【正文】 。 蘭州交通大學(xué)博文學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 4 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 本課題主攻方向是使系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)以下目的： ① 任一病房（共 2 個病房 ）呼叫，醫(yī)護(hù)值班室馬上能響應(yīng)并顯示病房號； ② 顯示病房床號 （每個病房 2 個床位） ； ③ 并在護(hù)士值班室發(fā)出警報(bào)提示音和警報(bào)提示燈顯示 ④ 處理完畢后清除記錄 ； ⑤ 顯示器不重復(fù)顯示按一次以上的病床號 設(shè)計(jì)方案 本課題的設(shè)計(jì)方案主要思想為： 用 89C51 自身接口實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管靜態(tài)顯示和鍵盤掃描 ， 使用 89C51 單片微機(jī)外加一塊 MAX232CPE 芯片可構(gòu)成一個完整的最小微機(jī)電路。 它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。 ? 仿真軟件 Proteus 是英國 Labcenter 公司開發(fā)的電路分析與實(shí)物仿真軟件。運(yùn)行 Keil 軟件需要 WIN9 NT、 WIN202 WINXP、 WIN7 等操作系統(tǒng)。 Keil C51 是美國 Keil Software 公司出品的 51 系列兼容單片機(jī) C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比， C 語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用。 ⑥ 提供的庫包含許多標(biāo)準(zhǔn)子程序，具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力等。 ④ 關(guān)鍵字及運(yùn)算 函數(shù)可用近似人的思維過程方式使用。 ② 寄存器的分配、不同存儲器的尋址及數(shù)據(jù)類型等細(xì)節(jié)可由編譯器管理。目前在單片機(jī)應(yīng)用最廣泛的是 C 語言 [8]。但是由于不同機(jī)器的匯編語言不同，這種語言有一定的局限性，移植性差。不同的機(jī)器所使用的匯編語言一般是不同的。但這種語言編寫程序非常繁瑣、費(fèi)時，且不易看懂，不便記憶，容易出錯。 機(jī)器語言是一種用二進(jìn)制代碼“ 0”和“ 1”表示指令和數(shù)據(jù) 的最原始的程序設(shè)計(jì)語言。從語言結(jié)構(gòu)及其與單片機(jī)的關(guān)系兩方面可分為三大類：分別是機(jī)器語言、匯編語言和高級語言。其原理 如圖 和圖 所示。數(shù)碼管又分為共陰極和共陽極兩種類型，其實(shí)共陰極就是將八個 LED 的陰極連在一起，讓其接地，這樣給 任何一 LED 的 一端高電平，它便能點(diǎn)亮。 我們最常用的是七段式和八段式 LED 數(shù)碼管，八段比七段多了一個小數(shù)點(diǎn) 其他的基本相同。而利用 PC 機(jī)通信技術(shù)控制 LED 顯示屏，則具有顯示內(nèi)容豐富，信息更換靈活等優(yōu)點(diǎn) [7]。隨著社蘭州交通大學(xué)博文學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 會經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，如今的廣告牌都存在著顯示內(nèi)容豐富、信息量大、信息更換速度快等特點(diǎn)。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(dāng)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。 一種把所需展示的廣告信息燒寫固化到 EPROM 芯片內(nèi)，能進(jìn)行固定內(nèi)容的多幅漢字顯示，稱為單顯示型；另一種在機(jī)內(nèi)設(shè)置了字庫、程序庫，具有程序編制能力，能進(jìn)行內(nèi)容可變的多幅漢字顯示，稱可編程序型。LCM 一般分為三類，即段碼型液晶模塊、點(diǎn)陣字符液晶模塊和點(diǎn)陣圖形液晶模塊。 由于其具有清晰度高，信息量大等特點(diǎn)，從而使得它越來越廣泛地應(yīng)用在小型儀器的顯示中。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(diǎn)。 