基于单片机的病房呼叫系统设计-论文.doc

1、 本科毕业设计（论文）题 目 基于单片机的病房 呼叫系统设计 姓 名 专 业 学 号 指导教师 郑州科技学院信息工程学院二一五年六月目 录摘 要 IAbstract .II1 绪论 11.1 课题研究的背景及意义 11.2 国内外的研究状况 11.3 无线通信技术 21.3.1 IrDA 红外无线技术 .21.3.2 蓝牙技术 31.3.3 超宽频（UWB）技术 31.3.4 Wi-Fi(IEEE802.11)技术 .41.3.5 Zigbee 技术 42 系统的整体设计 52.1 病房呼叫系统的设计要求 52.2 方案论证 52.3 方案选择 72.4 整体设计思路 83 系统的硬件设计 9

2、3.1 呼叫发射终端的硬件设计与实现 93.2 接收显示终端的硬件设计与实现 103.2.1 单片机的选择 103.2.2 无线接收模块 123.2.3 显示电路 143.2.4 报警电路 163.2.5 查看、清零电路 174 系统的软件设计 184.1 主程序设计 184.2 数据检测模块程序设计 184.3 显示报警模块程序设计 195 系统调试及实验结果分析 205.1 软件调试 205.2 硬件调试 215.3 实验结果分析 23结 论 24致 谢 25参考文献 26附录 1 系统总体电路图 .27附录 2 元器件清单 .28附录 3 实物图 .29附录 4 源程序 .30基于单片机

3、的病房呼叫系统设计基于单片机的病房呼叫系统设计摘 要医疗呼叫系统是提高医院医疗服务水平和质量的一个重要组成部分，医院医务人员与病人之间信息沟通是医疗呼叫系统的主要功能。无线医疗呼叫系统可在不改变病房现有布局的情况下实现医务人员与病人之间的交流。本文介绍了一种基于STC89C51单片机的病房呼叫系统，整个系统以STC89C51单片机为核心辅以无线模块以及显示电路，能够实现病人和医护人员之间的信息传递。当有按键按下时，无线发射模块编码并发射信号，再由无线接收模块接收到信号译码后汇总到单片机，最终由LCD1602示出呼叫者的病床号并伴有蜂鸣器的报警声，从而获得医疗救治。此系统能够为医院提供一个成本低

4、效率高、操作方便和易于安装维护的快捷系统。关键词：单片机；无线模块；LCD1602；蜂鸣器；呼叫系统基于单片机的病房呼叫系统设计ITHE DESIGN OF SICKBED CALLING SYSTEM BASED ON SINGLE CHIP MICORCOMPUTEAbstractMedical Call system is used to improve the health care in hospital and its main function is to keep in touch between the doctors or the nurses and the patien

5、ts. They can contact with each other by the wireless medical call system(WMCS) under unchanging existing wards layout. This paper introduces a kind of Sickbed Calling System based on STC89C51 Single Chip Microcomputer. All the system as STC89C51 Single Chip Microcomputer as core, and coupled with wi

6、reless module and display circuit, so it let the exchange between doctors and patients comes true. This project use the button replace the button beside sickbed. When someone press down the button beside the sickbed to need doctors or nurses help.Through the wireless send module to send the message,

7、 then received by wireless receive module and collected by Single Chip Microcomputer, displayed by LCD1602 indicator and accompany with alarming from buzzer at last, so that they receive the help from doctors or nurses. This equipment provide a low cost and efficient and easy to manipulate system to

8、 the hospital.Keywords：Single Chip Microcomputer; LCD1602; Buzzer; Calling System基于单片机的病房呼叫系统设计01 绪论1.1 课题研究的背景及意义病房呼叫系统是一种能够为病房护士与病人提供远程对话的辅助工具，它可以有效地加强护士与病人之间的联系，提高医疗护理水平，缓和医患之间的紧张关系。如何利用如今先进的信息科学技术来服务于医疗领域，从而更大程度的提高医院的服务质量及利润，满足人们需求是现在医院信息化建设中的一个重要着眼点。医疗呼叫系统已经成为医院不可缺少的监护设备，是各医院现代化的标志，它对于病人和医护人员之间

