【正文】 **畢業(yè)設計 11 圖 病房呼叫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 系統(tǒng)硬件設計 硬件構(gòu)成示意圖 圖 硬件構(gòu)成示意圖 外圍電路設計 控制器 AT89C51 復位電路： RST 引腳是復位信號輸入端，高電平有效。如果有某條列線變?yōu)榈碗娖?，則表示第 0 行和此列線相交位置上的鍵被按下；如果沒有任何一條列線為低電平，則說明第 0 行上沒有鍵被按下。程控掃描的任務是： ①首先判斷是否有鍵按下。這了敘述方便，以 44=16 鍵的鍵盤為 例。顯示驅(qū)動程序在進入中斷后首先要對定時器 T0 重新賦初值，以保證顯示屏刷新率的穩(wěn)定， 1/16 掃描顯示屏的刷新率（幀頻）計算公式如下： 刷頻率（幀頻） =1/16 T0 溢出率 =1/16 f/12（ 65536t） 其中 f 位晶振頻率， t 為定時器 T0 初值（工作在 16 位定時器模式）。 Up （ 4）支持大量 的存儲器和外圍芯片。 （ 2）循環(huán)顯示病床號子程序描述（圖 按鍵循環(huán)顯示子程序） 首先判斷標志位是否為 0，若為 0，則表對示應的存儲單元里沒有值存入，則再檢N N 初始化 計算鍵值子程序 鍵標志為 0? (COUNTER)+1 INC FLAG 40 個單 元掃描完？ 調(diào) BCD 調(diào)整子程序 調(diào)顯示 子程序 返回 開始 標志位是 否為 1？ 定時是否 達到 1S？ 調(diào)顯示子程序 存儲單元加 1 N Y N Y Y ******畢業(yè)設計 19 測下一個存儲單元標志位是否為 0 ，直到檢測到為 1. 如為 1，則把值存入（ BED_BOUNTER）中，接著進行 BCD 調(diào)整為十進制，把十位和個 位分別送入（ BEDCODE_1）和 (BEDCODE_2)中，然后調(diào)用顯示子程序，循環(huán)顯示病床號。 整個設計過程中，老師詳細的指導，同學的幫助，以及校圖書館的資料給了我很大的幫助。再次表示感謝！ 致謝 時光匆匆，大學三年已經(jīng)接近尾聲。我從中學到了怎樣獨立地思考發(fā)現(xiàn)問題、解決問題和進一步完善提高的能力。//設置 50 毫秒定時 TL0=(6553645000)%256。 //當 P3_2 按鍵彈起的后， P3_1 口賦高電平 delay10ms(10)。 if(N0) { ******畢業(yè)設計 24 for(j=q。 delay10ms(10)。 P3_1=0。 ys=0。i) F or(j=248。 z[0]=p/10。 if(s=0|s16) { for(i=0。j)。//病房號數(shù)清零 } /*********************************點陣子程序 ***************************/ include include include uchar b[10]。 TL0=(6553650000)%256。 } keyboard()。j++) b[j]=b[j+1]。 //返回原始界面 } if(P3_3==0) //當 P3_3 按鍵按下就執(zhí)行病房號的顯示 { if(q0) q。 ET0=1。以前只注重理論的學習，卻忽略了實踐。在此論文完 成之際，我要向這三年來幫助我的老師、同學表示由衷的感謝！ 這幾個月的畢業(yè)設計，充滿了忙碌，也感到學習的充實。雖然中間遇到很多困難，但都對于我是一次很好的鍛煉。在系統(tǒng)設計組裝完成后，首先是進行實驗室條件下的系統(tǒng)硬件調(diào)試，調(diào)試成功后，有了硬件的保證，就容易發(fā)現(xiàn)軟件的漏洞，進而促進改進和完善。 Proteus ISIS 的工作界面是一種標準的 Windows 界面，如圖所示，包括：標題欄、主菜單、標準工具欄、繪圖工具欄、狀態(tài)欄、對象選擇按鈕、預覽對象方位控制按鈕、仿真進程控制按鈕、預覽窗口、對象選擇器窗口、圖形編輯窗口。 Ok ******畢業(yè)設計 16 圖 Keil_c 軟件界面 該軟件是一款集編程和仿真于一體的軟件，它支持匯編、 C 語言及二者的混合編程[14]。為消除在切換行顯示數(shù)據(jù)的時候產(chǎn)生拖尾現(xiàn)象，驅(qū)動程序先要關閉顯示屏，即消隱，等顯示數(shù)據(jù)打入輸出鎖存器并鎖存，然后再輸出新的行號，重新打開顯示。