基于单片机的16病床呼叫系统-1.docVIP

基于单片机的病床呼叫系统 作 者 qiqi 指导教师 wangwang 摘要 系统是基于51系列的单片机设计的病床呼叫系统。该系统以AT89C51单片机为核心辅以矩阵键盘、LED点阵显示电路和部分简单模拟和数字电路组成的能够实现病人和医护人员之间信息的传递。在该设计中每个病房都有一个按键，当患者有需要时，按下按键，此时 值班室的显示屏可显示此患者的床位号，多人使用时可实现循环显示，医护人员按下“响应”键取消当前呼叫。此系统能够为医院提供一个成本低、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;矩阵键盘;点阵;LED显示;呼叫系统 目 录 引言 1 1 51系列单片机的简介 1 1.1 单片机的发展介绍 1 1.2 单片机的结构特点 2 1.3 单片机的实际应用 2 1.4 控制器AT89C51 3 2 接口技术 4 2.1 键盘接口 4 2.2 显示器接口 5 3 程序设计语言 9 3.1 机器语言 9 3.2 汇编语言 9 3.3 高级语言 9 4 基于单片机的病床呼叫系统的设计实现 10 4.1 系统总体设计 10 4.2 系统硬件设计 11 4.3 系统软件设计 15 4.4 系统的调试与结果 19 结论 20 致谢 20 参考文献 21 附录 22 附录A：原理图 22 附录B：源程序 22 图2.4 显示屏系统框图 4 基于单片机的病床呼叫系统的设计实现 4.1系统总体设计 4.1.1功能要求 本课题主攻方向是使系统实现以下目的： ①任一病房（共16张）呼叫，医护值班室马上能响应并显示病房号； ②显示病房床号； ③若有多个病床呼叫就循环显示； ④处理完毕后清除记录； ⑤显示器不重复显示按一次以上的病床号 4.1.2设计方案 用8051自身接口实现数码管静态显示和键盘扫描，使用8051单片微机外加作地址锁存用的四块三态锁存器74LS373芯片和一块74LS138芯片可构成一个完整的最小微机电路。以此为基础，在智能装置中若要配置多位数码管显示器，以及m行n列矩阵键盘的话，可以不扩展I/O芯片而由8051自身I/O口，实现上述功能, 即用P0口的八个端口作为LED的段选,用P2口的高三位连接一个三八译码器74LS138 作为四个LED的片选.用P1口和P2口的低五位做键盘电路的接口。 4.1.3 总体结构框图 本设计是基于AT89C51单片机设计的病房呼叫系统设计，该系统就是以Atmel公司的AT89C51单片机作为主控器，包括键盘输入电路，显示电路，以及晶振复位电路等来实现病房呼叫系统。 图4.1病房呼叫系统结构框图 4.2 系统硬件设计 4.2.1硬件构成示意图 图4.2 硬件构成示意图 4.2.2 外围电路设计 4.2.2.1 控制器AT89C51 复位电路： RST引脚是复位信号输入端，高电平有效。采用上电加按钮复位，因为本系统设计考虑到该系统比较重要，所以除了采用上电复位的方式外，应该还有按钮复位备用复位方式以防止系统死机时能。如下图4.3所示： 图4.3上电复位和按键复位 时钟电路： 时钟是时序的基础，AT89C51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30pF电容。如下图4.4所示： 图4.4内部时钟电路 4.2.2.2 键盘电路设计 1、 键的识别 为了识别键盘上的闭合键，通常采用两种方法，一种称为行扫描法，另一种称为行反转法。 行扫描法的原理 ： 行扫描法识别闭合键的原理如下：先使第0行接地，其余行为高电平，然后看第0行是否有键闭合，这是通过检查列线电位来实现的，即在第0行接地时，看是否有条列线变成低电平。如果有某条列线变为低电平，则表示第0行和此列线相交位置上的键被按下；如果没有任何一条列线为低电平，则说明第0行上没有键被按下。此后，再将第1行接地，，然后检测列线中是否有变为低电平的线。如此往下逐行扫描，直到最后一行。在扫描过程中，当发现某一行有键闭合时，也就是列线输入中有一位为0时，便在扫描中途退出，而将输入值进行移位，从而确定闭合键所在的列线位置。根据行线位置和列线位置便能再扫描法来确定具体位置。将行线和一个并行接口相接，CPU每次使并行输出接口的某一位为0，便相当于将某一行线接地，而其他位为1，则相当于使其他行线处于高电平。为了检查列线上的电位，将列线和一个并行输入输出口相接，CPU只要读取输入输出口中的数据，就可以设法判别出第几号键被按下[11]。 从上面的原理中知道，程控扫