【正文】 因此使用非常方便。此外，其功耗非常低，以一10dBm的輸出功率發(fā)射時(shí)電流只有1lmA，工作于接收模式時(shí)的電流為12．5mA，內(nèi)建空閑模式與關(guān)機(jī)模式，易于實(shí)現(xiàn)節(jié)能。32引腳QFN封裝(5x5mm)，工作于433／868／915MHz三個(gè)ISM(T業(yè)、科學(xué)和醫(yī)學(xué))頻道，頻道之間的轉(zhuǎn)換時(shí)間小于650us。 無(wú)線收發(fā)模塊的選擇本畢業(yè)設(shè)計(jì)的無(wú)線收發(fā)模塊選擇的是nRF905無(wú)線模塊。根據(jù)本課題，選擇了STC公司的STC89C52單片機(jī)。單片機(jī)誕生于二十世界70年代末，各種制造商也是很多。根據(jù)對(duì)系統(tǒng)工作的基本原理的了解。本設(shè)計(jì)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)是以單片機(jī)STC89C52與nRF905無(wú)線模塊為核心器件的一套收發(fā)系統(tǒng)，以制作出的電路板為實(shí)物，以C語(yǔ)言進(jìn)行軟件程序設(shè)計(jì)。當(dāng)主機(jī)收到呼叫機(jī)的呼叫時(shí)，單片機(jī)會(huì)控制報(bào)警器發(fā)出報(bào)警信號(hào)并通過(guò)LED數(shù)碼管進(jìn)行顯示。本畢業(yè)設(shè)計(jì)是醫(yī)院病房呼叫器的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是實(shí)現(xiàn)呼叫機(jī)與主機(jī)之間的單工通信。呼叫機(jī)部分包括：無(wú)線發(fā)送部分、單片機(jī)控制部分、地址變更部分、按鍵部分；主機(jī)部分包括：無(wú)線接收部分、單片機(jī)控制部分、按鍵部分、報(bào)警部分、顯示部分。首先應(yīng)該對(duì)所設(shè)計(jì)的電路的總體框圖有所了解，更應(yīng)該了解各個(gè)部分。無(wú)線呼叫器從技術(shù)和應(yīng)用可大致分為三個(gè)階段：第一階段以調(diào)幅AM技術(shù)為主（即：第一代無(wú)線呼叫器），主要用于場(chǎng)地較小的場(chǎng)所；第二階段是以調(diào)頻FM為核心技術(shù)的產(chǎn)品（即：第二代無(wú)線呼叫器系統(tǒng)），信號(hào)穩(wěn)定，適合大型組網(wǎng)，應(yīng)用行業(yè)從茶樓、咖啡廳等小型服務(wù)場(chǎng)所，發(fā)展到大型娛樂(lè)場(chǎng)所、酒店、工廠、超市、學(xué)校和銀行等行業(yè)，這個(gè)階段是無(wú)線呼叫器應(yīng)用發(fā)展最為迅速的一個(gè)時(shí)期；第三階段是調(diào)頻技術(shù)、語(yǔ)音技術(shù)和對(duì)講技術(shù)為核心的語(yǔ)音無(wú)線呼叫系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了無(wú)線呼叫器從模擬、數(shù)字到語(yǔ)音的蛻變，成為無(wú)線呼叫器系統(tǒng)應(yīng)用的趨勢(shì)和主流。但是有線呼叫器需要布線，費(fèi)用高，施工繁瑣而無(wú)法得到廣泛應(yīng)用。本系統(tǒng)采用無(wú)線電方式實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳遞，單片機(jī)作為控制部件協(xié)調(diào)處理整個(gè)系統(tǒng)的工作，實(shí)現(xiàn)無(wú)線信號(hào)的遠(yuǎn)距離傳輸，減少了材料的耗費(fèi)，安裝簡(jiǎn)單，使醫(yī)患溝通更加靈活，是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在醫(yī)院設(shè)備上的大膽應(yīng)用，具有創(chuàng)新性。護(hù)士只要在總機(jī)旁觀察就能看到呼叫的房間，便能立刻派護(hù)士去查看和護(hù)理。即使病人在沒(méi)有家屬陪伴的情況下，也能及時(shí)呼叫得到護(hù)理。對(duì)醫(yī)務(wù)人員而言，不需要時(shí)刻去查房、巡邏，更不需要高聲應(yīng)答病人或家屬，免去了無(wú)數(shù)次的來(lái)回奔波，維護(hù)了醫(yī)院良好的安靜環(huán)境，及時(shí)而準(zhǔn)確的給病人帶來(lái)需要和服務(wù)。一款適合服務(wù)性行業(yè)的無(wú)線呼叫系統(tǒng)，對(duì)人們生活的改善，對(duì)企業(yè)形象的提升起著十分重要的作用。它要求及時(shí)、準(zhǔn)確、可靠、簡(jiǎn)便可行、利于推廣。醫(yī)院病房呼叫器可將病人的請(qǐng)求快速傳送給值班醫(yī)生或護(hù)士,并在值班室的監(jiān)控中心主機(jī)上留下準(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。XX大學(xué)xx學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）醫(yī)院病房呼叫器的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目 錄第1章 緒 論 …….