【正文】 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。 它要求及時(shí)、準(zhǔn)確、可靠、簡便可行、利于推廣。 本 文 基于單片機(jī)的醫(yī)院病床呼叫系統(tǒng)設(shè)計(jì)，是一種利用單總線技術(shù)和單片機(jī)間串行通信設(shè)計(jì)的有記憶可靠 病床呼叫 系統(tǒng) ,他不但能夠有效傳送呼叫信息 ,而且能通過 數(shù)碼 顯示求助病床號和通過蜂鳴器聲音求助醫(yī)護(hù)人員。 2． 系統(tǒng) 功能分析及設(shè)計(jì)要求 一個(gè)很好的呼叫系統(tǒng)，它的 功能 設(shè)計(jì)首先要符合用戶的習(xí) 慣，同時(shí)操作方便，易學(xué)，易用。當(dāng)醫(yī)院病人有緊急情況或者打靜脈點(diǎn)滴時(shí)，可以很方便的按下呼叫按鈕，發(fā)出呼叫信號，這時(shí) 醫(yī)院 值班室就顯示病床號并報(bào)警?？紤]到以后醫(yī)院病床的無限增加，設(shè)計(jì)時(shí)采用單總線技術(shù)無疑是一種最好的選擇，它可以允許在單總線上掛任意多個(gè)測控對象。要求所設(shè)計(jì)方案可以用硬件實(shí)現(xiàn)，具 有很高應(yīng)用價(jià)值，同時(shí)準(zhǔn)確、可靠、簡便可行、利于推廣，可以將病人的請求快速的傳遞給值班醫(yī)生或護(hù)士，并在值班室主機(jī)上留下完整的呼叫記錄信息。 3． 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案 本設(shè)計(jì) 采用兩個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)，同時(shí)可以擴(kuò)展和 PC機(jī)通信，在 PC機(jī)上用可視化菜單管理病房呼叫記錄情況，以便于更加系統(tǒng)的管理醫(yī)院病房和考察醫(yī)院管理水平及效率。 從機(jī)采用分布是控制方式 [7]，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)線來完成（即包括電源線，信號線，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線路，允許在這根信號線上掛上百個(gè)測控對象 。 因此， 基于單片機(jī)的醫(yī)院病床呼叫系統(tǒng)設(shè)計(jì) 通常應(yīng)該包括 主機(jī)和從機(jī) 、 主機(jī)包括報(bào)警電路、譯碼顯示 電路、復(fù)位、查找操作電路 等基本單元 ，而且從機(jī)包括呼叫電路，向主機(jī)和 PC 機(jī)發(fā)送呼叫信息電路。能組裝成各種智能式測控設(shè)備及智能儀器儀表。單片機(jī)芯片本身是按工業(yè)測控環(huán)境要 4 求設(shè)計(jì)的，抗干擾性 強(qiáng)，能適應(yīng)各種惡劣的環(huán)境，這是其他機(jī)種無法比擬的。單片機(jī)的邏輯控制功能很強(qiáng)，指令系統(tǒng)有各種控制功能指令，可以對邏輯功能比較復(fù)雜的系統(tǒng)進(jìn)行控制。 正是由于 51 系列單片機(jī)具有以上優(yōu)點(diǎn)，所以成為本次畢業(yè)設(shè)計(jì) 所選用的處理器 。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除 100 次。它是在一塊硅片上集成了中央處理器（ CPU）、隨機(jī)存儲(chǔ)器（ RAM）、程序存儲(chǔ)器（ ROM 或 EPROM）、定時(shí)/計(jì)數(shù)器以及各種 I/O 接口，也就是集成在一塊芯片上的計(jì)算機(jī)。它可用作異步通信方式（ UART），與串行傳送信息的外部設(shè)備相連接，或用于通過標(biāo)準(zhǔn)異步通信協(xié)議進(jìn)行全雙工的 C51 多機(jī)系統(tǒng)，也能通過同步方式，使用 TTL 或 CMOS 移位寄存器來擴(kuò)充 I/O 口。 SBUF 是串行口緩沖寄存器，包括發(fā)送寄存器和接收寄存器。 發(fā)送接收發(fā)送控制器接收控制器輸入移位寄存器門定時(shí)器T1串行控制寄存器S BU FS BU F(99 H )(99 H )(98 H )TIRIT X D (P )RX D (P )1內(nèi)部總線888串行口中斷 圖 51 單片機(jī)串 行口結(jié)構(gòu) 本設(shè)計(jì)串行口采用工作 方式 一，用定時(shí)器一工作在方式 2做 為 波特率發(fā)生器，為 可變的 10位異步通信接口方式。 圖 是異步通信的字符幀格式： 6 D D D D D D D D0 1 2 3 4 5 6 70/ 1 1 01 00/ 1第 n 字符幀第 n1 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... ...(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。 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)。所以在方式 1 接收時(shí)，應(yīng)先用軟件清零 RI和 SM2 標(biāo)志。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，這種用法簡單、實(shí)用。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。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 。它是美國電子工業(yè)協(xié)會(huì)（ EIA） 1962 年公布、 1969 年最后修定而成的。 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。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 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 。另一種常用的電平轉(zhuǎn)換電路是 MAX232。 PC機(jī)接收到呼叫信號后，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。 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 。 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，用作尋址定位的標(biāo)識(shí)。利用它的這種特性可以構(gòu)成簡單的病床終端呼叫器，并將其掛在單總線上即可 [7]。 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。 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)，外部振蕩信號應(yīng)直接加到 XTAL1，而 XTAL2 懸空。晶振的頻率可以在 1MHz24MHz 內(nèi)選擇。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 。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。常用的復(fù)位電路如圖 所示。 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]。 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，即高電平。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。 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)警信號無失真的進(jìn)入喇叭發(fā)出警報(bào)聲。同時(shí)開機(jī)數(shù)碼管顯示 0，表示無呼叫信號。 初始化完后，進(jìn)入死循環(huán)，不斷檢測有無新呼叫信號 發(fā)送過 來，如果有 就顯示報(bào)警 并 存儲(chǔ)起來，同時(shí)循環(huán)中，不斷檢測有無復(fù)位，查 詢 操作的到來；若有，則調(diào)用數(shù)組元素 （呼叫記錄） 并顯示。方式 1 的波特率是可變的，以定時(shí)器 T1作波特率發(fā)生器使用，其值由定時(shí)器 1 的計(jì)數(shù)溢出率來決定，其公式為： 162 3 2 1 2 ( 2 )S M O D O S Cfx?? ??波 特 率（其中 x表示計(jì)數(shù)初值） 二、 從機(jī)： （程序見附錄二） 從機(jī)主程序開機(jī)上電