【正文】 形 就 可 以 驅(qū) 動(dòng) 蜂 鳴 器 了 。 比 如 頻 率 為 2022Hz 的 蜂 鳴 器 的 驅(qū) 動(dòng) ， 可 以 知 道 周期 為 500μ s， 這 樣 只 需 要 把 PWM 的 周 期 設(shè) 置 為 500μ s， 占 空 比 電 平 設(shè) 置 為250μ s， 就 能 產(chǎn) 生 一 個(gè) 頻 率 為 2022Hz 的 方 波 ， 通 過 這 個(gè) 方 波 再 利 用 三 極 管 就 可 以去 驅(qū) 動(dòng) 這 個(gè) 蜂 鳴 器 了 。 而 利 用 I/O 定 時(shí) 翻 轉(zhuǎn) 電 平 來 產(chǎn) 生 驅(qū) 動(dòng) 波 形 的 方 式 會 比 較 麻 煩 一 點(diǎn) ， 必 須 利 用 定時(shí) 器 來 做 定 時(shí) ， 通 過 定 時(shí) 翻 轉(zhuǎn) 電 平 產(chǎn) 生 符 合 蜂 鳴 器 要 求 的 頻 率 的 波 形 ， 這 個(gè) 波 形 就可 以 用 來 驅(qū) 動(dòng) 蜂 鳴 器 了 。 比 如 為 2500Hz 的 蜂 鳴 器 的 驅(qū) 動(dòng) ， 可 以 知 道 周 期 為400μ s， 這 樣 只 需 要 驅(qū) 動(dòng) 蜂 鳴 器 的 I/O 口 每 200μ s 翻 轉(zhuǎn) 一 次 電 平 就 可 以 產(chǎn) 生 一 個(gè)頻 率 為 2500Hz， 占 空 比 為 1/2duty 的 方 波 ， 再 通 過 三 極 管 放 大 就 可 以 驅(qū) 動(dòng) 這 個(gè) 蜂 鳴器 了 。 鳴 器 驅(qū) 動(dòng) 電 路由 于 蜂 鳴 器 的 工 作 電 流 一 般 比 較 大 ， 以 致 于 單 片 機(jī) 的 I/O 口 是 無 法 直 接 驅(qū) 動(dòng)的 ， 所 以 要 利 用 放 大 電 路 來 驅(qū) 動(dòng) ， 一 般 使 用 三 極 管 來 放 大 電 流 就 可 以 了 。 本 次 設(shè)計(jì) 中 所 使 用 的 是 三 極 管 驅(qū) 動(dòng) 。 如 圖 214：第 23 頁 共 49 頁圖 214 本 設(shè) 計(jì) 使 用 驅(qū) 動(dòng) 電 路 圖第 24 頁 共 49 頁第 3 章 硬件電路設(shè)計(jì) 系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)該系統(tǒng)主要包括顯示模塊，聲音模塊，無線模塊，接口電路四部分組成。圖 31 系統(tǒng)電路原理圖第 25 頁 共 49 頁 單片機(jī)外圍電路設(shè)計(jì)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的單片機(jī)控制部分的執(zhí)行元件采用了 MCS51T 系列的 AT89S51 單片機(jī)。 AT89S51 單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。單片機(jī)的外圍電路如圖 22 所示：復(fù)位電路采用手動(dòng)按鈕復(fù)位。手動(dòng)按鈕復(fù)位需要人為在復(fù)位輸入端 RST 上加入高電，由于人的動(dòng)作再快也會使按鈕保持接通達(dá)數(shù)十毫秒，所以，完全能夠滿足復(fù)位的時(shí)間要求。當(dāng)人為按下按鈕時(shí)，則 Vcc 的+5V 電平就會直接加到 RST 端，電容器被短路放電、RST 直接和 VCC 相連，就是高電平，此時(shí)進(jìn)入“復(fù)位狀態(tài)” 。