9、的信息沟通起到了至关重要的作用，能够有效地保证病人及时得到医护人员的看护和医治。病房呼叫系统是现代化医院实现信息化、智能化以及现代化管理的重要组成部分,可以有效地提升医院的形象，强化医院的管理 1。在当今的医疗系统中，各种电子检测仪器、治疗仪器被广泛应用，从而有效的提高了诊断的准确度以及治疗效果。医院的呼叫护理系统从传统上陪护家属们的口头呼叫到电子按铃呼叫，至今国内大多数医院仍停留在电子按铃呼叫的阶段，只有少数医院实现了电子通话的功能，医院中呼叫系统是否得力直接关系到病人的人身健康，严重时甚至会对病人造成生命威胁。随着我国信息事业的持续、快速发展，通信基础设施日臻完善，当代世界通信技术发展的总

10、趋势是数字化、综合化、宽带化、智能化和个人化 2。病房呼叫系统是以医院为平台，综合利用无线通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将报警呼叫有关的设施集成，构建高效的病床呼叫管理系统，提升医护人员的工作效率、病人的健康安全指数以及便利程度，并且实现医务工作者及时处理病人的呼叫。1.2 国内外的研究状况工业革命开始于欧洲，很大程度上推动了欧洲各国经济的发展，欧洲各国在电子产品领域上自然也是领先于我国的。在欧洲较为发达的国家，其医院的病床呼叫系统非至善至美。目前最为先进的病房呼叫系统是美国研制的可视系统即按下呼叫按键后，进行呼叫的病人能够在医护人员收到呼叫报警后和医护人员进行视频对话。但我

11、国的病房呼叫系统起步较晚，在上个世纪八十年代还基于单片机的病房呼叫系统设计1在采用人工报警或者摇铃报警，之后才出现了按铃呼叫，但技术含量比较低 3。随着电子技术的发展，呼叫系统逐步由继电器控制实现，由于继电器机械触点式结构，存在触点多，可靠性差等缺点，使得其在病房紧急呼叫系统中的应用受到很大限制 4-7。改革开放以来随着新产品的引进，电子技术的发展，门铃式呼叫系统渐渐的在国内各医疗机构普及，但由于技术含量低，稳定性差等不足，在应用方面还存在许多隐患。当前，少数成型的无线病房呼叫系统基本上采用基于 RF 无线射频技术进行传输，在连接方面省去了专用线路，大大减少了施工量，而且美化了外观。但这种系统

12、的最大缺陷是容易产生同频信号干扰，在同一频段内的其他无线设备工作时，信号将会抵消。此外，当多个节点同时发送呼叫信号至护士站时相互间抢占信道，护士站主机会丢掉其中的部分呼叫请求，可靠性相对较低。目前国内许多医院的病房呼叫系统也只是简单地按键触发，引起医护值班室中显示出呼叫病床号并有报警铃响起，没有实现呼叫病人和医护工作人员之间的语音对话功能，好让医护工作人员清楚呼叫者的需求（病人出现不适或者患者需更换吊瓶等需求），提高医护人员的工作效率降低病患者的健康风险。时至今日，病房呼叫系统也在日益完善并且正朝着小型化，智能化以及人性化的方向发展，相信在不久的将来，我国的无线病房呼叫产品也会站在世界同行的前

13、列。1.3 无线通信技术1.3.1 IrDA 红外无线技术IrDA 是红外数据协会的缩写，全称为 The Infrared Data Association，是 20世纪 90 年代初期成立的一个国际性非营利组织，负责制定和推广可以共同实用的低成本红外数据互联的国际标准。IrDA 的宗旨是制定以合理的代价，来实现标准和协议，从而促使红外通信技术的发展。IrDA 标准的无线设备传输速率已经从原先的 115.2kbps 逐步发展到了 4Mkbps、16Mkbps 8 。红外无线通信技术是一种利用红外线进行点对点通信的技术。红外通信技术由于其价格低廉、使用方便，解决了有线连接的许多不便，因而受到了家

