【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 (a ) 無空閑位字符幀D D D D D D D D0 1 2 3 4 5 6 70/ 1 1 11 01第 n 字符幀 第 n+ 1 字符幀8 位數(shù)據(jù)奇偶校驗(yàn) 停止位起始位D D0 1... ...(b) 有空閑位字符幀1 1空閑位0空閑位 圖 異步通信字符幀格式 輸出當(dāng) CPU執(zhí)行一條指令將數(shù)據(jù)寫入發(fā)送緩沖 SBUF時(shí)，就啟動(dòng)發(fā)送。串行數(shù)據(jù)從 TXD管腳輸出，發(fā)送完一幀數(shù)據(jù)后，就由硬件置位 TI。 輸入 在（ REN） =1時(shí)，串行口采樣 RXD 管腳，當(dāng)采樣到 1至 0的跳變時(shí)，確認(rèn)是開始位 0，就開始接收一幀數(shù)據(jù)。只有當(dāng)（ RI） =0 且停止位為 1或者（ SM2） =0 時(shí)，停止位才進(jìn)入 RB8， 8位數(shù)據(jù)才能進(jìn)入接收寄存器，并由硬件置位中斷標(biāo)志 RI；不然信息丟失。所以在方式 1 接收時(shí)，應(yīng)先用軟件清零 RI和 SM2 標(biāo)志。 單片機(jī) 雙機(jī)通信 連接 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用的是單工通信制式， 在這種制式下，通信線的一端接從機(jī)發(fā)送器，一端接主機(jī)接收器，數(shù)據(jù)只能按照一個(gè)固定的方向傳送。值得說明的是，盡管多數(shù)串行通信接口電路具有全雙工功能，但一般情況只工作于 單工或 半雙工制式下，這種用法簡(jiǎn)單、實(shí)用。 圖 雙機(jī)通信示意圖 7 單片機(jī)與 PC 機(jī)通信原理 串行通 信總線標(biāo)準(zhǔn)及其接口 連接 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)通信主要采用異步串行通信。在設(shè)計(jì)通信接口時(shí)，必須根據(jù)需要選擇標(biāo)準(zhǔn)接口，并考慮傳輸介質(zhì)、電平轉(zhuǎn)換等問題。采用標(biāo)準(zhǔn)接口后，能夠方便地把單片機(jī)和外設(shè)、測(cè)量?jī)x器等有機(jī)地連接起來，從而構(gòu)成一個(gè)測(cè)控系統(tǒng)。同樣當(dāng)我們需要單片機(jī)和 PC機(jī)通信時(shí)，通常采用 RS232 接口進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換 。 RS232C 是使用最早、應(yīng)用最多的一種異步串行通信總線標(biāo)準(zhǔn)。它是美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)（ EIA） 1962 年公布、 1969 年最后修定而成的。其中RS表示 Remended Standard， 232 是 該標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)識(shí)號(hào)， C 表示最后一次修定。 RS232C 主要用來定義計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的一些數(shù)據(jù)終端設(shè)備（ DTE）和數(shù)據(jù)電路終接設(shè)備（ DCE）之間的電氣性能。 MCS51 單片機(jī)與 PC 機(jī)的通信也是采用該種類型的接口。由于 MCS51 系列單片機(jī)本身有一個(gè)全雙工的串行接口，因此該系列單片機(jī)用 RS232C 串行接口總線非常方便。RS232C 串行接口總線適用于：設(shè)備之間的通信距離不大于 15 米，傳輸速率最大為 20kB/s。 