【文章內(nèi)容簡介】 20 5 結(jié)論 20 謝 辭 錯誤 !未定義書簽。 參考文獻(xiàn) 21 附 件 22 2 引言 1 病床呼叫控制系統(tǒng) 的 研究目的及意義 病房呼叫系統(tǒng)由安裝在病區(qū)護(hù)士站的呼叫主機(jī)和分別設(shè)置在病房 床頭、病房衛(wèi)生間的呼叫分機(jī)、走廊顯示屏組成，一旦病房床頭或衛(wèi)生間有人按呼叫按鈕，護(hù)士站的主機(jī)就發(fā)出聲光報警信號，同時，走廊顯示屏同步顯示呼叫床位號，護(hù)士人員便可以立刻趕往病房處理緊急情況。衛(wèi)生間的呼叫分機(jī)需 要有防水功能，這一點(diǎn)很重要。 甚至 為 了 方便病區(qū)工作人員工作， 可以安裝通話和顯示裝置，以便治療師可以及時了解情況。 病房呼叫系統(tǒng)是為 了 提高醫(yī)院管理水平和服務(wù)水平的輔助設(shè)施 。由于 患者在住院期間 , 可能會在任意時間請求醫(yī)生或護(hù)士進(jìn)行診斷或護(hù)理，所以求助呼叫是傳送信息的重要手段 。而 病床呼叫系統(tǒng)正是患者向值班醫(yī) 生或護(hù)士發(fā)出緊急呼叫的工具 ,要將患者的請求快速傳送給值班醫(yī)生或護(hù)士 ,并在護(hù)士站的監(jiān)控中心留下準(zhǔn)確完整的記錄 ,是提高醫(yī)院和病室護(hù)理水平的必備設(shè)備之一。 因此 該系統(tǒng)需要 24小時連續(xù)工作，要求故障率要低，性能要穩(wěn)定，質(zhì)量要可靠 ，能 及時、準(zhǔn)確地將 病人信息傳送至值班醫(yī)生或護(hù)士。 當(dāng)今社會 , 病床呼叫系統(tǒng)已成為醫(yī)院不可缺少的監(jiān)護(hù)設(shè)備 , 它對于病人和醫(yī)護(hù)人員之間的信息溝通起著十分重要的作用 , 能夠有效的保證病人及時得到醫(yī)護(hù)人員的看護(hù)和醫(yī)治 , 同時為醫(yī)護(hù)人員的醫(yī)護(hù)管理帶來了極大的方便 。而且系統(tǒng)操作簡便，利于推廣，歷來受到各大 醫(yī)院的普遍重視。 病床呼叫控制系統(tǒng)的功能與設(shè)計 方案 目前，醫(yī)院病床呼叫裝置大多由單片機(jī)及低壓電力線等傳輸，通過單片機(jī)的 I/O 接口，使得系統(tǒng)構(gòu)成簡單。 設(shè)計將 利用單片機(jī)設(shè)計制作一個 多功能病床呼叫系統(tǒng) 。 從機(jī)實(shí)現(xiàn)按鍵呼叫功能 以 從機(jī) 作為 呼叫源 ， 由 AT89S51 單片機(jī) 、 傳輸 電路 及一些外圍電路組成 。若干個按鍵 接在單片機(jī) AT89S51的 I/O 口上 ， 當(dāng)某一按鈕按下時 ， 對應(yīng)的 LED 燈亮， 單片機(jī)確認(rèn)呼叫地址 后， 掃描 I/O 的 狀態(tài) 。 一旦有鍵按下 ， 立即把對應(yīng)的請求信息 進(jìn)行處理 ，再 傳輸 電路 發(fā)送給主機(jī) ， 并等待主機(jī)的確 認(rèn)。 主機(jī) 實(shí)現(xiàn) 顯示 功能 以 主機(jī) 作為 監(jiān)控系統(tǒng) ， 由 AT89S51單片機(jī) 、 顯示裝置 、 報警電路 、傳輸電路以 及一些外圍電路組成。 主機(jī)接收從 從機(jī) 發(fā)來的信息，并通過 單片機(jī) AT89S51 進(jìn)行處理，然后通過數(shù)碼管顯示對應(yīng)的床位號 ，蜂鳴 器 報警 ，以便提示醫(yī)護(hù)人員盡快到達(dá)現(xiàn)場。 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通信 功能 以芯片 MAX485 作為傳輸電路，將從機(jī)發(fā)送的信號通過有線傳輸至主機(jī)，已達(dá)到及時傳輸病人信息給醫(yī)護(hù)人員的目的。 3 病床呼叫控制系統(tǒng) 的原理框圖 圖 1 主要 芯片 的相關(guān) 介紹 單片機(jī) AT89S51 （ 1） AT89S51 是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲器。使用 ATMEL 公司高密度非 易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè) 80C51 產(chǎn)品指令和引腳完 全兼容。片上 Flash 允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于 常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng) 可編程 Flash，使得 AT89S51 為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提 供高靈活、超有效的解決方案。 