【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 和高級(jí)語言 為單片機(jī)的三大主要編程語言 。 機(jī)器語言 機(jī)器語言 一種 用二進(jìn)制代碼 “0”和 “1”表示指令和數(shù)據(jù) 的語言 。 它是最早使用的程序設(shè)計(jì)語言。因?yàn)?計(jì)算機(jī) 有個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)它只會(huì) 識(shí)別二進(jìn)制代碼 ， 所以 它 能夠快速識(shí)別 程序命令 ， 并 且 非?？斓倪M(jìn)行操作 。但 其缺點(diǎn)是：麻煩 、 消耗時(shí)間多 ， 難以記憶，讓人看不懂等。 匯編語言 匯編語言是用助記符來表示的 ， 對(duì)機(jī)器使用的一種語言 。不同的機(jī)器所使用的匯編語言一般是不同的。 匯編 語言更 容易 讓人 理解， 而且 方便 于我們 記憶 。 但也有 局限性，移植性差。 高級(jí)語言 高級(jí)語言 是 所有 計(jì)算機(jī) 共同使用的一種 語言 ， 在 我們?nèi)粘Ｖ?單片機(jī) 應(yīng)用最多的 高級(jí)語言就 是 C 語言。 單片機(jī) C 語言的特點(diǎn) ① 語言非常的簡(jiǎn)單明了 。 ② 其表達(dá)方式非常的靈活有用，可多種運(yùn)算與表達(dá) 。 ③ 表達(dá)形式強(qiáng)，易理解，可編寫軟件又可開發(fā)應(yīng)用，運(yùn)算符有 34 種 。 ④ 所表現(xiàn)出的內(nèi)容質(zhì)量高，易于修改調(diào)試 。 ⑤ 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì) 。 ⑥ 可以移植到另外一個(gè)完全不同環(huán)境中，方便 。 編程軟件 所使用的單片機(jī) C 語言 編程軟件 Keil C51 是 51 系列兼容單片機(jī) C 語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，通過一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境（ uVision）將 C 編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等組合起來 。 C 語言 有很多的好處 和優(yōu)點(diǎn)，特別是與匯編語言相比較優(yōu)勢(shì)明顯，是南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 4 章 程序設(shè)計(jì)語言 11 實(shí)際運(yùn)用的不二之選 。 Keil 軟件需要 WIN9 20 XP 、 NT 等系統(tǒng) 才可運(yùn)行 。若 用 C 語言編程， Keil是不二之選 。 仿真軟件 Proteus 是一款電路分析和實(shí)物仿真軟件，它是由英國(guó)有名 Labcenter 公司所設(shè)計(jì)開發(fā)的，它的運(yùn)用非常 廣泛實(shí)用，在各種系統(tǒng)上都有其作用。 例如在 微軟所設(shè)計(jì)的 Windows 系列系統(tǒng)之中 ，可以 進(jìn)行 仿真 程序 、 并且 分析各種模擬器件和集成電路 。 如圖 所示，為本設(shè)計(jì)仿真圖： 圖 南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 5 章 基于單片機(jī)的病床呼叫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn) 12 第 5 章 基于單片機(jī)的病床呼叫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn) 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 功能要求 本課題 主要是為了實(shí)現(xiàn)以下目的： ① 醫(yī)院病房呼叫時(shí)，護(hù)士室可清楚的顯示呼叫的病床號(hào) ； ② 有聲音提示功能； ③ 可一次顯示多個(gè)病 床 號(hào)； ④ 呼叫處理完后可以復(fù)位； 設(shè)計(jì) 思路 根據(jù)本論文的設(shè)計(jì)要求， AT89C51 單片機(jī)為此病房呼叫系統(tǒng)的最重要一部分，通過按鍵來控制單片機(jī)的 I/O 口，每一個(gè)按鍵所對(duì)應(yīng)的床位都不同。