松手后：電源開始對電容器充電，此時(shí)，充電電流在電阻上，形成高電平送到 RST，仍然是“復(fù)位狀態(tài)” ；稍后，充電結(jié)束，電流降為 0，電阻上的電壓也將為 0，RST 降為低電平，開始正常工作。單片機(jī)的晶振電路是一種典型電路，采用內(nèi)部時(shí)鐘方式，晶振的時(shí)鐘頻率為 12MHZ，外接兩個(gè) 30PF 的諧振電容。圖32單片機(jī)及其外圍電路 LED 顯示電路設(shè)計(jì)主要由 74HC164 和數(shù)碼管組成的,通過串口輸入和串口輸出把號碼顯示到數(shù)碼管上，由于原串口已被分配給提示燈電路，所以這里用 PP2 口模擬了 4 個(gè)串口，通過 4 個(gè)74HC164 來實(shí)現(xiàn)，在程序中主要是用循環(huán)來實(shí)現(xiàn)給一個(gè)時(shí)鐘信號，輸入一個(gè)數(shù)據(jù)，當(dāng)有按鍵按下時(shí)，數(shù)碼管將顯示出是幾號床位上的病人呼叫,而且一直在顯示,直到有護(hù)士第 26 頁 共 49 頁發(fā)現(xiàn)。圖 33 74HC164 和數(shù)碼管連接 電路 單片機(jī)與無線接收模塊連接無線接收模塊的四個(gè)輸出端占用了 AT89S51 單片機(jī)最小系統(tǒng)四個(gè) I/O 口，通過 74LS00反相器分別接在 P1 口的 引腳上。單片機(jī)不斷地循環(huán)掃描 I/O 口是高電平還是低電平來判斷是否有病人呼叫。同時(shí)還需要考慮到一些問題，例如，當(dāng)有多個(gè)病人同時(shí)呼叫時(shí)，應(yīng)使互不干擾。圖 34 無線接收模塊與單片機(jī)接口 無線發(fā)送模塊編碼發(fā)射模塊主要由 PT2262 編碼 IC 和高頻調(diào)制、功率放大電路組成，發(fā)射模塊的A、B、C、D 四個(gè)按鍵分別代表不同的病床號，按下代表病人呼救。如圖 218 為無線發(fā)第 27 頁 共 49 頁射模塊電路圖。圖 35 無線發(fā)射模塊 無線接收模塊解碼接收模塊包括接收頭和解碼芯片 PT2272 兩部分組成。接收頭將收到的信號輸入PT2272 的 14 腳（DIN），PT2272 再將收到的信號解碼。四個(gè)數(shù)據(jù)輸出口接到四個(gè) I/O口，分別接在 AT89S51 單片機(jī)最小系統(tǒng) P1 口的 引腳上。通過不斷的掃描 I/O 口是高電平還是低電平來判斷是否有病人呼叫，是通過循環(huán)實(shí)現(xiàn)的。同時(shí)還需要考慮到一些問題，例如，當(dāng)有多個(gè)病人同時(shí)呼叫時(shí)，能使互不干擾。如圖 219 為無線接收模塊電路圖：圖 36 無線接收模塊第 28 頁 共 49 頁 發(fā)聲電路設(shè)計(jì)利用蜂鳴器來實(shí)現(xiàn)，蜂鳴器報(bào)警占用了四個(gè) I/O 口， 分別接在 P2 口的 引：圖 37 蜂鳴器圖 320 蜂鳴器 提示燈電路設(shè)計(jì)假設(shè)病房有 4 個(gè)床位(要占用 8 個(gè) I/O 口)，就需要 4 個(gè)數(shù)碼顯示管, 4 個(gè)按鈕(要占用4 個(gè) I/O 口 )，4 個(gè)蜂鳴器報(bào)警()，4 個(gè)指示燈(要占用 4 個(gè) I/O 口)。