14、电设备厂商、电脑外围设备商、以及通信设备厂商的高度重视。目前，支持它的基于单片机的病房呼叫系统设计2软硬件技术都很成熟，在小型移动设备上被广泛使用。它具有移动通信所需的体积小、功耗低、连接方便、简单易用、成本低廉、不需申请频段及技术比较成熟的特点，但 IrDA 用于工业网络上的最大问题在于只能在 2 台设备之间连接，并且存在有视距角度等问题。1.3.2 蓝牙技术蓝牙（luetooth）技术一开始就瞄准了无线局域网的市场，在 10 米到 100米的空间内，支持该技术的移动或非移动设备可方便地建立网络、进行音频通信。蓝牙技术的最终目标是建立一个全球统一的无线连接标准，使不同厂家生产的移动计算机和便

15、携式设备能在近距离通过无线的方式连接起来，实现交叉操作以及交互信息数据共享，各种信息化的移动便携设备通过无线的连接方式实现资源共享 9。蓝牙列入了 IEEE 802.15.1 标准，其规定子包括 PHY 层、MAC 层、网络层和应用层的集成协议栈。蓝牙的工作频率为 2. 4GHz，有效范围半径约l0m。在其范围内，设备相互间可自动使用无线的方式连成一个微网，进行联络与确认。另外，蓝牙对每个微网只能配置 7 个节点，制约了其在大型传感器网络中的应用 10。1.3.3 超宽频（UWB）技术超宽频（UWB）全称为 ULTRA WIDE BAND，该技术发展于 20 世纪 60年代，当时主要研究微波网

16、络在面对时域脉冲时产生的瞬间行为。80 年代后期，UWB 技术开始被称为无载波或脉冲无线电，美国国防部在 1989 年首次使用“超宽频”这个词。UWB 技术带宽相对较大，分辨率高，抗干扰强、保密性好、定位精确、系统容量大且传输速率高。根据最新的美国联邦通信委员会（FCC）的定义，超宽频系统的中心频率高于 2.5GHz，并具有至少500MHz 的 l0dB 频宽。UWB 种类众多，因此潜在的应用也相当广泛，包括无线局域网（WLAN）、个人局域网络（PAN）、短距离雷达（如汽车传感器、防撞系统、智能型高速公路感测系统及液态物体书评侦测系统）、穿地雷达，以及应用在医疗监视与运动员训练等领域的人体局域

17、网络 11。基于单片机的病房呼叫系统设计31.3.4 Wi-Fi(IEEE802.11)技术Wi-Fi（Wireless Fidelity）是一种无线通信协议。IEEE802. 11 的最初规范是在 1997 年提出，主要目的是提供 WLAN 接入，是目前 WLAN 的主要技术标准。IEEE802. 11 流行的几个版本包括：“a”（波段为 5. 8GHz，带宽为54Mbps），“b” （波段为 2. 4GHz，带宽为 11Mbps）和“g”（波段为 2. 4GHz，带宽为 22Mbps）。Wi-Fi 技术的工作频率为 2. 4GHz，最高传输率能达到11Mbps。Wi-Fi 规定了协议的物理

18、层和媒体接入控制层，并依赖 TCP/IP 作为网络层。Wi-Fi 技术能让无线用户得到以太网的网络性能及速率，且可无缝地将多种 LAN 技术集成起来，形成一种能最大限度地满足用户需求的网络，具有部署方便、通信可靠、抗干扰能力强、成本低、灵活性好、吞吐量大等特点。由于其优异的带宽是以大的功耗为代价的，因此大多数便携 Wi-Fi 装置都需要常规充电，这些特点限制了它在工业场合的推广和应用 12。1.3.5 Zigbee 技术2004 年 12 月，由英国 Invensys 公司、日本三菱电气公司、美国摩托罗拉公司和荷兰飞利浦半导体公司共同发起，加入联盟来研发名为、“ZigBee”的下一代无线通信标

19、准 13。目前，这个联盟已经吸引了上百家芯片公司、无线设备开发商和制造商的加入 14ZigBee 联盟正式发布了 ZigBee 技术的标准 15。ZigBee（IEEE802. 15. 4）技术是一种短距离的无线通信技术，使用 2. 4GHz 波段，采用跳频及扩频技术。ZigBee 网络具有低功耗、低成本、低速率、近距离、短时延、高容量、省电、安全及免执照频段的特点，主要应用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间，典型的传输数据类型有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据。ZigBee 技术的应用目标主要是：工业控制（如自动控制设备、无线传感器网络）、医护（如无线传感器网络）、家庭智