在病人沒有按鍵呼叫的時(shí)候，單片機(jī)系統(tǒng)等待工作，當(dāng)病人按下按鍵時(shí)，單片機(jī)系統(tǒng)將識(shí)別病人的床位號(hào)碼，然后在護(hù)士房的 LCD 顯示屏中顯示此病床號(hào)碼，并且進(jìn)行呼叫提醒護(hù)士 。 護(hù)士聽見呼叫，便可立即觀察屏幕上的病床號(hào) 。然后按下復(fù)位鍵停止系統(tǒng)呼叫，接著去救助病人。如果多人呼叫，液晶顯示屏中依然會(huì)顯示呼叫號(hào)碼，按下復(fù)位鍵依然可同時(shí)停止呼叫 。 總體結(jié)構(gòu)框圖 本次設(shè)計(jì)的病房呼叫系統(tǒng)所用單片機(jī)的是 AT89C51， 它是 主 要 的 控制 器， 還有 按鍵 輸入電路 以及 顯示電路 和 以及晶振復(fù)位電路等 ，它們 共同 購(gòu)成了這個(gè)病房呼叫系統(tǒng) 。 圖 病房呼叫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 5 章 基于單片機(jī)的病床呼叫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn) 13 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 硬件構(gòu)成示意圖 圖 硬件構(gòu)成示意圖 外圍電路設(shè)計(jì) 控制器 AT89C51 復(fù)位電路： RST 引腳 就是讓系統(tǒng)復(fù)位的信號(hào)輸入端 ， 當(dāng)電平高的時(shí)候才 會(huì) 有用 。 因?yàn)檫@個(gè)系統(tǒng)的特別型所以還需要 按鈕復(fù)位方式 ，這樣就可以 以防止系統(tǒng)死機(jī)。如圖所示 (a)： 圖 (a) 上電復(fù)位和按鍵復(fù)位 時(shí)鐘電路： 電路如下圖所示， 電容采用 30pF 電容： 南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 5 章 基于單片機(jī)的病床呼叫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn) 14 圖 (b) 內(nèi)部時(shí)鐘電路 鍵盤電路設(shè)計(jì) 通過單片機(jī)的 I/O 口直接接按鍵 的一端，另一端接地，按鍵按下時(shí)就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)低電平，從而單片機(jī)相對(duì)應(yīng)的 I/O 口引腳也為低電平，通過這個(gè)方法來識(shí)別是那個(gè)按鍵按下。電路圖如圖 所示。 圖 顯示電路設(shè)計(jì) 在 LED 的點(diǎn)陣顯示中 計(jì)算公式： 刷頻率（幀頻） =1/16T0 溢出率 =1/16f/12（ 65536t） 其中 的 f 是 晶振頻率， t 是 定時(shí)器 T0 初值（工作在 16 位定時(shí)器模式）。 接著 顯示驅(qū)動(dòng)程序 搜索 現(xiàn)在正在發(fā)光 的行號(hào)， 再接著 從顯示緩存區(qū)內(nèi)讀取下一行的顯示數(shù)據(jù)，并通過串口發(fā)送給移位寄存器。 不能出現(xiàn)拖尾現(xiàn)象 ，驅(qū)動(dòng)程序要求 關(guān)閉顯示屏 ，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(hào)，重新打開顯示。圖 為顯示驅(qū)動(dòng)程序（顯示屏掃描函數(shù)）流程圖： 南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 5 章 基于單片機(jī)的病床呼叫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn) 15 圖 顯示驅(qū)動(dòng)流程圖 圖 控制按鍵 控制電路設(shè)計(jì) 三個(gè)控制按鍵分別接 ， ， 口（如圖 所示）， 醫(yī)護(hù)室系統(tǒng)有呼叫聲發(fā)出，按下按鈕 ，單片機(jī)執(zhí)行中斷程序。 示警電路 報(bào)警電路由一個(gè) LED 燈與 口相接， 當(dāng)鍵按下時(shí) ， 燈就會(huì)閃爍 ， 同時(shí)報(bào)警，這時(shí)醫(yī)護(hù)人員就會(huì)注意去檢查病人身體狀況。 