圖 38 提示燈電路圖 321 指示燈線路圖第 29 頁 共 49 頁第 4 章 系統(tǒng)軟件簡介 系統(tǒng)總流程圖系統(tǒng)流程圖如圖5所示3號 病 房 鍵 按 下判 斷 是 哪 個(gè) 病 房 鍵按 下2號 病 房 鍵 按 下程 序 初 始 化1號 病 房 鍵 按 下 4號 病 房 鍵 按 下數(shù) 碼 管 顯 示 病 房 號指 示 燈 亮 蜂 鳴 器 報(bào) 警 數(shù) 碼 管 顯 示 病 房 號指 示 燈 亮 蜂 鳴 器 報(bào) 警 數(shù) 碼 管 顯 示 病 房 號指 示 燈 亮 蜂 鳴 器 報(bào) 警數(shù) 碼 管 顯 示 病 房 號指 示 燈 亮 蜂 鳴 器 報(bào) 警圖31 系統(tǒng)流程圖通過單片機(jī)不斷地循環(huán)掃描模擬串口，檢查是否有病人呼叫。 系統(tǒng)平臺介紹 匯編語言介紹程序設(shè)計(jì)語言可以分為：符號語言，機(jī)器語言，匯編語言，高級語言。符號語言己經(jīng)具有很多優(yōu)點(diǎn)，但符號語言中的每一個(gè)符號(這里稱作助記符)可以是用戶根據(jù)辨認(rèn)或者記憶的需要自己來決定的。這樣，通用性不是很強(qiáng)。就是說，按某一個(gè)人的想法編寫的符號語言程序，另外一個(gè)人是無法看懂的。匯編語言克服了上述的缺點(diǎn)，它是在符號語言的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。它是針對一類（甚至幾類）計(jì)算機(jī)，抽象出來的一種符號語言并把這些符號加以統(tǒng)一規(guī)定，使得使用同類計(jì)算機(jī)的人都了解這些符號的意義，這樣，使得用匯編語言編寫的程序可以在這一類型的任何一臺計(jì)算機(jī)上使用。第 30 頁 共 49 頁這就有了極大的靈活性，當(dāng)然不同類型的計(jì)算機(jī)的匯編語言也不同。它們都必須由生產(chǎn)廠家提供的匯編語言來編寫。另外．匯編語言還增加了宏指令的功能。讓我們比較一下匯編語言和高級語言的特點(diǎn)。首先，匯編語言與處理器關(guān)系密切。每種處理器都有自己的指令系統(tǒng)，相應(yīng)的匯編語言也各自不同。因而匯編語言程序的通用性、可移植性較差。而高級語言與具體計(jì)算機(jī)無關(guān)，高級語言程序可以在多種計(jì)算機(jī)上編譯啟執(zhí)行。其次，匯編語言編程涉及寄存器、內(nèi)存等硬件細(xì)節(jié)，程序繁瑣，調(diào)試也比較困難．而高級語言采用類似自然語言的語法，容易被掌握和使用，也不必關(guān)心諸如標(biāo)志、堆棧等。但是，匯編語言本質(zhì)上就是機(jī)器語言，它可以直接有效地控制計(jì)算機(jī)硬件，因而可以產(chǎn)生運(yùn)行速度快、指令序列短的高效率目標(biāo)程序。而高級語言不易直接控制計(jì)算機(jī)的各種操作，編譯程序產(chǎn)生的目標(biāo)程序龐大、程序難以優(yōu)化、運(yùn)行速度慢. 總的來說，匯編語言的主要優(yōu)點(diǎn)就是可以直接控制計(jì)算機(jī)硬件，可以編寫在時(shí)間和空間兩方面更有效的程序。這些優(yōu)點(diǎn)使得匯編語言在程序設(shè)計(jì)中占有重要的地位。是不可取代的。 但匯編語言的缺點(diǎn)也是明顯的，它與處理器密切相關(guān)，要求程序員熟悉計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)，考慮許多細(xì)節(jié)問題，所以程序繁瑣，調(diào)試、維護(hù)、交流和移植困難。因此，有時(shí)可以采用高級語言和匯編語言混合編程的方法，互相取長補(bǔ)短，更好地解決實(shí)際問題。匯編語言生要應(yīng)用場合有以下幾種：，或者只能占用較小的存儲客量。例如操作系統(tǒng)的核心 程序段，實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的軟件等。，程序要直接控制硬件。例如to接口電路的初始化程序段，外部設(shè)備的底層驅(qū)動(dòng)程序等優(yōu)化處理的部分。