20、能控制（如照明、水电气计量及报警等）、消费类电子设备的遥控装置、PC 外设的无线连接等领域。因 ZigBee 产品的互操作性与厂商无关，免去每次为制定方案的重新设计，增强了产品的革新，应用工业标准和通用平台更具经济效益 16-18。基于单片机的病房呼叫系统设计42 系统的整体设计2.1 病房呼叫系统的设计要求通过走访多家医院，发现在不同规模的医院中，基本上都是除了重症监护室外，普通病房中的病床一般为 2 到 4 张，因此将病房呼叫系统设计为一个病房中有 4 个病床是符合实际要求的。为防止病房中出现多个病床同时呼叫导致的医疗救治不及时影响病人的生命健康，需要将床位号进行优先级设置，以达到对病人进

21、行及时救治的目的。系统包括 4 路呼叫信号，按病人的病情设置呼叫优先级，有多个病人同时呼叫时，显示优先级最高的病床号，对低优先级的呼叫进行存储，处理完高优先级的呼叫，按下查看按键，则显示出被迫进入呼叫等待的优先级较低者的床位号。系统要易于安装便于操作维护，成本低廉。2.2 方案论证系统整体划分为两大部分，即固定在病房中的呼叫发射终端，固定在医护值班室中的接收显示终端。对于设计病房呼叫系统的可行方案中，针对是否采用无线通信技术以及采用无线通信技术的程度，制定出了以下三种方案。方案一：整个呼叫系统是基于传统的有线方式完成的，每个元器件都是使用导线连接起来的，实现各元器件之间的信息传递。呼叫发射终端

22、中四个呼叫按键与主机以有线方式进行连接，通过按下呼叫按键，对主机产生一个外部中断，控制调用显示报警子程序，然后由接收显示终端进行报警。其中，医护值班室的报警系统和主机之间也是采用有线的方式进行连接的，使用电线的长度取决于病床与医护值班室距离的实地测量值，方案一的系统框图如图 2.1 所示。显示器 1 号床 单片机2 号床3 号床蜂鸣器 4 号床基于单片机的病房呼叫系统设计5图 2.1 方案一系统框图方案二：该方案就是将病床呼叫系统进行完全无线化设计，即采用无线模块代替繁琐的逻辑电路，简化系统的电线连接。将每个呼叫按键各与一个无线发射模块连接封装成遥控器形式，病人能够在病房中任意走动，病房中随处

23、感觉不适时按下呼叫按键的进行呼叫，无线发射模块将信息发射出去，而后由无线接收模块接收信号，并将该信号传递给单片机，进而控制显示器和蜂鸣器发出呼叫信号。方案二的系统框图如图 2.2 所示。图 2.2 方案二系统框图方案三：将有线通信技术和无线通信技术有机的结合起来，应用在病房呼叫系统的设计当中，也就是说，在整个病房呼叫系统当中，既有利用电线进行连接的有线电路，又有使用无线技术建立起来的无线通信模块。呼叫发射终端由 4 个呼叫按键通过导线与一个无线模块相连，报警显示终端由无线接收模块、一片单片机、一个液晶显示器、一个蜂鸣器以及复位按键连接而成。当有人按下呼叫按键时，由无线发射模块将信号发射出去，无

24、线接收模块接收到该信号，通过单片机来控制液晶显示器和蜂鸣器进行显示报警。1 号床无线发射模块何必2 号床无线发射模块何必3 号床无线发射模块何必4 号床无线发射模块何必单 片 机显示器蜂鸣器无线发射模块何必基于单片机的病房呼叫系统设计6基于方案三设计的系统框图如图 2.3 所示。图 2.3 方案三的系统框图2.3 方案选择综合以上三种方案进行分析如下：方案一的系统设计思路明确，完全可行，只是因为整体系统采用有线方式进行连接，在安装时要对并房屋中各个病床和医护值班室之间的距离测量，来准确的拉扯电线，非常的不方便，而且对于规模略大些的医院而言，更是实用性不强，由于医院规模较大，病房很多，避免不了有

