1、1电子信息工程专业课程设计任务书题目：单片机病房呼叫系统设计设计内容设计一个单片机病房呼叫系统，可容 64 张床位的病房呼叫，每当患者需要呼叫护士时，按下按钮，此时护士值班室内的呼叫系统板上显示该患者的床位号，并振铃 3 秒。当护士按下“响应”键时，结束当前呼叫。设计步骤一、 总体方案设计基于单片机的病房呼叫系统设计,附有复位电路,时钟电路,键盘电路等。复位电路是单片机的初始化操作,为摆脱困境,通过复位电路可以重新开始。时钟电路采用 12MHz 的晶振,作为系统的时钟源,具有较高的准确性。二、硬件选型工作：对所使用的电路元件应选择型号。三、硬件的设计和实现1. 选择所用的 51 单片机；2.
2、设计单片机最小系统，在此基础上进行扩展；3. 设计支持系统工作的外围电路；四、软件设计1. 编写系统初始化和主程序模块；2. 画出电路流程图；3. 编写子程序；4. 显示程序。五、编写课程设计说明书，绘制完整的系统电路图（A3 幅面） 。课程设计说明书要求1. 课程设计说明书应书写在学院统一印制的课程设计（论文）说明书上，书写应认真，字迹工整，论文格式参考国家正式出版的书籍和论文编排。2. 论理正确、逻辑性强、文理通顾、层次分明、表达确切，并提出自己的见解和观点。3. 打印不少于 12 页（除附图外） 。4. 每组单独一个题目，每组上限 5 人。时间安排课程设计计划时间 4 周。课程设计题目于
3、 17 周下发。课程设计完成后于 20 周三中午下班前送交电子信息办公室（实验楼三楼） ，届时指导教师安排短暂答辩。辅导时间和地点21720 周每周 2、周 3 和周 4。目录一、设计要求 .3二、设计目的 .4三、设计的具体实现 .53.1 系统概述 .53.2 单元电路设计 .63.2.1 单片机的引脚介绍 .63.2.2 单片机复位电路介绍 .73.2.3 时钟电路的介绍 .83.2.4 详细设计 .103.3 软件程序设计 .123.3.1 系统软件的设计 .123.3.2 主程序流程图 .133.3.3 子程序流程图 .133.3.4 源程序代码 .16四、结论与展望 .21五、心得
4、体会及建议 .22六、附录 .24七、参考文献 .263单片机病房呼叫系统设计报告一、设计要求1、设计一个可容 64 张床位的病房呼叫系统。2、要求每个床位都有一个按钮，当患者需要呼叫护士时，按下按钮。此时护士值班室内的呼叫系统板上显示该患者的床位号，并振铃 3 秒。3、当护士按下“响应”键时，取消当前呼叫。4二、设计目的在大型机关，旅馆和医院中，常需要有一种内部联络和呼叫系统，以便在旅客（病员）和服务人员之间建立必要的联络，而一般的内部通话系统都比较少，经常使用的是比较便宜的呼叫指示，这种呼叫指示系统在提示的同时，能够用数码管显示各呼叫的号码。病房呼叫系统是病人请求值班医生或护士进行诊断或护
5、理的紧急呼叫工具，它主要用于协助医院病员在病床上方便地呼叫医务人员，可将病人的请求快速传送给值班医生或护士，是提高医院和病房护理水平的必备设备之一。医院的竞争越来越激烈，商业医院的生存是第一位的，提升档次和服务质量迫在眉睫，陪护问题一直是医患矛盾的主体，也是长期困扰卫生系统服务质量的大问题，使用病房呼叫系统，方便病人更快找到医生，以节约病人的宝贵时间。因此该系统具有很大的应用前景和广阔的市场发展空间。本设计是以 AT89C51 为核心的病人呼叫系统，对该系统的硬件和软件结构进行了相应的描述。此系统主要由 89C51 单片机，按键，数码管，喇叭等组成。每个病人要呼叫可以按键，同时会有喇叭响，数码
6、管显示不同床位号，相应的指示灯亮通过对病区的数据采集，实现医院医疗人员值班室和病人房之间的通信呼叫联系，具有使用方便、操作简单等特点。5三、设计的具体实现3.1 系统概述在本系统中，我采用单片机 AT89C51 为核心的系统主要包括2 个部分：数据采集和数据的输出，数据的输出用来进行呼叫，编码使用单片机完成，数据采集负责接收分机发来的信号，并显示该患者的床位号，并响铃,主机上设有键盘可以取消当前呼叫。其实现结构框图如图 3.1 所示。护士台 病房A T 8 9 C 5 1蜂鸣显示8 * 8 键盘6 4 个 L E D图 3.1 系统总体方案图由 88 键盘矩阵采集到的键值经过 P1、P2 口输