例如計(jì)算機(jī)系統(tǒng)頻繁調(diào)用的子程序、動(dòng)態(tài)鏈接庫等。例如開發(fā)最新的處理器程序時(shí)。第 31 頁 共 49 頁 LCA51 軟件簡介LCA51 軟件是集編輯、編譯/連接、加載、調(diào)試等為一體的集成開發(fā)環(huán)境（IDE） 。用可以在同一界面環(huán)境中完成所有任務(wù)。主界面大致如圖 41 所示。圖 32 LCA51 軟件主界面編輯窗口LCA51 提供一個(gè)多窗口的源文件編輯器。該編輯器不受文件大小的限制，允許無限的撤銷/重復(fù)功能。編輯器全面支持匯編、C51 和 PL/M51 語言的語法加亮著色。用戶可以自定義各種類型文本的顏色和不同語言的關(guān)鍵詞。相應(yīng)的關(guān)鍵詞文件名為、。這些文件都保存在 LCA51 安裝目錄下。編輯器還支持書簽，拷貝、剪切、粘貼，全程查找、替換，拖動(dòng)編輯等功能。工作區(qū)窗口工作區(qū)窗口有兩個(gè)頁面窗口。工程頁面窗口以樹型結(jié)構(gòu)顯示工程中的項(xiàng)目文件等內(nèi)容。沒有打開工程時(shí)，該頁面窗口為空。資源管理器頁面窗口和 Win9x 中的資源管理器中的左面的窗口相同。輸出窗口輸出窗口顯示用戶編譯連接過程中的輸出信息，用戶雙擊某條編譯出錯(cuò)信息提示即可直接定位到源文件的對應(yīng)行。觀察窗口觀察窗口中顯示調(diào)試過程中長期觀察的變量項(xiàng)。用戶可以添加、刪除、修改、刷第 32 頁 共 49 頁新觀察項(xiàng)。相應(yīng)命令在右鍵菜單中。數(shù)據(jù)窗口數(shù)據(jù)窗口中成批顯示實(shí)驗(yàn)機(jī)相應(yīng)存儲區(qū)域的整塊數(shù)據(jù)內(nèi)容。用戶可以察看，修改相應(yīng)地址單元的數(shù)據(jù)。相應(yīng)命令在右鍵菜單中。對話窗口用戶通過對話窗口直接用監(jiān)控命令和實(shí)驗(yàn)機(jī)對話。注意：在調(diào)試狀態(tài)，當(dāng)對話窗口變?yōu)椴换顒?dòng)窗口時(shí)，要使實(shí)驗(yàn)機(jī)仍在監(jiān)控符提示狀態(tài)下，否則，PC 機(jī)會和實(shí)驗(yàn)機(jī)失去通訊。菜單介紹LCA51 有許多菜單項(xiàng)，主菜單包含了絕大多數(shù)操作命令。菜單比較容易掌握，用戶可以通過閱讀菜單項(xiàng)，直接掌握每個(gè)菜單命令的具體功能。LCA51 也可以使用熱鍵和工具欄圖標(biāo)快速完成常用菜單項(xiàng)的功能。在 LCA51 主菜單欄上有 11 個(gè)主菜單，它們分別如下：文件（F） 和文件有關(guān)的操作，如打開、關(guān)閉、打印等文件操作。編輯（E） 包括拷貝、剪切、粘貼、書簽、查找和替換等編輯命令。查看（V） 改變 LCA51 的工作界面顯示。包括工具欄和有關(guān)窗口的顯示等。工程（P） 和工程有關(guān)的操作，如打開、關(guān)閉、保存、設(shè)置等工程操作。編譯（C） 包括編譯和連接等編譯操作。調(diào)試（B） 包括加載目標(biāo)文件、單步、斷點(diǎn)、全速執(zhí)行等調(diào)試命令。觀察（O） 包括添加觀察變量或?qū)τ^察變量進(jìn)行修改等命令。設(shè)置（S） 包括 AEDK 實(shí)驗(yàn)機(jī)型號、通訊口、單文件編譯器/連接器、環(huán)境參數(shù)等的設(shè)置。工具（T） 包含加載和上傳程序，自定義用戶界面等命令。窗口（W） 選擇或改變當(dāng)前活動(dòng)窗口及窗口排列方式。幫助（A） 顯示相應(yīng)幫助文文件和軟件版本信息。 