RS232C 不能和 TTL 電平直接相連，使用時(shí)必須進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，否則將使 TTL 電路燒壞，實(shí)際應(yīng)用時(shí)必須注意 。 常用的電平轉(zhuǎn)換集成電路是傳輸線驅(qū)動(dòng)器 MC1488 和傳輸線接收器 MC1489。另一種常用的電平轉(zhuǎn)換電路是 MAX232。 單片機(jī)與 PC 機(jī)通信 與 電平轉(zhuǎn)換 單片機(jī)（從機(jī)）將計(jì)算好的病床號(hào)，寫入 SBUF 寄存器，經(jīng)過 MAX232電平轉(zhuǎn)換后，將信號(hào)串行傳輸給 PC 機(jī)的串口。 PC機(jī)接收到呼叫信號(hào)后，將呼叫記錄錄入 VB菜單管理系統(tǒng)， 它 記錄呼叫時(shí)間，次數(shù) 以及是否處理、處理結(jié)果。如此醫(yī)院可以完全實(shí)現(xiàn)對(duì)所有病床的呼叫求助管理，同時(shí)對(duì)值班醫(yī)護(hù)人員的服務(wù)進(jìn)行考核測(cè)評(píng) ，提高 了 醫(yī)院服務(wù)效率和質(zhì)量。 8 圖 PC 機(jī)與單片機(jī)通信 電平轉(zhuǎn)換電路 上 圖為 PC機(jī)的 DB9 接頭與 AT89C51 單片機(jī)通過 MAX232 連接起來的電路原理圖 。 單 總線技術(shù)原理 單總線技術(shù)即從機(jī)采用分布是控制方式，從機(jī)單片機(jī)和呼叫器的應(yīng)答改變了以前通過一根三芯導(dǎo)線（即包括電源線，信號(hào)線，地線）來完成，而是采用單總線器件構(gòu)成的終端呼叫器和從機(jī)單片機(jī)構(gòu)成呼叫系統(tǒng)，這樣從機(jī)單片機(jī)和各病床呼叫器終端之間只有一根雙絞線（一根信號(hào)線，一根地線） —— 即單總線，它將地址線、數(shù)據(jù)線、控制線合為一根信號(hào)線路，允許在這根信號(hào)線上掛上百個(gè)測(cè)控對(duì)象 。 從機(jī)終端呼叫器由單總線器件 DS2401 和開關(guān)封裝在一起構(gòu)成，DS2401 芯片是一種符合單總線協(xié)議的 ROM 硅片，廠家在其中寫入了唯一的序列號(hào)，用作尋址定位的標(biāo)識(shí)。對(duì)他的操作非常簡(jiǎn)單，只需在發(fā)完復(fù)位脈沖并檢測(cè)到回復(fù)信號(hào)后，由主機(jī)發(fā)送讀序列號(hào)命令，即可將序列號(hào) 9 按單總線協(xié)議要求讀回來。利用它的這種特性可以構(gòu)成簡(jiǎn)單的病床終端呼叫器，并將其掛在單總線上即可 [7]。 圖 DS2401 單總線設(shè)計(jì) 如上圖，當(dāng)某一 病床 開關(guān) 閉合時(shí)， DS2401 對(duì)地線短路接通，此時(shí)單片機(jī)可以查詢到該芯片的序列號(hào)，即病人的呼叫信號(hào)，然后經(jīng)計(jì)算得到病床號(hào)，再有從機(jī)傳送 到 主機(jī)報(bào)警 顯示 。 5．系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) （ 1） 主機(jī) PCB 原理圖： 圖中主要以 AT89C51 為控制核心，包括顯示電路，報(bào)警電路，復(fù)位晶振電路，和查詢電路。 圖 主機(jī) PCB 原理圖 （ 2） 從機(jī) PCB 原理圖： 圖中主要以 AT89C51 為控制核心，包括 呼叫 電路，復(fù)位晶振電路，和 通信電平轉(zhuǎn)換 電路。 10 圖 從機(jī) PCB 原理圖 晶振 及 系統(tǒng) 復(fù)位電路 XTAL1 是片內(nèi)振蕩器的反相放大器輸入端， XTAL2 則是輸出端，使用外部振蕩器時(shí)，外部振蕩信號(hào)應(yīng)直接加到 XTAL1，而 XTAL2 懸空。內(nèi)部方式時(shí)，時(shí) 鐘發(fā)生器對(duì)振蕩脈沖二分頻，如晶振為 12MHz，時(shí)鐘頻率就為 6MHz。晶振的頻率可以在 1MHz24MHz 內(nèi)選擇。