…………………………………………………………………….....1 背景…………………………………………………………………………….…..1 設(shè)計(jì)的目的及意義…………………………………………………………….…..1 相關(guān)領(lǐng)域國(guó)內(nèi)外技術(shù)和發(fā)展趨勢(shì)………………………. ………………….……2第2章 方案設(shè)計(jì)……………………………………………..……………………………3 方案概述…………………………………………………………………………….3 方案設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………….3 單片機(jī)的選擇 ………………………………………………………………..4 無(wú)線收發(fā)模塊的選擇 ………………………………………………………..4 按鍵的選擇 …………………………………………………………………..4 顯示方式的選擇 ……………………………………………………………..5 報(bào)警器的選擇 ………………………………………………………………..5 電源轉(zhuǎn)換電路的選擇 ………………………………………………………..5第3章 硬件電路的設(shè)計(jì)…………………………………………………………………6 單片機(jī)AT89S52的功能及最小系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)…………………………………7 nRF905無(wú)線收發(fā)模塊的功能…………………………………………………….....9 nRF905無(wú)線收發(fā)模塊的特點(diǎn)……………………………………………. 10 nRF905無(wú)線收發(fā)模塊工作模式…………………………………………….11 nRF905無(wú)線收發(fā)模塊與單片機(jī)STC89C52的連接方案………………….12 ……………………………. ………………………………………..13 地址變更電路的設(shè)計(jì)………………………...…………………………………....14 LED數(shù)碼管顯示電路………………………...…………………………………....16 LED數(shù)碼管的引腳說(shuō)明…………………………………………………......16 LED數(shù)碼管與單片機(jī)接口電路的設(shè)計(jì)…………………………………….16 ……………………………. ………………………………………17………………………..……………………………………17第4章 軟件設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………19 主機(jī)軟件設(shè)計(jì)…………………………………. ………………………………...19 分機(jī)軟件設(shè)計(jì)……………………………………..……………………………...21 無(wú)線發(fā)送模塊子程序設(shè)計(jì)………………………. ……………………………...21 無(wú)線接收模塊子程序設(shè)計(jì)………………………. ……………………………...23第5章 調(diào)試與實(shí)現(xiàn)………………………………………………………………………26 KeilC51軟件簡(jiǎn)介…………...……………. …………………. ………………....26……………………………. ………………………………………28第6章 結(jié)論………………………………………………………………………………29第7章 社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益分析………………………………………………………………30致謝……………………………. ……………………………. …………………………..31參考文獻(xiàn)……………………………. ……………………………. ……………………..32附錄Ⅰ 從機(jī)電路原理圖.……………….....…………………………………………......35附錄Ⅱ 主機(jī)電路原理圖………………...……………………………………….............36附錄Ⅲ 主機(jī)程序清單...………………….………………………………………............37附錄Ⅳ 從機(jī)程序清單...…………………..………………………………………...........45 第1章 緒 論近年來(lái)，隨著人們生活水平的不斷提高，人們對(duì)醫(yī)療水平的要求也不斷提高，特別是突發(fā)情況下病人請(qǐng)求值班醫(yī)生或護(hù)士進(jìn)行及時(shí)診斷或護(hù)理，這一環(huán)節(jié)對(duì)提高醫(yī)院的管理服務(wù)質(zhì)量顯得尤其重要，這同時(shí)也大大提高了醫(yī)院醫(yī)護(hù)人員應(yīng)對(duì)突發(fā)事件的能力。在以往醫(yī)院，病人遇到突發(fā)情況時(shí)，由于向醫(yī)護(hù)人員得不到及時(shí)的救助，往往錯(cuò)過(guò)了最佳治療的時(shí)間，最后造成小病釀成大病，大病釀成無(wú)法醫(yī)，最后導(dǎo)致無(wú)藥可醫(yī)以至于死亡，因此,一種新型醫(yī)院病房呼叫器的研制很有必要。呼叫器的優(yōu)劣直接關(guān)系到病員的安危,歷來(lái)受到各大醫(yī)院的普遍重視。