程序使 CPU 通過輸出端口往各行線上全部送低電平，然后讀入列線的值。如果沒有鍵按下，則讀入的列值為 FFH；如果有鍵按下，則 讀入的列值不為FFH。如此往下逐行掃描，直到最后一行。如下圖 所示： 圖 上電復位和按鍵復位 輸入部分 鍵盤輸入 控制器 AT89C51 輸出部分 LED 顯示 鍵盤電路 單片機 顯示電路 報警電路 VCC RET 單片機 81 8WPB C1 10uF R1 2KΩ R2 200KΩ ******畢業(yè)設計 12 時鐘電路： 時鐘是時序的基礎， AT89C51 核片內(nèi)由一個反相放大器構(gòu)成振蕩器， 可以由它產(chǎn)生時鐘，時鐘可以由兩種方式產(chǎn)生內(nèi)部方式和外部方式。如果你使用 C 語言編程，那么 Keil 幾乎就是你的不二之選，即使不使用 C 語言而僅用匯編語言編程，其方便易用的集成環(huán)境、強大的軟件仿真調(diào)試工具也會令你事半功倍。 ② 寄存器的分配、不同存儲器的尋址及數(shù)據(jù)類型等細節(jié)可由編譯器管理。但這種語言編寫程序非常繁瑣、費時，且不易看懂，不便記憶，容易出錯。為了達到重疊處理的目的，列數(shù)據(jù)的顯示就需要具有所存功能。顯然，采用并行方式時，從控 制電路到列驅(qū)動器的線路數(shù)量大，相應的硬件數(shù)目多。因此在實際應用中的顯示屏幾乎都不采用這種設計，而采用另外一種稱為動態(tài)掃描的顯示方法 [9]。 ① 8*8 點陣 如圖 和圖 是 8*8 點陣原理圖和實物圖 圖 8*8 點陣原理圖 圖 為 8 8 單基色點陣的結(jié)構(gòu)圖，從內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以看出 8 8 點陣共需要 64 個發(fā)光二極管，且每個發(fā)光二極管是放置在各行和列的交叉點上。 LED 點陣顯示屏 ******畢業(yè)設計 6 LED 點陣顯示屏的構(gòu)成型式有多種，其中典型的有兩種。比如，有 m + n 個鍵，那么，只要用兩個并行端口和 16 條引線便可以完成鍵盤的連接 [6] 。 最簡單的鍵盤，每個鍵對應 I/O 端口的一位，沒有什么鍵閉和時，各位均處于高電位。 鍵盤工作原理 鍵盤中的每個按鍵都是一個常開的開關電路，當所設置的功能鍵或數(shù)字鍵按下時，則處于閉合狀態(tài)。 （ 5）單片機在醫(yī)用設備領域中的應用 單片機在易用設備領域中的應用相當廣泛，例如醫(yī)用呼吸機，各種分析儀，監(jiān)護儀，超聲波診斷設備及病床呼叫系統(tǒng)等等。 單片機的 實際 應用 單片機廣泛應用于儀表儀器、家用電器、醫(yī)用設備、航空航天、專用設備的智能化管理及過程控制等領域，大致可分為以下幾個范疇： （ 1）在智能儀器儀表上的應用 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。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。隨著單片機在技術和體系結(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。它要求及時、準確可靠、簡便可行、利于推廣 [1]。在該設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”鍵取消當前呼叫。矩陣鍵盤 。本文設計的是有線式的，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。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。隨著單片機在各個領域全面深入的發(fā)展和應用，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)。例如精密的測量設備（功率計、示波器和各種分析儀）。 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 ⑥ 128 8 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)，圖 是它的引腳配置圖。 