25、很多病房距离医护值班室较远，这使得安装更加麻烦。而且由于整个装置都是有线连接方式，电路走向复杂，如若后期系统不能正常工作而需要维修时，维修人员检查故障都是一件非常不易的事情。与方案一的有线型病床呼叫系统相比而言，方案二的无线病床呼叫系的实用性会更强大些，更接近现代化、智能化、自动化，但是由其设计原理及其系统框图可以明确得知，此方案下设计出来的病床呼叫系统使用到的元器件比较多，不仅在焊接以及调试时带来了一定的难度，并且使得系统因使用元器件繁多而增大成本，这不符合我们的设计理念。与前两种方案相比较而言，第三种方案综合运用有线技术和无线技术的病床呼叫系统的设计更符合目前社会和人们的需求，该设计方案不

26、仅使用无线模块简化了电路，便于安装和日后维修，而且使用方便、成本较为低廉能够让更多的医院接受，便于推广。虽然基于该方案的呼叫系统没能达到人们理想中的完全智能化、信息化、自动化，但是也很大程度上满足了现代人们的需求。呼 叫发 射终 端接 收报 警终 端无 线发 射模 块无 线接 收模 块基于单片机的病房呼叫系统设计7综上对三种设计方案的分析与比较，再结合现阶段的人们地生活水平和对医疗辅助装置功能及质量的要求，以及各方案下系统的可推广性，方案三是最佳方案。2.4 整体设计思路设同一病房内有四个病人，并将病床分别记为 1 号床、2 号床、3 号床和4 号床，根据病情的严重性设置优先级，优先级从高到低

27、的顺序依次为1、2、3、4 即 1 号床、2 号床、3 号床和 4 号床的病人的病情由重到轻。当有病人按下呼叫按键时，无线发射模块就会发出相应的信号，待无线接收模块接收到信号后，汇总到单片机，然后通过单片机控制显示器显示出呼叫病人所在的病床编号并伴有蜂鸣器的报警声。当有两个或两个以上的病人同时按下呼叫按键时，呼叫系统则会根据其优先级进行床位号的显示，优先级高的先显示，优先级较低的则进入到呼叫等待中，等医护人员处理完高优先级病人的呼叫后才会显示出低优先级的床位号。系统的整体框图如图 2.4 所示。图 2.4 系统整体框图无线发射模 块1 号床2 号床3 号床4 号床单片机无 线接 收模 块显示器

28、蜂鸣器基于单片机的病房呼叫系统设计83 系统的硬件设计3.1 呼叫发射终端的硬件设计与实现呼叫发射终端是安装在病房之中的，由编码芯片 PT2262、发射头、呼叫按键、按键指示灯以及一节 12V 干电池组成。当有呼叫按键按下时，按键指示灯会闪烁，编码芯片会对该信息进行编码并由发射头将编码好的信息发射出去。P T2262 是 低 功 耗 低 价 位 通 用 编 码 电 路 ， 其 引 脚 图 如 图 3.1 所 示 。图 3.1 PT2262 引脚图PT2262PT2262最 多 可 有 12位 (A0-A11)三 态 地 址 端 管 脚 (悬 空 、 接 高 电平 、 接 低 电 平 )， 任

29、意 组 合 可 提 供 312个 地 址 码 ， PT2262 最 多 可 有 6位 (D0-D5)数 据 端 管 脚 ， 设 定 的 地 址 码 和 数 据 码 从 17脚 串 行 输 出 ， 可 用 于 无 线 遥控 发 射 电 路 。 PT2262 管 脚 说 明 如 表 3.1所 示 。表 3.1 PT2262 管 脚 说 明基于单片机的病房呼叫系统设计9在通常 使用中，一般采用 8 位地址码和 4 位数据码，这时编码芯片 PT2262 和解码芯片PT2272 的第 18 脚为地址设定脚，有三种状态可供选择：悬空、接正电源、接地三种状态，3 8 即 6561（8 个引脚，3 种状态），

