【正文】 式順序排放。從控制電路到列驅(qū)動器的數(shù)據(jù)傳輸可以采用并列方式或串行方式。當(dāng)列數(shù)很多時，并列傳輸?shù)姆桨甘遣豢扇〉?[10]。但是，串行傳輸過程較長，數(shù)據(jù)按順序一位一位地輸出給列驅(qū)動器，只有當(dāng)一行的各列數(shù)據(jù)都以傳輸?shù)轿恢?，這一行的各列才能并行地進行顯示。對于串行傳輸方式來說，列數(shù)據(jù)準(zhǔn)備時間可能相當(dāng)長，在行掃描周期確定的情況下留給行顯示的時間就太少了，以致影 響到 LED 的亮度。即在顯示本行各列數(shù)據(jù)的同時，傳送下一列數(shù)據(jù)。經(jīng)過上述分析，就可以歸納出列驅(qū)動器電路應(yīng)具有的功能。這樣，本行已準(zhǔn)備好的數(shù)據(jù)打入并行鎖存器進行顯示時，串并移位寄存器就可以準(zhǔn)備下一行的列數(shù)據(jù)，而不會影響本行的顯示。從語言結(jié)構(gòu)及其與單片機的關(guān)系兩方面可分為三大類：分別是機器語言、匯編語言和高級語言。由于計算機只能識別二進制代碼，因此，這種語言與計算機的關(guān)系最為直接，計算機能夠快速識別并立即執(zhí)行，響應(yīng)速度最快。 匯編語言 匯編語言是一種用助記符來表示的面 向機器的程序設(shè)計語言。這種語言比機器語言更加直觀、易懂、易用，且便于記憶。 高級語言 高級語言是一種面向過程且獨立于計算機硬件結(jié)構(gòu)的通用計算機語言。 單片機 C 語言的特點 ① 對單片機的指令系統(tǒng)不要求了解，僅要求對單片機的存儲結(jié)構(gòu)有初步的了解。 ③ 程序有規(guī)范的結(jié)構(gòu)，可分為不同的函數(shù)，可使程序 結(jié)構(gòu)化。 ⑤ 編程及程序調(diào)試時間顯著縮短，從而提高效率。 單片機 C 語言使用的編程軟件 編程軟件 Keil C51 是美國 Keil Software 公司出品的 51 系列兼容單片機 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、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用。******畢業(yè)設(shè)計 10 運行 Keil 軟件需要 WIN9 NT、 WIN20 WINXP 等操作系統(tǒng)。 仿真軟件 Proteus 是英國 Labcenter 公司開發(fā)的電路分析與實物仿真軟件。 4 基于單片機的病床呼叫系統(tǒng)的設(shè)計實現(xiàn) 系統(tǒng)總體設(shè)計 功能要求 本課題主攻方向是使系統(tǒng)實現(xiàn)以下目的： ① 任一病房（共 16 張）呼叫，醫(yī)護值班室馬上能響應(yīng)并顯示病房號； ② 顯示病房床號； ③ 若有多個病床呼叫就循環(huán)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)計方案 用 8051 自身接口實現(xiàn)數(shù)碼管靜態(tài)顯示和鍵盤掃描 ， 使用 8051 單片微機外加作地址鎖存用的四塊三態(tài)鎖存器 74LS373 芯片和一塊 74LS138 芯片可構(gòu)成一個完整的最小微機電路。 總體結(jié)構(gòu)框圖 本設(shè)計是基于 AT89C51 單片機設(shè)計的病房呼叫系統(tǒng)設(shè)計，該系統(tǒng)就是以 Atmel 公司的 AT89C51 單片機作為主控器，包括鍵盤輸入電路，顯示電路，以及晶振復(fù)位電路等來實現(xiàn)病房呼叫系統(tǒng)。采用上電加按鈕復(fù)位，因為本系統(tǒng)設(shè)計考慮到該系統(tǒng)比較重要，所以除了采用上電復(fù)位的方式外，應(yīng)該還有按鈕復(fù)位備用復(fù)位方式以防止系統(tǒng)死機時能。本系統(tǒng)采用內(nèi)部方式，在 XTAL1和 XTAL2 端外接石英晶體作為定時元件，內(nèi)部反相放大器自激振蕩，產(chǎn)生時鐘。電容采用 30pF 電容。 行掃描法的原理 ： 行掃描法識別閉合 鍵的原理如下：先使第 0 行接地，其余行為高電平，然后看第 0行是否有鍵閉 合 ，這是通過檢查列線電位來實現(xiàn)的，即在第 0 行接地時，看是否有條列線變成低電平。此后，再將第1 行接地，然后檢測列線中是否有變?yōu)榈碗娖降木€。在掃描過程中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)某一行有鍵閉合時，也就是列線輸入中有一位為 0 時，便在掃描中途退出，而將輸入值進行移位，從而確定閉合鍵所在的列線位置。將行線和一個并行接口相接， CPU 每次使并行輸出接口的某一位為 0，便相當(dāng)于將某一行線接地，而其他位為 1，則相當(dāng)于使其他行線處于高電平。 