為了方便人們觀察和監(jiān)視單片 機(jī)運(yùn)行情況，通常需要利用顯示器作為單片機(jī)的輸出設(shè)備，以顯示單片機(jī)的鍵輸入值、中間信息以及運(yùn)算結(jié)果等。每個獨(dú)立式按鍵單獨(dú)占有一根 I/O 口線，每根 I/O 口線的工作狀態(tài)都不會影響其他 I/O 口線的工作狀態(tài) [6]。單片機(jī)可以采用查詢或中斷方式檢查有無鍵的輸入以及是哪個鍵被按下，并通過轉(zhuǎn)移指令轉(zhuǎn)入執(zhí)行該鍵的功能程序，執(zhí)行完再返回到原始狀態(tài)。 鍵盤中的每個按鍵都是一個 常開的開關(guān)電路，當(dāng)所設(shè)置的功能鍵或數(shù)字鍵按下時，則處于閉合狀態(tài)。 它包含人對系統(tǒng)的狀態(tài)干預(yù)、數(shù)據(jù)的輸入以及應(yīng)用系統(tǒng)向人報(bào)告運(yùn)行狀態(tài)與運(yùn)行結(jié)果等。隨著半導(dǎo)體工藝技術(shù)的發(fā)展及系統(tǒng)設(shè)計(jì)水平的提高，單片機(jī)還會不斷產(chǎn)生新的變化和進(jìn)步，最終人們可能發(fā)現(xiàn)：單片機(jī)與微機(jī)系統(tǒng)之間的距離越來越小，甚至難以辨認(rèn)。原因是其內(nèi)部已集成上各種 應(yīng)用電路。 單片機(jī)在目前的發(fā)展形勢下，表現(xiàn)出幾大趨勢： ① 可靠性及應(yīng)用越來越水平高和互聯(lián)網(wǎng)連接已是一種明顯的走向。要實(shí)現(xiàn)嵌入式設(shè)備和 Inter連接，就需要把傳統(tǒng)的 Inter 理論和嵌入式設(shè)備的實(shí)踐都顛倒過來。但是， Inter一向是一種采用肥服務(wù)器，瘦用戶機(jī)的技術(shù)。 ? 工藝上的進(jìn)步 單片機(jī)的另外一個名稱就是嵌入式微控制器，原因在于它可以嵌入到任何微型或小型儀器或設(shè)備中。它的低功耗方式有 LPM LPM LPM4 三種。 Philips 公司的單片機(jī) P87LPC762是一個很典型的例子，在空閑時，其功耗為 ，而在節(jié)電方式中，其功耗只有 。特別是在控制，系統(tǒng)較為復(fù)雜時，構(gòu)成一個控制網(wǎng)絡(luò)十分有用 。特別是在單片機(jī) C167CS32FM 中，內(nèi)部還含有 2 個 CAN。 有的單片機(jī)為了構(gòu)成控制網(wǎng)絡(luò)或形成局部網(wǎng)，內(nèi)部含有局部網(wǎng)絡(luò)控制模塊 CAN。下面分別就這四個方面說明單片機(jī)的技術(shù)進(jìn)步狀況。在這幾方面，較為典型地說明了數(shù)字單片機(jī)的水平。 單片機(jī)技術(shù)的 發(fā)展 單片機(jī)的技術(shù)發(fā)展日薪月異。此外還有 MOTOROLA 公司的產(chǎn)品，日本幾大公司的專用單片機(jī)。所以 C8051 為核心的單片機(jī)占據(jù)了半壁江山?，F(xiàn)在的許多單片機(jī)都具有 多種 封裝形式，其中 SMD(表面封裝 )越來越受歡迎，使得由單片機(jī)構(gòu)成的系統(tǒng)正朝微型化方向發(fā)展。 ? 微型單片化 現(xiàn)在常規(guī)的單片機(jī)普遍都是將中央處理器 (CPU)、隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲 (RAM)、只讀程序存儲器 (ROM)、并行和串行通信接口，中斷系統(tǒng)、定時電路、時鐘電路 集成在一塊單一的芯片上，增強(qiáng)型的單片機(jī)集成了如 A/D 轉(zhuǎn)換器、 PMW(脈寬調(diào)制電路 )、 WDT(看門狗 )、有些單片機(jī)將 LCD(液晶 )驅(qū)動電路都集成在單一的芯片上，這樣單片機(jī)包含的單元電路就更多，功能就越強(qiáng)大。 CMOS 雖然功耗較低，但由于其物理特征決定其工作速度不夠高，而 CHMOS 則具備了高速和低功耗的特點(diǎn)，這些特征，更適合于在要求低功耗象 電池 供電的應(yīng)用場合。 縱觀單片機(jī)的發(fā)展過程，可以預(yù)示單片機(jī)的發(fā)展趨勢，大致有： ? 低功耗化 CMOS 化 MCS51系列的 8031 推出時的功耗達(dá) 630mW，而現(xiàn)在的單片機(jī)普遍都在 100mW 左右，隨著對單片機(jī)功耗要求越來越低，現(xiàn)在的各個單片機(jī)制造商基本都采用了 CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體工藝 )。