30、所以地址编码不重复度为6561 组，只有发射端 PT2262 和接收端 PT2272 的地址编码完全相同，才能配对使用，一般生产厂家都把地址编码端悬空，用户可以自己设置编码。设置地址码的原则是：同一个系统地址码必须一致；不同的系统可以依靠不同的地址码加以区分。发射头是一块集成电路，有 3 个引脚，分别是：数据引脚（DATA）、电源引脚（VCC ）以及接地引脚（ GND）。呼叫发射终端的连接示意图如图 3.2所示。1 号按键2 号按键3 号按键4 号按键图 3.2 呼叫发射终端连接示意图名称 管脚 说明A0-A11 1-8 10-13 地址管脚，用于进行地址编码,可置为“0”、 “1” 、“悬空

31、”。 D0-D3 10-13 数据输入端，有一个为“1”即有编码发出，内部下拉。VCC 18 电源正端（）GND 9 电源负端（）TE 14 编码启动端，用于多数据的编码发射，低电平有效；OSC1 15 振荡电阻输入端，与 OSC2所接电阻决定振荡频率；OSC2 16 振荡电阻振荡器输出端；DOUT 17 编码输出端（正常时为低电平）PT2262 VCCDOUTTED0D1D2D3发射头VCCDATAGND基于单片机的病房呼叫系统设计103.2 接收显示终端的硬件设计与实现接收显示终端是由 STC89C51 单片机、无线接收模块、LCD1602、蜂鸣器组成。由无线接收模块接收来自呼叫发射终端的

32、无线信号，并由 STC89C51 单片机控制进行报警显示，即由 LCD1602 显示出呼叫病床的床位号，同时伴有蜂鸣器的报警声。3.2.1 单片机的选择单片机系统是以单片机为核心，配合适当的外围设备和软件构成的应用系统，其基本硬件结构如图 3.3 所示。表示控制信息流 表示数据信息流图 3.3 单片机的硬件结构STC 系列单片机是由深圳宏晶科技公司开发、台湾积体电路制造股份有限公司生产的增强 8051 内核单片机，在片内资源、性能以及工作速度上都有很大的改进。STC 单片机产品系列化、种类多。STC 单片机按照工作速度和内部资源的配置不同，可以分为若干个系列产品。STC89、STC90 和ST

33、C11/10 系列属于基本配置，而 STC12/15 系列产品增加了 PWM、A/D 和输入设备输入接口电路输入接口电路输出设备控制器存储器运算器基于单片机的病房呼叫系统设计11SPI 等接口模块。每个系列产品的差异主要是片内资源数量上的差异。在单片机选型时，应根据控制的实际需要，选择合适的单片机，即单片机的内部资源要尽量满足控制系统需求，而减少外部接口电路，保证单片机应用系统的高可靠性和高性价比。STC89 系列单片机性能优、价格低廉、编程方便，满足系统需求。故此，在本课题的研究中选择了 STC89C51 单片机。STC89C51 单片机最小系统包括单片机及其所需的必要的电源电路、时钟电路、

34、复位电路等，能使单片机始终处于正常的运行状态。电源、时钟等电路是使单片机能运行的必备条件，可以将最小系统作为应用系统的核心部分，通过对其进行存储器扩展、A/D 扩展等，使单片机完成较复杂的功能。单片机最小系统电路图如图 3.4 所示。C12pFC22pFC31uFX1CRYSTALR110 XTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD63P0.7/AD732P1.0/T21P1.1/T2EX2P1.23P1.34P1.45P1.56P1.6

35、7P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD1P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A92P2.2/A1023P2.3/A1 24P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U2AT89C51图 3.4 单片机最小系统电路图3.2.2 无线接收模块无线接收模块包括接收头和译码芯片 PT2272。PT2262和 PT2272除地址编码必须完全一致外，振荡电阻还必须匹配，一般要求译码器振荡频率要高于编码器振荡频率的2.58倍，否则接收距离会变近甚至无法接

36、收，随着技术的发展市场上出现一批兼容芯片，在实际使用中只要对振荡电阻稍做改动就能配套使用。在具体的应用中，外接振荡电阻可根据需要进行适当的调节，阻值越大基于单片机的病房呼叫系统设计12振荡频率越慢，编码的宽度越大，发一帧码的时间越长。PT2272的引脚图如图3.5所示。图3.5 PT2272引脚图接收头将接收到的信号输入 PT2272的14引脚（DIN），由 PT2272对接收到的信号进行解码，然后将解码后得到的信号输出。PT2272管脚说明如表3.2所示。表 3.2 PT2272管 脚 说 明名称 管脚 说明A0-A7 1-8、10- 13地址管脚，用于进行地址编码，可置为 “0”，“1”，