獨立式按鍵 獨立式按鍵是指直接用 I/O 口線構(gòu)成的單個按鍵電路。但是，當鍵盤上的鍵較多時，引線太多，占用的 I/O 端口也太多。這兩種顯示器都具有耗電省，配置靈活，線路簡單，安裝方便，耐振動，壽命長等優(yōu)點。 一般在產(chǎn)品出廠時，顯示內(nèi)容就已寫入顯示屏控制系統(tǒng)中的 EPROM 芯片內(nèi)，當需要更換顯示內(nèi)容時就非常困難，這樣使該類型的顯示屏使用范圍受到了限制。例如如果想使左上角 LED 點亮，則 Y0=1， X0=0 即可。當這樣輪回的速度足夠快（每秒 24******畢業(yè)設計 8 次以上），由于人眼的視覺暫留現(xiàn)象，就能夠看到顯示屏上穩(wěn)定的圖形了。但是，串行傳輸過程較長，數(shù)據(jù)按順序一位一位地輸出給列驅(qū)動器，只有當一行的各列數(shù)據(jù)都以傳輸?shù)轿恢?，這一行的各列才能并行地進行顯示。這樣，本行已準備好的數(shù)據(jù)打入并行鎖存器進行顯示時，串并移位寄存器就可以準備下一行的列數(shù)據(jù)，而不會影響本行的顯示。這種語言比機器語言更加直觀、易懂、易用，且便于記憶。 ⑤ 編程及程序調(diào)試時間顯著縮短，從而提高效率。 4 基于單片機的病床呼叫系統(tǒng)的設計實現(xiàn) 系統(tǒng)總體設計 功能要求 本課題主攻方向是使系統(tǒng)實現(xiàn)以下目的： ① 任一病房（共 16 張）呼叫，醫(yī)護值班室馬上能響應并顯示病房號； ② 顯示病房床號； ③ 若有多個病床呼叫就循環(huán)顯示； ④ 處理完畢后清除記錄； ⑤ 顯示器不重復顯示按一次以上的病床號 設計方案 用 8051 自身接口實現(xiàn)數(shù)碼管靜態(tài)顯示和鍵盤掃描 ， 使用 8051 單片微機外加作地址鎖存用的四塊三態(tài)鎖存器 74LS373 芯片和一塊 74LS138 芯片可構(gòu)成一個完整的最小微機電路。電容采用 30pF 電容。將行線和一個并行接口相接， CPU 每次使并行輸出接口的某一位為 0，便相當于將某一行線接地，而其他位為 1，則相當于使其他行線處于高電平。 ③若有鍵閉合，則求出閉合鍵的鍵值 . 求鍵值的方法是對鍵盤逐行掃描。在鍵盤設計時，除了以鍵碼的識別以外，還有抖動問題需要解決 [13]。 系統(tǒng)軟件設計 設計的軟件環(huán)境簡介 Keil c 對 于 AT89C51 的控制設計，以 Keil c 軟件編程環(huán)境，以 proteus 軟件為電路仿真設計環(huán)境。 該軟件的特點是： （ 1）全部滿足我們提出的單片機軟件仿真系統(tǒng)的標準，并在同類產(chǎn)品中具有明顯的優(yōu)勢。 系統(tǒng)程序設計 系統(tǒng)主程序設計的流程如圖 所示： ******畢業(yè)設計 18 圖 系統(tǒng)主程序設計的流 程 主程序程序描述： 首先對各存儲單元初始化，設定定時初值，接著判斷清零鍵，看是否按下，若按下，則清零，然后繼續(xù)掃描鍵盤，如掃描到鍵盤有鍵按下，則調(diào)用計數(shù)顯示子程序，循環(huán)顯示病床號時，要判斷標志位是否為 1，若為 1，則表示已經(jīng)按下，則不響應，如為 0，則調(diào)用循環(huán)顯示病床號子程序，循環(huán)顯示病床號，接著定時一秒。通過 PROTEUS 軟件仿真，能達到上述******畢業(yè)設計 20 結(jié)論，滿足課題目目的，達到要求。 但是由于本人水平有限，整個設計仍有很多不足之處，如程序不夠完善、靈活，顯示可以采用液晶 LCD 模塊，還有可以采用無線 NRF2401 射頻模塊及其無線擴展功能等等。最后開始整體的實驗，雖然其中經(jīng)歷很多的失敗。 //num 為當前顯示值， N 為總顯示值 /******************************主函數(shù) **********************************/ void main() { uchar j。 while(1) { if(P3_2==0) { if(Nq) q++。 delay10ms(10)。 while(P3_4==0)。 N++。 if(ys==100) { num++。k0。 w[1]=s%10