7、入到单片机AT89C51 中，然后通过 P0 口把相关信息传送到数码管显示。同时报警警示灯闪烁、报警声响起。医疗人员可以通过控制键盘操6作，完成呼叫响应和信息查询等监护工作。3.2 单元电路设计3.2.1 单片机的引脚介绍AT89C51 可以说是最常用的 51 单片机了，下图介绍 AT89C51的引脚图资料。如图 3.2 所示。图 3.2 AT89C51 引脚图(1) RESET 一般接 2 个元件：接 10K 电阻到地，接 10电容到电源。(2) / VPP 一般情况下接高电平（这时使用 MCU 内部EARAM/ROM） 。(3) ALE / PROG 一般情况下空着（这时使用 MCU 内部
8、RAM/ROM） 。(4) 一般情况下空着（当使用 MCU 内部 RAM/ROM 时） 。PSEN(5) P0 内部没有上拉电阻，所以必要时需要在每个引脚外接 5.1K 左右上拉电阻到电源。(6) XTAL1 是片内振荡器的反相放大器输入端，XTAL2 则是输出端，使用外部振荡器时，外部振荡信号应直接加到 XTAL1，而 XTAL2 悬空。内部方式时，时钟发生器对振荡脉冲二分频，如7晶振为 12MHz，时钟频率就为 6MHz，晶振的频率可以在 1MHz-24MHz 内选择，电容取 20PF 左右。(7) VDD：电源+5V。 VSS：GND 接地。引脚功能说明：电源引脚Vcc（40 脚）：典型
9、值5V。Vss（20 脚）：接低电平。输入输出口引脚：P0 口：I/O 双向口。作输入口时，应先软件置“ 1” 。P1 口：I/O 双向口。作输入口时，应先软件置“ 1” 。P2 口：I/O 双向口。作输入口时，应先软件置“ 1” 。P3 口：I/O 双向口。作输入口时，应先软件置“ 1” 。控制引脚：RST/Vpd、ALE/ 、 、 /Vpp 组成了 MSC-PROGSENA51 的控制总线。RST/Vpd（9 脚）：复位信号输入端（高电平有效） 。第二功能：加+5V 备用电源，可以实现掉电保护 RAM 信息不丢失。ALE/ (30 脚）：地址锁存信号输出端。PROG第二功能：编程脉冲输入。
10、（29 脚）：外部程序存储器读选通信号。SEN/Vpp(31 脚）：外部程序存储器使能端。A3.2.2 单片机复位电路介绍当 MCS-51 系列单片机的复位引脚 RST 出现两个机器周期以上的高电平时，单片机就执行复位操作。如果 RST 持续为高电平，8单片机就处于循环复位状态。根据应用的要求，复位操作通常有两种基本的方式：上电复位和上电或开关复位。上电复位要求接通电源后，自动实现复位操作。常用的上电复位如下图 3 中所示。图中电容 C1 和电阻对电源+5V 来说构成微分电路。上电后，保持 RST 一段高电平时间，由于单片机内的等效电阻的作用，不用图中电阻，也能达到上电复位的操作功能。如下图
11、3.3 和 3.4 中所示。图 3.3 上电复位电路 图 3.4 上电复位和按钮复位电路3.2.3 时钟电路的介绍采用时钟方式时，在 XTAL1 和 XTAL2 之间接入石英晶体振荡器（晶振）即可使内部振荡器起振，产生单片机工作所需的时钟脉冲。如图 3.5 所示。9时钟是时序的基础，8951 核片内由一个反相放大器构成振荡器，可以由它产生时钟，时钟可以由两种方式产生内部方式和外部方式。本系统采用内部方式，在 XTAL1 和 XTAL2 端外接石英晶体作为定时元件，内部反相放大器自激振荡，产生时钟。时钟发生器对振荡脉冲二分频。电容采用 22nF MCS-51 单片机时钟脉冲也可以由外部产生，但芯
12、片的制造工艺不同，外部时钟源的输入方式有所不同。对于 HMOS 型芯片，外部振荡信号接至 XIAL2 引脚，XTAL1 接地，XTAL2 引脚对电源接入上拉电阻。而 CHMOS 型芯片，外部振荡信号接至XTAL1,XTAL2 悬空。图 3.5 时钟电路 103.2.4 详细设计(1) 数码管显示模块本系统采用了较为简单的由单片机直接驱动数码管的显示电路，由于 51 单片机 P0 口内部是漏极开路型（作 I/O 口用时） ，P0 口内部没有设置上拉电阻，不接上拉电阻的话输出会不正常，比如输出高电平时得不到高电平。电路如图 3.6。 图 3.6 单片机与数码管接口图(2)报警电路设计主机在接受到呼叫后，进行报警告知值班人员。报警分为两个部分，第一个部分是当有病床进行呼叫后值班台警示灯闪烁三次后保持常亮，显示为当前有病床呼叫；第二个部分是响铃三秒后自动停止，当值班人员听到响铃会知道当前有病床呼叫，观察显示面板可知是几号病床呼叫，从而进行快速处理。报警电路用单片机如图 3.7 所示。