37、“f”(悬空)，必须与 2262 一致，否则不解码D0-D5 7-8 10-13地址或数据管脚，当作为数据管脚时，只有在地址码与 2262 一致，数据管脚才能输出与 2262 数据端对应的高电平，否则输出为低电平，锁存型只有在接收到下一数据才能转换VCC 18 电源正端（）VSS 9 电源负端（）DIN 14 数据信号输入端，来自接收模块输出端OSC1 16 振荡电阻输入端，与 OSC2 所接电阻决定振荡频率；OSC2 15 振荡电阻振荡器输出端；VT 17 解码有效确认输出端（常低）解码有效变成高电平（瞬态）编 码 芯 片 PT2262 发 出 的 编 码 信 号 由 地 址 码 、 数 据

38、 码 、 同 步 码 组 成 一个 完 整 的 码 字 ， 解 码 芯 片 PT2272 接 收 到 信 号 后 ， 其 地 址 码 经 过 两 次 比 较核 对 后 ， VT 脚 才 输 出 高 电 平 ， 与 此 同 时 相 应 的 数 据 脚 也 输 出 高 电 平 。 当呼 叫 发 射 终 端 没 有 按 键 按 下 时 ， PT2262不 接 通 电 源 ， 其 17脚 为 低 电 平 ，基于单片机的病房呼叫系统设计13所 以 315MHz 的 高 频 发 射 电 路 不 工 作 ， 当 有 按 键 按 下 时 ， PT2262接 通 电 源 ，其 第 17脚 输 出 经 调 制 的

39、 串 行 数 据 信 号 ， 当 17脚 为 高 电 平 期 间 315MHz 的 高频 发 射 电 路 起 振 并 发 射 等 幅 高 频 信 号 ， 当 17脚 为 低 平 期 间 315MHz 的 高 频发 射 电 路 停 止 振 荡 ， 所 以 高 频 发 射 电 路 完 全 收 控 于 PT2262的 17脚 输 出 的数 字 信 号 ， 从 而 对 高 频 电 路 完 成 幅 度 键 控 相 当 于 调 制 度 为 100 的 调 幅 。接收头是一块集成电路，有4个引脚，分别是：两根数据引脚（DATA）、电源引脚（VCC ）以及接地引脚（ GND）。接收头与 PT2272的连接方式

40、连接方式示意图如图3.6所示。图 3.6 接收头与 PT2272 连接方式示意图无线接收头接收到 PT2262 发射出的无线信号后，由 PT2272 对该信号进行解码，并输送给单片机，通过 51 单片机进行控制显示报警电路，进而发射出相应的报警信号。PT2272 与 51 单片机的连接方式如图 3.7 所示。P2.0P2.1P2.2P2.3图3.7 PT2272与单片机连接方式示意图接收头DATADATAVCCGND PT2272DINVCCVSS PT2272D0D1 D2D3STC89C51基于单片机的病房呼叫系统设计143.2.3 显示电路当有呼叫按键按下时，由无线发射模块将对应的信息发

41、射出去，由无线接收模块接收到信息并将信息解码后，然后由单片机控制 LCD1602 和蜂鸣器进行显示报警。本呼叫系统的显示电路采用的是 LCD1602 来显示报警信息。LCD1602 可以显示两行 16 个字符，有 8 位数据总线 D0-D7 和RS、 R/W、EN 三个控制端口，工作电压为 5v，工作电流为 2.0mA(5.0V)；字符尺寸为 2.954.35(WH)mm 并且带有字符对比度调节和背光。该模块也可以只用 D4-D7 作为四位数据分两次传输。这样的话是可以节省 MCU 的 I/O 口资源。LCD1602 采用标准的 14 脚（无背光）或 16 脚（带背光）接口，各引脚功能如表 3

