 存儲模塊 AT24CXX 系列是集 E178。 方案 2：使用 AT24C08 或以上，由于上面我們以最大需求存儲空間估算得到至多使用 160B 的存儲空間，而 AT24CXX 系列的價格隨著存儲容量的增大而更高，在滿足設計需求的前提下，本著從簡節(jié)約的原則，我們放棄此選擇。電路包含 1 個齊納調節(jié)的帶隙參考電壓以確保輸出電壓的精度在 177。 軟件方案選擇和論證 第 9 頁 共 44 頁 和 函數(shù)設計 主程序主要結構都由一個 while(1)大循環(huán)構成， 主要做串口初始化、無線收發(fā)控制、按鍵和語音回復控制、串口通信之用。 函數(shù)設計 函數(shù)主要由 DS1302 初始化、讀寄存器命令、寫寄存器命令、讀數(shù)據(jù)、寫數(shù)據(jù)子程序構成。 電平轉換模塊電路 電平轉換采用 和 芯片，目的是將電池 9V 轉換為 5V 和 從而供電給其他芯片 。此處我們使用的事 NRF24L01+模塊，高達 2Mbps 的工作速率，兼具 CRC 檢錯和自動應答機制 [7]。 具體電氣原理圖如圖 38 所示 圖 38 LED 提示報警 模塊電氣原理圖 第 14 頁 共 44 頁 無線語音主控模塊電路 STC89C52RC 晶科技推出的新一代超強抗干擾 /高速 /低功耗 /的單片機，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051 單片機， 12 時鐘 /機器周期和 6 時鐘周期可以任意選擇，內部集成 MAX810 專用復位電路，時鐘頻率在 12MHZ 一下時，復位腳可以接地。 時鐘電路如圖 310 所示： 圖 310 時鐘模塊電氣原理圖 按鍵模塊電路 利用 4 個按鍵來修改 DS1302 的實時時間和查詢歷史呼叫記錄，使得時間準確無誤以及方便呼叫歷史的查詢調錄。本單片機是顯示模塊控制、按鍵調整模塊控制、時鐘模塊控制、存儲模塊、串口通信的主控芯片。本單片機是無線收發(fā)控制、按鍵呼叫模塊、語音呼叫模塊、語音模塊控制、 LED 回復提示控制、串口通信的主控芯片。 （ 3）呼叫子程序。當主機無線語音收到無線呼叫時，無線語音主控系統(tǒng)與本系統(tǒng)進行串口通信，發(fā)送呼叫信息。 開始串口初始化NRF 24 L 01初始化設 NRF 24 L 01為接收模式判斷是否有呼叫是否為按鍵呼叫是否為語音呼叫回復按鍵是否按下點亮對應 LED串口發(fā)數(shù)據(jù)播放語音串口發(fā)數(shù)據(jù)YNYNNY是否為按鍵回復是否為語音回復轉發(fā)送模式發(fā)回復數(shù)據(jù)轉發(fā)送模式發(fā)語音YYYNNN 第 20 頁 共 44 頁 圖 42 主機信息顯示系統(tǒng)程序流程圖 分機 1 主控系統(tǒng)可分為主程序模塊（包含按鍵呼叫模塊、語音呼叫模塊）、無線收發(fā)模塊。 配置為接收模式子程序，調用子程序 SPI_RW_Reg(WRITE_REG + CONFIG, 0x0f)；配置為發(fā)送模式子程序，調用子程序 SPI_RW_Reg(WRITE_REG + CONFIG, 0x0e)；讀狀態(tài)寄存器子程序，調用子程序 sta = SPI_Read(STATUS)。 byte = (byte1)。 圖 46 呼叫子程序流程圖 串口通信子程序 串口通信子程序，包含串口初始化、串口發(fā)送數(shù)據(jù)、串口接收數(shù)據(jù)、串口中斷子程序。主要編寫通過模擬 IIC 總線從而將呼叫記錄的數(shù)據(jù)寫入到 AT24C02 并且能夠在查詢時讀出數(shù)據(jù)給 12864 顯示。ser _ flag = 0 。 delayus(2)。 write_lcd_mand(0x34)。主要編寫液晶的初始化、寫數(shù)據(jù)、寫指令、讀數(shù)據(jù) 、顯示歡迎界面、顯示無呼叫界面、顯示呼叫界面、顯示時間調整界面、顯示查詢記錄界面。主要編寫通過初始化，讀指 令，寫指令、讀數(shù)據(jù)、寫數(shù)據(jù)從而實現(xiàn)對時間的控制。 } return(byte)。 for(i=0。 