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)的軟件環(huán)境簡(jiǎn)介 Keil c 對(duì)于 AT89C51 的控制設(shè)計(jì)，以 Keil c 軟件編程環(huán)境， proteus 軟件電路仿真。進(jìn)入中斷 定時(shí)器賦初 讀取行號(hào)并增加 1 送新行顯示數(shù)據(jù) 消隱 切換顯示數(shù)據(jù) 發(fā)送新行號(hào)，打開顯示 退出中斷 Up Down Ok 南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 5 章 基于單片機(jī)的病床呼叫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn) 16 二者的結(jié)合為該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供有利條件。 Keil c 軟件界面，如圖 所示： 圖 Keil_c 軟件界面 Keil c 把變成魚仿真共同結(jié)合 ， 它可以讓 C 語言與匯編語言共同使用 [14]。 Proteus ISIS Proteus ISIS 是英國(guó) Labcenter 公司開發(fā)的電路分析與實(shí)物仿真軟件。它運(yùn)行于Windows 操作系統(tǒng)上，可以仿真、分析 (SPICE)各種模擬器件和集成電路。 該軟件的特點(diǎn)是： （ 1） 完全適合本論文病房呼叫系統(tǒng)設(shè)計(jì)，優(yōu)點(diǎn)很多 。 （ 2） 有各種各樣的仿真功能與虛擬儀器 [13]。 Proteus ISIS 軟件 是 一款集單片機(jī)和 SPICE 分析于一身的仿真軟件， 它的作用非常的多，而且功能完善有用 。 Proteus ISIS 工作界面與 windows 界面如出一轍 ， 由 圖 就可以看出 ： 南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 5 章 基于單片機(jī)的病床呼叫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn) 17 圖 電路仿真界面 Proteus 啟動(dòng)后 。 點(diǎn)擊 左側(cè)工具欄中的 P(從庫中選擇元件命令 )命令，在 Pick Devices 左 邊 窗口中 進(jìn)行 選擇 ，選出關(guān)鍵字 ， 接著 把 元件 放好 并調(diào)整方向和位置以及參數(shù)設(shè)置，最后進(jìn)行連線 [16]如圖 電路仿真界面 所示 。 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì)的流程 主程序程序描述： 開始初始化， 對(duì)各存儲(chǔ)單元 進(jìn)行此操作 ， 接著設(shè)定定時(shí)初值 ， 然后進(jìn)行清零的設(shè)定，按下清零鍵 ， 再接著對(duì)鍵盤進(jìn)行掃描 ， 看是否有鍵按下， 如 過 有鍵按下，則觀察液晶屏上的數(shù)字，如果是 1，則 1 號(hào)呼叫，如果沒有則按下清零鍵從新清零進(jìn)行設(shè)定 。 顯示電路流程圖 南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 5 章 基于單片機(jī)的病床呼叫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn) 18 圖 (a) 按鍵總數(shù)顯示程序流程圖 （ 1）按下鍵總數(shù)顯示子程序描述（圖 (a)按鍵總數(shù)顯示程序流程圖） 系統(tǒng)的調(diào)試與結(jié)果 做完實(shí)物設(shè)計(jì)后我們必須對(duì)自己所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試與修改，再得出結(jié)果，這一項(xiàng)工作在開發(fā)設(shè)計(jì)系統(tǒng)的過程中是必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié) ， 這個(gè)環(huán)節(jié)中又包含許多重要的過程，而且每個(gè)工程也是比不可少的。想要完美的系統(tǒng)就必須不斷改善 ，而其中就包括 控制系統(tǒng)的硬件校準(zhǔn)，校準(zhǔn)調(diào)試，系統(tǒng)仿真軟件，模擬燃燒和現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試等幾部分。 