42、.3 所示。表 3.3 LCD1602 显示模块的引脚功能表VL 为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个 10K 的电位器调引脚号 名称 状态 功能1 VSS 电源地2 VDD 电源3 VL 液晶驱动电源4 RS 输入 寄存器选择 1：数据；0：指令5 R/W 输入 读/写操作选择 1：读；0：写6 E 输入 使能信号7 DB0 三态 数据总线（LSB）8 DB1 三态 数据总线9 DB2 三态 数据总线10 DB3 三态 数据总线11 DB4 三态 数据总线12 DB5 三态 数据总线13 DB6 三态 数据总线14

43、DB7 三态 数据总线（MSB）15 E1 输入 背光调节16 E2 输入 背光调节基于单片机的病房呼叫系统设计15整对比度；RS 为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器；R/W 为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作；当 RS 和 R/W 共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当 RS 为低电平R/W 为高电平时可以读写信号，当 RS 为高电平 R/W 为低电平时可以写入数据；E 端为使能端，当 E 端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令；DB0DB7 为 8 位双向数据线；DB0 背光源正极；DB1 背光源负极。显示电路如图 3.8 所示。d0d1

44、d2d3d4d5d6d7d0d0d1d1d2d2d3d3d4d4d5d5d6d6d7d7P14P15P16XTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD63P0.7/AD732P1.0/T21P1.1/T2EX2P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD1P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528

45、P2.0/A821P2.1/A92P2.2/A1023P2.3/A1 24P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U2AT89C51D714D613D512D41D310D29D18D07ERWRSVS1VD2VE3LCD1LM016L23456789 1RP1RESPACK-8图 3.8 显示电路3.2.4 报警电路报警电路的作用是在有病床按下呼叫按键时，医护工作人员很有可能会忽略液晶显示屏显示出来的呼叫病人的床位号，这一视觉上的报警信号，于是引入了蜂鸣器，利用蜂鸣器的响声进行报警，当有病人按下呼叫按键时，液晶显示器显示呼叫者的床位号的同时，蜂鸣器便会发出响声，因此就会给

46、医护工作人员一个听觉上的报警信号，避免医护人员较忙的时候，病人长时间呼叫而得基于单片机的病房呼叫系统设计16不到响应。报警电路如图 3.9 所示，当有病人按下呼叫按键时，单片机经 P3.4 输出一个低电平，再经过一个阻值为 2.2K 的限流电阻将 PNP 型三极管导通，随后蜂鸣器发出报警信号。XTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD63P0.7/AD732P1.0/T21P1.1/T2EX2P1.23P1.34P1.45P1.56P1.

47、67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD1P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A92P2.2/A1023P2.3/A1 24P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U2AT89C51R22.2kQ1PNPBUZ1BUZER图 3.9 报警电路3.2.5 查看、清零电路查看、清零电路即查看按键电路和清零按键电路。当有病人呼叫时，显示器会显示出呼叫病床的床位号，蜂鸣器也会发出报警响声，医护工作人员接收到呼叫信息时，按下清零按键对此呼叫信息进行

48、清除；当有两个或两个以上的病人同时按下呼叫按键时，液晶显示屏显示出优先级较高的病床号，医护工作人员按下查看按键，优先级较高的病床号被清除，同一时间发出呼叫请求的优先级较低的病房的病床号被显示。查看、清零电路的电路图如图 3.10 所示。基于单片机的病房呼叫系统设计17XTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD63P0.7/AD732P1.0/T21P1.1/T2EX2P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/R

49、XD10P3.1/TXD1P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A92P2.2/A1023P2.3/A1 24P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U2AT89C51查 看清 零图 3.10 查看、清零电路4 系统的软件设计4.1 主程序设计系统通电后，首先进行初始化操作，然后接收数据，并对接收到的数据进行数据检测，系统调用显示子程序和报警子程序，随后进行报警呼叫显示，在医护工作人员接收到呼叫信息后，按下复位按键，则系统又返回到了初始状态。本病床呼叫系统的主程序流程序如图 4.1 所示。接收数据系统初始化开始数据检测显示报警呼叫处理基于单片机的病房呼叫系统设计18图 4.1 主程序流程图4.2 数据检测模块程序设计当系统通电后，对与主机相连的 PT227 的 D0-D3 引脚进行扫描，判断各引脚电平的高低情况，系统就数据进行类型分析，判断数据类型，从而进行相应的显示报警。数据检测模块的程序流程图如图 4.2 所示。NY图 4.