目前大多醫(yī)院的病床呼叫系統(tǒng)采用有線傳輸方式，有線傳輸占用空間較大，耗材多，而且不易移動(dòng)，因此現(xiàn)今需要對(duì)病床呼叫系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)，近年來(lái)在我國(guó)無(wú)線領(lǐng)域有了大的進(jìn)展，這為此提供了有力的技術(shù)支持。對(duì)醫(yī)院?jiǎn)挝欢?，在同?lèi)行業(yè)中，安靜清雅的環(huán)境更具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，快而準(zhǔn)的服務(wù)極大地提高了工作人員的辦事效率，便捷的呼叫系統(tǒng)節(jié)約了大量的人力，財(cái)力。對(duì)病人及其家屬而言，不必在醫(yī)院大聲喧嘩地呼叫醫(yī)務(wù)人員，也不用親自走到護(hù)士房告知護(hù)士，更不用在各個(gè)病房到處尋找護(hù)士。只需輕輕一按從機(jī)的按鈕，無(wú)論是在床上還是走廊，還是廁所，都能傳達(dá)呼叫的信號(hào)。本設(shè)計(jì)是基于單片機(jī)和nRF905無(wú)線收發(fā)模塊實(shí)現(xiàn)的醫(yī)用無(wú)線病床呼叫系統(tǒng)，分為無(wú)線發(fā)射部分、無(wú)線接收部分、單片機(jī)控制部分、地址變更部分、顯示部分、警報(bào)呼叫部分等。無(wú)線呼叫器是在有線呼叫器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，我們所常見(jiàn)的有線呼叫器，如：醫(yī)院的病床呼叫器、電梯里的求助按鈕和公共場(chǎng)所的緊急報(bào)警按鈕等，因其操作簡(jiǎn)單而有效。有需求，就會(huì)有產(chǎn)品，無(wú)線呼叫器應(yīng)運(yùn)而生。第2章 方案設(shè)計(jì)在對(duì)課題進(jìn)行了深入了解的基礎(chǔ)上，形成了最終的設(shè)計(jì)方案，本章的內(nèi)容對(duì)本設(shè)計(jì)方案進(jìn)行較為詳細(xì)的說(shuō)明。根據(jù)對(duì)系統(tǒng)的分析與構(gòu)思，本系統(tǒng)主要是由呼叫機(jī)和主機(jī)兩部分組成。所以本章旨在如何最優(yōu)的選擇各部分器件以達(dá)到最佳的性價(jià)比。通過(guò)SPI通信協(xié)議，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)對(duì)無(wú)線收發(fā)模塊nRF905的控制以及數(shù)據(jù)的讀取。此外還可以通過(guò)主機(jī)上的按鍵來(lái)對(duì)其進(jìn)行刪除、翻頁(yè)等操作。系統(tǒng)主要由無(wú)線收發(fā)模塊、數(shù)碼顯示電路、鍵盤(pán)電路、報(bào)警電路、單片機(jī)控制電路部分組成，電路圖如附錄I與附錄II所示。 總的設(shè)計(jì)方案圖 單片機(jī)的選擇單片機(jī)是一種集成電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU、隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、只讀存儲(chǔ)器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)時(shí)器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動(dòng)電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。比如臺(tái)灣的義隆公司出品的EMC單片機(jī)，MICROCHIP公司出品的PIC單片機(jī)，還有STC公司出品的STC系列單片機(jī)，以及ATMEL公司出品的AT系列單片機(jī)。因?yàn)槠湫詢r(jià)比最高，價(jià)格還很便宜，而且能完全能滿足所需的功能。nRF905是挪威Nordic VLSI公司推出的單片射頻收發(fā)器，工作電壓為1．93．6V。nRF905由頻率合成器、接收解調(diào)器、功率放大器、晶體振蕩器和調(diào)制器組成，不需外加聲表面濾波器，ShockBurst工作模式，自動(dòng)處理字頭和CRC(循環(huán)冗余碼校驗(yàn))，使用SPI接口與微控制器通信，配置非常方便。nRF905適用于無(wú)線數(shù)據(jù)通信、無(wú)線報(bào)警及安全系統(tǒng)、無(wú)線開(kāi)鎖、無(wú)線監(jiān)測(cè)、家庭自動(dòng)化和玩具等諸多領(lǐng)域。 按鍵的選擇在單片機(jī)中，常用的按鍵有獨(dú)立按鍵和行列式按鍵兩種。獨(dú)立式按鍵是直接用I/O口線構(gòu)成的單個(gè)按鍵電路，其特點(diǎn)是每個(gè)按鍵單獨(dú)占用一根I/O口線，每個(gè)按鍵的工作不會(huì)影響其它I/O口線的狀態(tài)。行列式按鍵，也稱(chēng)矩陣式按鍵，用于按鍵數(shù)目較多的場(chǎng)合，它由行線和列線組成，按鍵位于行，列的交叉點(diǎn)上。所以綜合比較之下，因?yàn)楸敬卧O(shè)計(jì)中，只需要1個(gè)發(fā)送鍵，1個(gè)刪除鍵，1個(gè)翻頁(yè)鍵，按鍵不是很多，完全沒(méi)有必要選擇復(fù)雜的行列式按鍵。