AT89S51 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié) Flash， 256 字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線，看門狗定時器， 2 個數(shù)據(jù)指針，三個 16 位 定時器 /計數(shù)器，一個 6 向量 2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口， 片內(nèi)晶振及時鐘電路。另外， AT89S51 可降至 0Hz 靜態(tài)邏 輯操作，支持 2 種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下， CPU 停止工作，允許 RAM、定時器 /計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工 作。掉電保護(hù)方式下， RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)， 單片機(jī)一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。 （ 2）單片機(jī) AT89S51 的 特殊功能寄存器 MCS51 單片機(jī)內(nèi)有 21 個特殊功能寄 存器，每一個寄存器是一個存儲單元，但不作一般 RAM使用，而是有各自不同的 特殊 功能 。它們主要用于描述單片機(jī)的狀態(tài)字和控制字，大體分為兩類：一類發(fā)布單片機(jī)的地址信號、控制命令以及輸入 /輸出數(shù)據(jù)信號，通過單片機(jī)引腳形成對外電路的三組總線信號；另一類作單片機(jī)內(nèi)部控制使用。簡要介紹如下： AT89S51 振蕩 電路 鍵 盤 MAX485 AT89S51 蜂鳴器 數(shù)碼管顯示 MAX485 從機(jī)原理框圖 主機(jī)原理框圖 振蕩電路 4 P0 端口 —— 地址線 /數(shù)據(jù)線分時使用端口 。作地址線使用時，輸出低 8位地址信號；作數(shù)據(jù)線使用時， I/O 端口，輸入 /輸出數(shù)據(jù)信號。 SP—— 堆棧指針，用于指示堆棧的棧頂。堆棧 內(nèi)按照“先入后出”原則組織的一段區(qū)間，單片機(jī)內(nèi)的堆棧通常設(shè)置在 片內(nèi) RAM 中，具有向下生長的性質(zhì)。 DPL—— 8位數(shù)據(jù)寄存器。 DPH—— 8位數(shù)據(jù)寄存器。 DPL 和 DPH 除作兩個獨(dú)立 8位數(shù)據(jù)寄存器使用外，還可以和在一起構(gòu)成一個 16位的數(shù)據(jù)指針， DPL作為低 8位， DPH 作為高 8位。 PCON—— 電源控制寄存器。對于采用 HMOS 工藝結(jié)構(gòu)的單片機(jī)，用于串行方式中選擇波特率的倍數(shù)。對于 CHMOS 工藝結(jié)構(gòu)的單片機(jī)，除了用于串行方式中選擇波特率的倍數(shù)外，還用于選擇工作在正常操作方式，或是工作在低功耗操作方式。 TCON—— 定時器 /計數(shù)器控制寄存器，用于確定采用何種觸發(fā)方式和有無中斷申請。 TMOD—— 定時器 /計數(shù)器方式控制寄存器，用于規(guī)定定時器 /計數(shù)器的工作方式。 TL0—— 定時 /器計數(shù)器 T0 的低 8位。 TL1—— 定時 /器計數(shù)器 T1 的低 8位。 TH0—— 定時 /器計數(shù)器 T0 的高 8位。 TH1—— 定時 /器計數(shù)器 T1 的高 8位。 P1 端口 —— 8位 I/O數(shù)據(jù)端，作 8條數(shù)據(jù)線使用。 SCON—— 串行口控制寄存器，用于設(shè)定串行口的工作方式、接收 /發(fā)送標(biāo)志。 SBUF—— 串行 I/O 緩沖器，用于接收 /發(fā)送數(shù)據(jù)。 P2 端口 —— 高 8 位地址線 /8 位 I/O 數(shù)據(jù)線合用端口， P2和 P0組成單片機(jī)的 16位地址線。 一般 情況下， P2 做地址線用時，不再用于 I/O數(shù)據(jù)線，因此無需鎖存 P2。 IE—— 中斷允許寄存器，用于是否允許或禁止中斷。 P3 端口 —— 8位 I/O數(shù)據(jù)線 /第 2功能線合用端口，在做數(shù)據(jù)線使用時，不作第 2功能線；當(dāng)作第 2功能線時，不作數(shù)據(jù)線用。 IP—— 中斷優(yōu)先級控制寄存器，用于選擇中斷優(yōu)先級別。 PSW—— 程序狀態(tài)字，反映運(yùn)算結(jié)果標(biāo)志及選擇工作寄存器組。 RS0 和 RS1—— 選擇工作寄存器組的決定位。 