以微處理器為核心的微型計(jì) 算機(jī)以其小型、價廉、高可靠性等優(yōu)勢，迅速走出機(jī)房；基于高速數(shù)值 計(jì) 算能力的微型機(jī) ， 表現(xiàn)出的智能化水平引起了控制專業(yè)人士的興趣。 1946 年電子數(shù)字計(jì)算機(jī)誕生，在此后漫長的歷史進(jìn)程中，計(jì)算機(jī)始終是供養(yǎng)在特殊的機(jī)房中，實(shí)現(xiàn)數(shù)值計(jì)算的大型昂貴設(shè)備。40 個引腳中，正電源和地線兩根； 4 組 8 位 I/O 口，共 32 個引腳；時鐘電路引腳 XTAL1和 XTAL2；控制信號引腳包含：復(fù)位輸入端 RST，地址鎖存允許輸出 /編程脈沖輸入端 ALE/PROG，片外程序存儲器選通控制信號端 PSEN，內(nèi)外程序存儲器選擇 /編程電源輸入端 EA/VPP， 其結(jié)構(gòu)如圖 所示 [3]。 數(shù) 據(jù)存儲器 (SRAM)，器件采用 宏晶 公司的高密度，非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng) ， 片內(nèi)置通用 8 位中央處理器 (CPU)和 Flash 存儲單元，功能強(qiáng)大STC89C51 單片機(jī)可為您提供許多高性價比的應(yīng)用場合，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。 控制器 STC89C51 本設(shè)計(jì)采用了 STC89C51 單片機(jī)。 （ 5）單片機(jī)在醫(yī)用設(shè)備領(lǐng)域中的應(yīng)用 單片機(jī)在易用設(shè)備領(lǐng)域中的應(yīng)用相當(dāng)廣泛，例如醫(yī)用呼吸機(jī)，各種分析儀，監(jiān)護(hù)儀，超聲波診斷設(shè)備及病床呼叫系統(tǒng)等等。 （ 3）在家用電器中的應(yīng)用 可以這樣說，現(xiàn)在的家電基本上都采用了單片機(jī)控制，從電飯煲、洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)機(jī)、彩電、其他音響視頻器材、再到電子稱量設(shè)備，五花八門，無其不有，無所不在。 （ 2）在工業(yè)控制中的應(yīng)用 用單片機(jī)可以構(gòu)成形式多樣的控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。采用單片機(jī)控制使得儀器儀表數(shù)字化、智能化、微型化。 單片機(jī)的實(shí)際應(yīng)用 單片機(jī)在實(shí)際應(yīng)用中占有重要地位。 單片機(jī)由于這種結(jié)構(gòu)，所以具有很多顯著的特點(diǎn)。 單片機(jī)是微型機(jī)的一個重要分支，它在結(jié)構(gòu)上的最大特點(diǎn)是把 CPU、存儲器、定時器和多種輸入 /輸出接口電路集成在一塊超大規(guī)模的集成電路芯片上。隨著單片機(jī)在各個領(lǐng)域全面深入的發(fā)展和應(yīng)用，逐漸出現(xiàn)了高速、低功耗、大尋址范圍 、強(qiáng)運(yùn)算能力的 8 位、 16 位、 32 位通用型單片機(jī)以及小型廉價的專用型單片機(jī)，還有功能全面的片上單片機(jī)系統(tǒng) [1]。 第四階段：單片機(jī)的全面發(fā)展階段。 第三階段：向微控制器發(fā)展的階段。 Intel 公司在 MCS48 的基礎(chǔ)上推出了完善的、典型的 MCS51 單片機(jī)系列。這一階段主要是探索如何把計(jì)算機(jī)的主要部件集成在芯片上。單片機(jī)的發(fā)展歷史大致分為 4個階段。 單片機(jī)也被稱作“單片微型計(jì)算機(jī)”、 “微控制器”和“嵌入式微控制器”，單片機(jī)一詞最初源于“ Single Chip Microputer”，簡稱 SCM。 本課 題基于單片機(jī)的醫(yī)院病床呼叫系統(tǒng)設(shè)計(jì)，系統(tǒng)維護(hù)簡單，工作應(yīng)用簡單，有一定的實(shí)用價值。它要求及時、準(zhǔn)確、可靠、簡便可行、利于推廣。 病床呼叫系統(tǒng)可將病人的請求快遞傳送給值班醫(yī)生和護(hù)士。無線式病房呼叫系統(tǒng)可靠性差，而且無線電波會干擾其它醫(yī)療儀器設(shè)備，目前大多數(shù)醫(yī)院不采用無線呼叫系統(tǒng) 。 目前 市場 上存在著許多種型號不一功能各異的醫(yī)院病房呼叫系統(tǒng)，主要為兩大類：有線式和無線式。為醫(yī)院和患者 都帶來方便。