聯(lián)機(jī)在線調(diào)試1 啟動(dòng)運(yùn)行環(huán)境打開試驗(yàn)機(jī)電源，雙擊桌面上的 LCA51 軟件的圖標(biāo)，運(yùn)行 LCA51 軟件。第一次啟動(dòng) LCA51 需設(shè)置通訊端口。用戶選著“設(shè)置—通訊口”菜單項(xiàng)，在彈出的對話框中，選擇相應(yīng)的通信口和通訊波特率。做本實(shí)驗(yàn)時(shí)，波特率應(yīng)設(shè) 9600。點(diǎn)擊測試串口按鈕，第 33 頁 共 49 頁檢查通訊口是否可用。退出 LCA51 時(shí)，會自動(dòng)保存用戶最后一次的設(shè)置。2 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目并編譯選取所要做的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的文件（*.asm） ，用戶選擇“編譯—編譯當(dāng)前文件“菜單項(xiàng)，將編譯當(dāng)前活動(dòng)窗口中的源文件，編譯結(jié)果的信息顯示在輸出窗口中。用戶可以根據(jù)輸出窗口中錯(cuò)誤信息直接定位到源文件相應(yīng)位置。編譯器將生成源文件的目標(biāo)代碼，對于單匯編文件，編譯產(chǎn)生的目標(biāo)代碼可以直接加載調(diào)試，對于高級語言的源文件，編譯結(jié)束還要連接才能產(chǎn)生可加載的目標(biāo)代碼。3 調(diào)試LCA51 是一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境，調(diào)試和編輯、編譯都在同一界面下完成。調(diào)試時(shí)的界面如圖 42 所示。圖 33 調(diào)試時(shí)的界面在編輯狀態(tài)時(shí)，界面右下角的當(dāng)前狀態(tài)顯示為“編輯” ，在調(diào)試狀態(tài)時(shí)，仿真機(jī)沒有運(yùn)行程序時(shí)，界面右下角的當(dāng)前狀態(tài)顯示為“停止” ，仿真機(jī)運(yùn)行程序時(shí)，界面右當(dāng)前狀態(tài)顯示為“運(yùn)行” 。許多菜單命令只有在調(diào)試狀態(tài)才有效，用戶選擇“調(diào)試——加載調(diào)試”菜單項(xiàng)后，將加載當(dāng)前的工程文件或源文件的目標(biāo)代碼，加載完畢，退出調(diào)試狀態(tài)，選擇“調(diào)試——退出調(diào)試”菜單項(xiàng)。在調(diào)試狀態(tài)，最下方的狀態(tài)行顯示當(dāng)前 PC 指針等常用的寄存器的值。仿真機(jī)運(yùn)行時(shí)左上角的圖標(biāo)會不停變動(dòng)，右下角的當(dāng)前狀態(tài)會顯示為“運(yùn)行” 。當(dāng)前 PC 指針行的背景顏色為綠色，有效斷點(diǎn)行背景顏色為紅色，無效斷點(diǎn)行背景第 34 頁 共 49 頁顏色為棕色。PC 指針行和斷點(diǎn)行相同時(shí)，背景顏色為粉紅色。觀察窗口中顯示長期觀察的變量的值在不同時(shí)候的取值情況。用戶可以在對話窗口中直接通過監(jiān)控命令和仿真機(jī)對話。數(shù)據(jù)窗口中顯示整塊數(shù)據(jù)區(qū)的內(nèi)容?？焖儆^察窗口顯示當(dāng)前光標(biāo)處變量的取值。調(diào)試主要方法和技巧：通常一個(gè)調(diào)試程序應(yīng)該具備至少四種性能：跟蹤，斷點(diǎn)，查看變量，更改數(shù)值。跟蹤調(diào)試調(diào)試應(yīng)用程序所提