等系統(tǒng)配置 設(shè)計(jì)完成后， 接著就是 是系統(tǒng)硬件 的 調(diào)試 了 ， 調(diào)節(jié) 在 工作室 調(diào)試成功，有硬件和軟件的保障是很容易找到的漏洞， 漏洞找到后我們需 促進(jìn)和完善改進(jìn)。通過調(diào)試，現(xiàn)場(chǎng)操作 ， 反復(fù)這樣操作 ， 若 沒有發(fā)現(xiàn)故障，我們 就可以算 完成整個(gè) 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作 。 N N 初始化 計(jì)算鍵值子程序 有新信號(hào)嗎 ? (COUNTER)+1 INC FLAG 40 個(gè)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(biāo)志位是 否為 1？ 定時(shí)是否 達(dá)到 1S？ 調(diào)顯示子程序 存儲(chǔ)單元加 1 N Y N Y Y 南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 5 章 基于單片機(jī)的病床呼叫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn) 19 調(diào)試界面顯示 用 Proteus 軟件編程， 在電腦中仿真顯示系統(tǒng)仿真界面 ： 圖 (a) 系統(tǒng)初始化界面 圖 (b) 按下 2 號(hào) 鍵后界面 圖 (c) 按下 4 號(hào) 鍵后顯示界面 圖 (d)同時(shí)按下 23 號(hào) 鍵后顯示界面 結(jié)果分析 啟動(dòng)電源 清零， 顯示屏 未顯示數(shù)據(jù)如圖 （ a）所示 ， 接著 按下 第 2 個(gè) 鍵時(shí)如 圖 (b)所示 ， 即顯示 顯示 2 號(hào)病床 呼叫 ；界面上 就 一個(gè)病床按下，在起始位置顯示；如果現(xiàn)在不按 復(fù)位按鍵 ，再按下 第 二 個(gè) 鍵時(shí) 4 號(hào)鍵如 圖 (d)所示 ，按鍵 循環(huán)顯示 ,說明該系統(tǒng)有記憶功能 ， 不會(huì) 刪除 之前按下的 按鍵數(shù)字 ； 說明了電路的有效性 。 由 圖可知 ，本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了 我們需要的 功能：顯示 了 病床號(hào)， 同時(shí)警報(bào)閃爍燈提醒了醫(yī)護(hù)人員 ， 如果 有多個(gè)病床同時(shí)呼叫， 依然可以 顯示 多個(gè) 病床號(hào)，不會(huì)使前面的數(shù)字消失，保存好了信息 ， 護(hù)士們則可以有效的處理呼叫信息不會(huì)遺漏 。通過 本次的 PROTEUS 軟件仿真， 達(dá)到了我所需求的目的，滿足了我的論文需求 。 南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 結(jié)論 20 結(jié)論 通過 本次的 PROTEUS 軟件仿真， 達(dá)到了我所需求的目的，滿足了我的論文需求。 在這次的畢業(yè)論文設(shè)計(jì)中我查閱了許多相關(guān)的資料文件，學(xué)會(huì)了很多的東西。比如我學(xué)會(huì)了如何從開始的構(gòu)思到制作完成一個(gè)作品。中間的過程雖然會(huì)有很多的問題出現(xiàn)，但我依然很享受這次論文設(shè)計(jì)。 問題讓我們了解自己的缺點(diǎn)與不足，同時(shí)會(huì)令我換位思考，讓我的思維更加嚴(yán)謹(jǐn)。因?yàn)槲业牟蛔悖宰屛腋涌释R(shí)。此次設(shè)計(jì)中我的不足有很多：不夠了解 Proteus 仿真和 Wave 仿真， C 語言學(xué)的也不是很精通，有很多編程方式都忘記了，相關(guān)軟件的熟悉度還不夠，其實(shí)剛開始做這個(gè)設(shè)計(jì)時(shí)我都完全亂了，一點(diǎn)頭緒都沒有，不知道從哪里開始著手，中間需要干嘛 。后來老師對(duì)我精心的指導(dǎo)告訴我該如何做起，從哪著手，需了解哪些相關(guān)知識(shí)書籍。 在查閱相關(guān)書籍的過程中，我發(fā)現(xiàn)有許多的資料對(duì)我有幫助，但因?yàn)樯险n時(shí)沒有學(xué)好，所以有許多的不懂。 同學(xué)知道后幫助我，加上我的不斷努力，我才慢慢開始有了設(shè)計(jì)靈感與方案。所以此次論文設(shè)計(jì)與制作中，我學(xué)會(huì)