RS1 RS0 0 0 選中 0 組為工作寄存器組 0 1 選中 1 組為工作寄存器組 1 0 選中 2 組為工作寄存器組 1 1 選中 3 組為工作寄存器組 P—— 奇偶標(biāo)志，指令運(yùn)算結(jié)果有奇數(shù)個“ 1”時， P=1；有偶數(shù)個“ 1”時， P=0。 OV—— 溢出標(biāo)志，運(yùn)算結(jié)果超出補(bǔ)碼表示范圍時有溢出， OV=1；無溢出， OV=0。 5 F0—— 需用戶自己定義。 AC—— 半進(jìn)（借）位，又稱 輔助進(jìn)（借）位，運(yùn)算中低 4位向高 4位有進(jìn)（借）位時， AC=1；否則 AC=0。 CY—— 進(jìn)（借）位，在加（減）法運(yùn)算中有進(jìn)（借）位時， CY=1；無進(jìn)（借）位時， CY=0。 A—— 累加器， 8位數(shù)據(jù)寄存器，是單片機(jī)指令操作中用得最多的寄存器。本身 帶有零標(biāo)志 Z，當(dāng) A=0 時 Z=1， A≠ 0時 Z=0。零標(biāo)志常用于條件轉(zhuǎn)移。 B—— B 寄存器，存放 8位數(shù)據(jù)用 。 （ 3）單片機(jī) AT89S51 引腳功能 （如圖 2） 圖 2 P0 口 —— P0 口是一個 8位漏極開路的雙向 I/O 口。作為輸出口，每位能驅(qū)動 8個 TTL邏輯電平。對 P0端口寫 “1” 時，引腳用作高阻抗輸入 。 當(dāng)訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時， P0 口也被作為低 8位地 址 /數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式下 ， P0具有內(nèi)部上拉電阻。 在 flash 編程時， P0口也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗時，輸出指令字節(jié)。程序校驗時，需要外部上拉電阻。 P1 口 —— P1 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 輸出緩沖器能驅(qū)動 4個 TTL邏輯電平。對 P1端口寫 “1” 時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。 此外， 和 分別作定時器 /計數(shù)器 2的外部計數(shù)輸入（ ）和時器 /計數(shù)器 2的觸發(fā)輸 入（ ），具體如下表所示 。 在 flash 編程和校驗時， P1 口接收低 8位地址字節(jié)。 引腳號 第二功能 T2（定時器 /計數(shù)器 T2 的外部計數(shù)輸入），時鐘輸出 T2EX（定時器 /計數(shù)器 T2 的捕捉 /重載觸發(fā)信號和方向控制） MOSI（在系統(tǒng)編程用） MISO（在系統(tǒng)編程用） 6 SCK（在系統(tǒng)編程用） P2 口 —— P2 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 輸出緩沖器能驅(qū)動 4個 TTL邏輯電平。對 P2端口寫 “1” 時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL） 。 在訪問外部程序存儲器或用 16 位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲器時， P2口送出高八位地址。在這種應(yīng)用中， P2 口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送 1。在使用 8位地址訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時， P2 口輸出 P2 鎖存器的內(nèi)容。 在 flash 編程和校驗時， P2 口也接收高 8位地址字節(jié)和一些控制信號。 P3 口 —— P3 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 輸出緩沖器能驅(qū)動 4個 TTL邏輯電平。對 P3 端口寫 “1” 時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。 P3 口亦作為 AT89S51 特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。 在 flash 編程和校驗時， P3 口也接收一些控制信號。 端口引腳 第二功能 RXD(串行輸入口 ) TXD(串行輸出口 ) INTO(外中斷 0) INT1(外中斷 1) TO(定時 /計數(shù)器 0) T1(定時 /計數(shù)器 1) WR(外部數(shù)據(jù)存儲器寫