顯示系統(tǒng)是設(shè)計(jì)中重要的輸出部分，用來(lái)顯示系統(tǒng)的輸出結(jié)果，以便設(shè)計(jì)人員對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試和維護(hù)等。LED顯示屏與LCD顯示屏相比，LED技術(shù)更加先進(jìn)，而且本次畢業(yè)設(shè)計(jì)只需要1個(gè)LED數(shù)碼管即可實(shí)現(xiàn)所要求的功能，所以選擇LED數(shù)碼管作為顯示系統(tǒng)?？墒褂梅澍Q器，揚(yáng)聲器，喇叭等多種器件，蜂鳴器是由蜂鳴片振動(dòng)而發(fā)聲的，揚(yáng)聲器一般指由線圈驅(qū)動(dòng)而發(fā)聲的。 電源轉(zhuǎn)換電路的選擇，而單片機(jī)所使用的電壓為5V，故需要電源轉(zhuǎn)換電路?？紤]到使用上的穩(wěn)定和方便。一個(gè)完整的無(wú)線呼叫系統(tǒng)，是由一臺(tái)主機(jī)、若干臺(tái)呼叫機(jī)構(gòu)成。當(dāng)用戶按發(fā)射鍵后，識(shí)別碼被發(fā)送出去，主機(jī)接收到服務(wù)申請(qǐng)后，根據(jù)識(shí)別碼鑒別出是由哪一臺(tái)呼叫器發(fā)出的申請(qǐng), 并給出聲音提示和顯示出呼叫器的識(shí)別號(hào)。此外，為了避免重復(fù)處理服務(wù)申請(qǐng)，主機(jī)還可以通過(guò)按鍵實(shí)現(xiàn)刪除功能。分機(jī)用來(lái)進(jìn)行呼叫,分機(jī)的核心電路即是單片機(jī)與無(wú)線發(fā)送模塊的連接電路。主機(jī)上還設(shè)有鍵盤(pán)用于翻查、刪除記錄, 所以主機(jī)上應(yīng)接有鍵盤(pán)電路、顯示電路和報(bào)警電路。STC89C52具有如下特點(diǎn)：40個(gè)引腳，8k Bytes Flash片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，256 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）口，5個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)2層中斷嵌套中斷，2個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器?？臻e模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。STC89C52共有四個(gè)8位的并行I/O口：P0、PPP3端口， ～ ， ～ ， ～ ， ～ ，共32根I/O線?！? P0 口：P0口是一個(gè)8位漏極開(kāi)路的雙向I/O口。對(duì)P0端口寫(xiě)“1”時(shí)，引腳用作高阻抗輸入。在這種模式下，P0不具有內(nèi)部上拉電阻。程序校驗(yàn)時(shí)，需要外部上拉電阻。對(duì)P1 端口寫(xiě)“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。此外，（）和定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的觸發(fā)輸入（）。此外，（）和定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2 的觸發(fā)輸入（）。對(duì)P2 端口寫(xiě)“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或用16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P2口送出高八位地址。在使用8位地址訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P2口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。 P3 口：P3口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，p3 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4 個(gè) TTL邏輯電平。P3口亦作為STC89C52特殊功能使用，在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P3口也接收一些控制信號(hào)。 STC89C52單片機(jī)引腳圖單片機(jī)最小系統(tǒng)，是指用最少的元件與單片機(jī)組成的可以工作的系統(tǒng)。單片機(jī)接口電路主要用來(lái)連接計(jì)算機(jī)和其他外部設(shè)備，各功能模塊及原理如下：復(fù)位電路：?jiǎn)纹瑱C(jī)最小系統(tǒng)復(fù)位電路的極性電容C3的大小直接影響單片機(jī)的復(fù)位時(shí)間，一般采用1030μF，51單片機(jī)最小系統(tǒng)容值越大需要的復(fù)位時(shí)間越短。CS51單片機(jī)通常采用自動(dòng)復(fù)位和按鍵復(fù)位兩種方式。晶振電路：，晶振越大，則單片機(jī)的處理速度越快。 單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)電路 nRF905無(wú)線收發(fā)模塊的功能nRF905單片無(wú)線收發(fā)器是挪威Nordic公司推出的單片射頻發(fā)射器芯片，3