這首先是呼叫市場需求的結(jié)果，也是呼叫技術(shù)及管理發(fā)展的必然結(jié)果。 病床呼叫系統(tǒng)發(fā)展概況 呼叫系統(tǒng)發(fā)展到今天，從應(yīng)用層面可以說已經(jīng)進(jìn)入到商業(yè)化運(yùn)營階段。當(dāng)今病房呼叫系統(tǒng)正在逐步地向智能化發(fā)展，它可以和錄像機(jī)一起使用，當(dāng)病人按下開關(guān)時，在護(hù)士值班室的大屏幕能夠觀察病人的 需要。本文設(shè)計(jì)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(hù)，而且具有可靠穩(wěn)定，對其他醫(yī)療設(shè)備不會產(chǎn)生干擾的特點(diǎn)；但受到布線較多，影響美觀，故不適宜較大的醫(yī)院。 目前市場上存在著許多種 型號不一功能各異的醫(yī)院病房呼叫系統(tǒng)，主要為兩大類：有線式和無線式。病床呼叫系統(tǒng)的優(yōu)劣直接影響到病員的安危，歷來受到各大醫(yī)院的普遍重視。尤其醫(yī)院的競爭越來越激烈，商業(yè)醫(yī)院的生存是第一位，提升檔次和服務(wù)質(zhì)量迫在眉睫，陪護(hù)問題一直是醫(yī)患矛盾的主體，也是長期困擾衛(wèi)生系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量的大問題，使用病房呼叫系統(tǒng)，方便病人更快找到醫(yī)生，以節(jié)約病人的寶貴時間。 LED display。 Keyboard。 can realize the call, distress alert, information storage, display and more. Patients during hospitalization may at any time request the doctor or nurse for the diagnosis or nursing. Beds help call is an important means of transmission of clinical information, bed call system is a tool for patients issued an urgent call to the on duty doctor or nurse, you want to the patient39。LED。鍵盤 。此系統(tǒng)能夠?yàn)獒t(yī)院提供一個成本低、效率高、操作方便和易于安裝維護(hù)的快捷系統(tǒng)。 本 系統(tǒng)以 STC89C51 單片機(jī)為核心輔以 4 個外接 鍵盤、 LED 點(diǎn)陣顯示電路和部分簡單模擬和數(shù)字電路組成 的 ， 能夠?qū)崿F(xiàn)病人和醫(yī)護(hù)人員之間信息的傳遞。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。蘭州交通大學(xué)博文學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 摘 要 醫(yī)院已經(jīng)從人工管理模式向智能化方向發(fā)展。 “病床呼叫系統(tǒng)”可以實(shí)現(xiàn)對病房的智能化管理，可實(shí)現(xiàn)呼叫、求救警報(bào)、信息存儲、顯示等等功能。病床求助呼叫是傳送臨床信息的重要手段，病床呼叫系統(tǒng)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)理的重要組成部分。在該設(shè)計(jì)中模擬 2 個病房每個病房 2 個病床編號 0101/0102 和 0201/0202，每個病床都有一 個按鍵，當(dāng)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 病房號和 床位號，醫(yī)護(hù)人員按下“響應(yīng)”鍵取消當(dāng)前呼叫。 關(guān)鍵詞： 單片機(jī) 。點(diǎn)陣 。病床呼叫系統(tǒng) 蘭州交通大學(xué)博文學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II Abstract Management model of hospital from artificial intelligent direction. Bed call system can achieve the intelligent management of the ward。s request quickly passed to the duty doctor or nurse, and left the