從上面的原理中知道，程控掃描法是由程序控制鍵掃描的方法。其方法是使所有的行輸出均為低電平，然后從端口 A 讀XTAL1 XTAL2 單 片 機 C1 C2 ******畢業(yè)設(shè)計 13 入列值 。 ②去除鍵抖動。 ③若有鍵閉合，則求出閉合鍵的鍵值 . 求鍵值的方法是對鍵盤逐行掃描。 行反轉(zhuǎn)法也是識別閉合鍵的常用方法，它的原理如下所述。圖 是行反轉(zhuǎn)法的工作示意圖： 圖 行反轉(zhuǎn)法連接圖 從圖中可以看到，用行反轉(zhuǎn)法識別閉合鍵時，要將行線接一個并行口，先讓它工作為輸出方式，將列線接到一個并行口，先讓它工作在輸出方式。如果此時有某一個鍵被按下，則必定會使某一列線值為 0，然后，程序再對兩個并行端口進行方式設(shè)置，使接行線的并行端口工作在輸出方式，而使接列線的并行端口工作在輸出方式，并且將剛才讀得的列線值從所接的并行端口輸出，再讀取行線的輸入值，那么，在閉合鍵所在的 行線上的值必定為 0。在鍵盤設(shè)計時，除了以鍵碼的識別以外，還有抖動問題需要解決 [13]。 顯示電路設(shè)計 在 LED 的點陣顯示中，已經(jīng)詳細(xì)介紹了顯示的原理，此外還需要知道顯示驅(qū)動程序。 然后顯示驅(qū)動程序查詢當(dāng)前燃亮的行號，從顯示緩存區(qū)內(nèi)讀取下一行的顯示數(shù)據(jù)，并通過串口發(fā)送給移位寄存器。圖 為顯示驅(qū)動程序（顯示屏掃描函數(shù)）流程圖 ： ******畢業(yè)設(shè)計 15 圖 顯示驅(qū)動流程圖 圖 控制按鍵 控制電路設(shè)計 三個控制按鍵分別接 ， ， 口（如圖 所示），當(dāng)有呼叫發(fā)出時，值班室人員收到相應(yīng)信息后，可按下“響應(yīng)按鈕”，單片機執(zhí)行中斷程序。 系統(tǒng)軟件設(shè)計 設(shè)計的軟件環(huán)境簡介 Keil c 對 于 AT89C51 的控制設(shè)計，以 Keil c 軟件編程環(huán)境，以 proteus 軟件為電路仿真設(shè)計環(huán)境。 Keil c 軟件界面，如圖 所示： 進入中斷 定時器賦初 讀取行號并增加 1 送新行顯示數(shù)據(jù) 消隱 切換顯示數(shù)據(jù) 發(fā)送新行號，打開顯示 退出中斷 Down Proteus ISIS Proteus ISIS 是英國 Labcenter 公司開發(fā)的電路分析與實物仿真軟件。 該軟件的特點是： （ 1）全部滿足我們提出的單片機軟件仿真系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，并在同類產(chǎn)品中具有明顯的優(yōu)勢。 （ 3）目前支持的單片機類型有： ARM7 系列、 68000 系列、 8051 系列、 AVR 系列、PIC12 系列、 PIC16 系列、 PIC18 系列、 Z80 系列、 HC11 系列以及各種外圍芯片。 總之，該軟件是一款集單片機和 SPICE 分析于一身的仿真軟件，功能極其強大 ，可仿真 ARM、 5 AVR、 PIC[15]。 ******畢業(yè)設(shè)計 17 圖 電路仿真界面 運行 Proteus 程序后，進入軟件的主界面。 系統(tǒng)程序設(shè)計 系統(tǒng)主程序設(shè)計的流程如圖 所示： ******畢業(yè)設(shè)計 18 圖 系統(tǒng)主程序設(shè)計的流 程 主程序程序描述： 首先對各存儲單元初始化，設(shè)定定時初值，接著判斷清零鍵，看是否按下，若按下，則清零，然后繼續(xù)掃描鍵盤，如掃描到鍵盤有鍵按下，則調(diào)用計數(shù)顯示子程序，循環(huán)顯示病床號時，要判斷標(biāo)志位是否為 1，若為 1，則表示已經(jīng)按下，則不響應(yīng)，如為 0，則調(diào)用循環(huán)顯示病床號子程序，循環(huán)顯示病床號，接著定時一秒。 顯示電路流程圖 圖 按鍵總數(shù)顯示程序流程圖 圖 按鍵循環(huán)顯示子程序 顯示程序描述 （ 1）按下鍵總數(shù)顯示子程序描述（圖 按鍵總數(shù)顯示程序流程圖） 把按鍵數(shù)存儲單總元（ COUNTER）的值經(jīng)過 BCD 調(diào)整后十位和個位分別送（ 7AH）（ 7BH），調(diào)用顯示子程序顯示按鍵總數(shù)。 系統(tǒng)的 調(diào)試 與結(jié)果 系統(tǒng)調(diào)試工作是系統(tǒng)開發(fā)過程中必不可少的一個過程，一個完整的控制系統(tǒng)調(diào)試包含控制系統(tǒng)的硬件聯(lián)調(diào)、軟件聯(lián)調(diào)、系統(tǒng)仿真、仿真燒錄和現(xiàn)場安裝調(diào)試等幾個環(huán)節(jié)。