開始NRF 24 L 01初始化是否呼叫按鍵按下是否為按鍵呼叫是否為語音呼叫是否有消息回復NRF 24 L 01 發(fā)數(shù)據(jù)NRF 24 L 01 發(fā)送語音呼叫標志NS 73 發(fā)語音YNYNNY是否是按鍵回復是否為是語音回復回復指示燈亮RDA 5807上電 、 接收語音YYYNNN轉換為接收模式轉為發(fā)送模式N 第 22 頁 共 44 頁 圖 44 無線收、發(fā)子程序程序流程圖 當 中主程序調用無線發(fā)送、無線接收子程序時，開始進入本程序流程。其系統(tǒng)程序流程圖如圖 41所示。 系統(tǒng)流程圖 主機軟件系統(tǒng)由無線語音系統(tǒng)和信息顯示系統(tǒng)構成。 4 系統(tǒng)軟件程序的設計 編程軟件選擇 軟件系統(tǒng)在本次設計中尤其重要，基本功能大部分是由軟件完成的，語 音收發(fā)模塊、無線模塊的收發(fā)控制部分同樣需要軟件的密切配合才能順利實現(xiàn)。 I/0 口分配： ： 12864 數(shù)據(jù)輸入端口； ： LCD12864 數(shù)據(jù)指令選擇端口； ： LCD12864 讀寫操作端口； ： LCD12864 使能端口； ： LCD12864 串并行選擇端口； ： AT24C02 時鐘端口； ： AT24C02 數(shù)據(jù)端口； ： DS1302 時鐘輸入端口 ： DS1302 數(shù)據(jù)輸入端口； ： DS1302 復位端口 第 17 頁 共 44 頁 串口通信端口； ： 按鍵 圖 314 信息顯示主控模塊電氣原理圖 分機呼叫模塊電路 分機呼叫電路由按鍵和語音兩部分構成，但都由按鍵觸發(fā)。 圖 311 按鍵調整模塊電氣原理圖 顯示模塊電路 采用 12864 帶中文字庫的液晶顯示屏，利用其有完備的漢字顯示庫和數(shù)字 第 16 頁 共 44 頁 圖像顯示能力和較大的屏幕和顯示亮度調節(jié)功能，能夠顯示更多的信息。P3 口還具有第二功能，用于特殊信號輸入 輸出和控制信號（屬控制總線）。 表 32 NRF24L01+模式控制規(guī)則表 模式 PWR_UP PRIM_RX CE FIFO 寄存器狀態(tài) 接收模式 1 1 1 — 發(fā)射模式 1 0 1 數(shù)據(jù)在 TX_FIFO 寄存器中 發(fā)射模式 1 0 1→ 0 處于發(fā)射模式，等待數(shù)據(jù)發(fā)完 待機模式 II 1 0 1 TX_FIFO 為空 待機模式 I 1 — 0 無正在傳輸?shù)臄?shù)據(jù) 掉電模式 0 — — — 當主分機按下呼叫 /回復按鍵，或語音通信開關時， NRF24L01 開始工作，NRF 初始化后默認進入發(fā)送模式，發(fā)送數(shù)據(jù)時，需要向設定頻段設定通道設定目 標地址傳輸數(shù)據(jù)。 具體原理圖如圖 32 所示。無線收發(fā)由 NRF24L01+模塊構成，語音模塊由、 NS73 發(fā)送模塊、 RDA5807 接收模塊組成，存儲模塊使用 AT24C02芯片，顯示部分為 LCD12864 液晶顯示屏，能夠實現(xiàn)字符與數(shù)字同時顯示的功能。接收的原理是：配置子程序進行寫命令話轉換為接收模式、讀狀態(tài)寄存器、讀出寄存器中數(shù)據(jù)。 方案 2：使用點陣式數(shù)碼管顯示，點陣式數(shù)碼管是由八行八列的發(fā)光二極管組成，對于顯示極少個文字比較合適，如用在此處需求量大，電路板制作和編程難度相應增大，價格也相對較高，所以也不用此種作為顯示。4%以內。 WP 為高電平時進入寫保護狀 態(tài) ，頁寫緩沖器自定時擦寫周期 1000000 編程 /擦除周期 。采用雙電源供電（主電源和備用電源），可設置備用電源充電方式，提供了對后背電源進行涓細電流充電的能力。 NS73 發(fā)送模塊發(fā)射頻率范圍為85~108MHz， RDA 接收模塊接收頻率范圍為 76~108MHz。 語音模塊 方案 1：使用 PCF8591 等 AD、 DA 功能一體化芯片，由于此處并未選擇STC89C52RD 或 STC12C5A60S2 等自帶 AD、 DA 的主控芯片，由此需要選擇對拾音器采集處理后的模擬信號進行 ADC 和對無線接收到并處理后數(shù)字信號進行 DAC，但本設計要對語音信號進行處理并用于通信，就以適合語音通信的32Kbit/s 的采樣頻率來研究，其 AD、 DA 轉換速率和