電容取 30PF 左右。本系統(tǒng) 采用內(nèi)部方式， 串行通信采用 波特率 9600， 晶振選用 。 圖 晶振內(nèi)部方式 圖 復(fù)位電路 復(fù)位： 在振蕩器運(yùn)行時(shí)，有兩個(gè)機(jī)器周期（ 24 個(gè)振蕩周期）以上的高電平出現(xiàn)在此引 腳 時(shí)，將使單片機(jī)復(fù)位，只要這個(gè)腳保持高電平， 11 51芯片便循環(huán)復(fù)位。復(fù)位后 P0－ P3口均置 1引腳表現(xiàn)為高電平，程序計(jì)數(shù)器和特殊功能寄存器 SFR 全部清零。當(dāng)復(fù)位腳由高電平變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，芯片為 ROM 的 00H 處開始運(yùn)行程序。常用的復(fù)位電路如圖 所示。 呼叫器 和查詢 電路 如圖 ，由于廠家在 DS2401 芯片中寫入了唯一序列號(hào)，當(dāng)某一呼叫器開關(guān)閉合時(shí)， DS2401 對(duì)地線短路接通，此時(shí)單片機(jī)可以查詢到該芯片的序列號(hào)，即病人的呼叫信號(hào)，然后經(jīng)計(jì)算得到病床號(hào)，再有從機(jī)傳送的主機(jī)報(bào)警。 同樣 記錄復(fù)位和查詢電路設(shè)計(jì)和呼叫 器電路設(shè)計(jì)是一樣的原理 [3]。 實(shí)際情況中要對(duì)不同病房 呼叫 設(shè)置不同的響應(yīng)優(yōu)先級(jí)，以此來 處理呼叫沖突問題。 圖 呼叫器電路設(shè)計(jì) 數(shù)碼顯示電路 如圖 ，使用 端口來選通數(shù)碼管，控制數(shù)碼管的供電，這里只給出了一個(gè)數(shù)碼管的連接方法，如果病床數(shù)目達(dá)到了兩位數(shù)、甚至是三位數(shù)，就相應(yīng)需要兩個(gè)或者三個(gè)數(shù)碼管了，數(shù)碼管采取共陽極接法，當(dāng) 要 顯示某一位數(shù)時(shí)候，單片機(jī)通過 P0端口送出要顯示數(shù)的對(duì)應(yīng)七段代碼，通過鎖存器可以保持?jǐn)?shù)碼管處于點(diǎn)亮的狀態(tài)；在此同時(shí)，用 口來送出選通信號(hào)，即高電平。但是因?yàn)閱?片機(jī)驅(qū)動(dòng)電流是很小的，驅(qū)動(dòng) LED 發(fā)亮，在這里用 PNP三極管來放大電流，以此來驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管。當(dāng)然，當(dāng)數(shù)碼管個(gè)數(shù)超過一個(gè)時(shí)，接法和一個(gè)數(shù)碼管 時(shí) 接法類似，但是需要?jiǎng)討B(tài)掃描顯 示 ；為了防止重影，每送完數(shù)據(jù)要關(guān)閉數(shù)碼管， 再 開啟下個(gè)數(shù)碼管顯示，同時(shí)注意有一定 的 延時(shí)操作。 12 圖 LED 數(shù)碼顯示電路 報(bào)警電路 如圖 ， LM386 是低頻功率放大器，我們通過單片機(jī)產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)通過 端口送給報(bào)警電路 ， 實(shí)行功率放大 最后產(chǎn)生報(bào)警聲音 。 圖中使用電容可以 有效地降低 直流 偏 壓的影響 ，同時(shí)還可以降低電源紋波 ，以此使交流 報(bào)警信號(hào)無失真的進(jìn)入喇叭發(fā)出警報(bào)聲。 圖 報(bào)警電路設(shè)計(jì) 13 6．系統(tǒng) 軟件 設(shè)計(jì) 系統(tǒng)主、從機(jī)軟件流程圖 主機(jī)軟件流程圖： 圖 主機(jī)軟件流程圖 從機(jī)軟件流程圖： 圖 從機(jī)軟件流程圖 14 系統(tǒng) 程序 設(shè)計(jì) 主程序 一、 主機(jī)： （程序見附錄一） 主機(jī)開機(jī)初始化，對(duì)工作模式、