所有的調(diào)試通過后，要進行現(xiàn)場運行并能持續(xù)一定的時間，待其中未發(fā)現(xiàn)故障后，方可驗收合格，才算完成了整個系統(tǒng)的設(shè)計工 作 調(diào)試界面顯示 下面是我們通過 Proteus 軟件編程，使對應(yīng)的軟件仿真模塊變成可視化的控制界面： 圖 系統(tǒng)初始化界面 圖 按下 8 鍵后界面 圖 按下 3 鍵后顯示界面 圖 按下 OK 鍵后顯示界面 結(jié)果分析 啟動電源，顯示屏顯示 0000，在按下 8 號鍵時，界下部分顯示病床（即 8 號病床呼叫）；界面上部分代表共有 一個病床按下，在起始位置顯示（循環(huán)顯示）；如果現(xiàn)在不按清零鍵，再按下 3 號鍵時，按鍵號循環(huán)顯示 ,可以看出該系統(tǒng)具有記憶功能，以至于不會忽略之前按下的按鍵；圖 反映了控制電路的可行性，按 up 鍵向后選一房間（呼叫病房）， down 向前選一房間（呼叫病房）， ok 則去房間 .。通過 PROTEUS 軟件仿真，能達到上述******畢業(yè)設(shè)計 20 結(jié)論，滿足課題目目的，達到要求。 在設(shè)計的過程中遇到了很多問題，發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處， 有很多沒有學(xué)習(xí) ， 如Proteus 仿真知識及操作，還有單片機的 C 語言編程；有些軟件 掌握得不夠牢固，比如說 wave 仿真不熟練 ；通過此次學(xué)習(xí)，進一步加強了我的理解，同時提高了我獨立自學(xué)的能力。此次設(shè)計讓我從中學(xué)到很多東西。設(shè)計以后，才更加深刻感受到自己的學(xué)習(xí)只是理論部分，而且很多時候不能付諸實踐。 但是由于本人水平有限，整個設(shè)計仍有很多不足之處，如程序不夠完善、靈活，顯示可以采用液晶 LCD 模塊，還有可以采用無線 NRF2401 射頻模塊及其無線擴展功能等等。 最后，在 指導(dǎo) 老師和 同組 同學(xué)的身上我學(xué)得到很多實用的知識， 特別感謝指導(dǎo)老師給予的幫助，還用同學(xué)之間的資源共享。這三年給我留下很多美好的記憶，同時接受很多優(yōu)秀老師的教育，和很多同學(xué)的幫助。從拿到畢業(yè)設(shè)計的題目，之后便開始整理材料，這期間，在圖書館里找到很多有關(guān)書籍。最后開始整體的實驗，雖然其中經(jīng)歷很多的失敗。設(shè)計的系統(tǒng)雖不是那么完善，但也是從知識到實踐的轉(zhuǎn)換。時光短暫，但給我留下很多深刻的印象，這是第一次獨立自主的做設(shè) 計。通過此次設(shè)計， 對我今后的學(xué)習(xí)和工作******畢業(yè)設(shè)計 21 必將 有很大的 幫助 。 //num 為當(dāng)前顯示值， N 為總顯示值 /******************************主函數(shù) **********************************/ void main() { uchar j。 ******畢業(yè)設(shè)計 23 TH0=(6553645000)/256。 TR0=1。 EA=1。 while(1) { if(P3_2==0) { if(Nq) q++。 P3_1=1。//延時子程序 P3_1=0。 while(P3_3==0)。 delay10ms(10)。 } if(P3_4==0) { N。jN。 b[N]=0。 while(P3_4==0)。 P3_1=1。 P3_1=0。 if(m!=key) { m=key。 N++。 delay10ms(10)。 } } } /************************中斷服務(wù)子程序 ******************************/ void timer0() interrupt 1 using 1//T0 中斷 { TH0=(6553650000)/256。 if(d==0) ******畢業(yè)設(shè)計 25 display1(N,b[num],b[q])。 if(ys==100) { num++。 } else if(ys105) { d=0。 } if(numN) num=0。 /****************************延時子程序 ********************************/ void delay10ms(uchar d) { unsigned char i,j,k。k0。i0。j0。 } } /******************************點陣顯示子程序 **************************/ void display1(uchar x,uchar s,uchar p) ******畢業(yè)設(shè)計 26 { uchar i,j=0,k,m=0,n=0,w[2],y[2],z[2]。 w[1]=s%10。 y[1]=x%10。z[1]=p%10。i16