基于单片机的无线病床呼叫系统设计.doc
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新乡医学院生命科学技术系毕业设计（论文）第22页
学号：
07230223
本科毕业论文
题目：
基于单片机的无线多路病床
呼叫系统——软件设计
院系：
生命科学技术系
专业：
生物医学工程
班级：
2007级2班
学生姓名：
王宝霞
导师姓名：
朱永涛白帆
二○一一年六月
毕业设计（论文）诚信声明书
本人声明：
本人所提交的毕业论文《基于单片机的无线多路病床呼叫系统》是本人在指导教师指导下独立研究、写作的成果，论文中所引用他人的无论以何种方式发布的文字、研究成果，均在论文中加以说明；有关教师、同学和其他人员对本文的写作、修订提出过并为我在论文中加以采纳的意见、建议，均已在我的致谢辞中加以说明并深致谢意。
本论文和资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。
论文作者：
（签字）时间：
年月日
指导教师已阅：
（签字）时间：
年月日
目录
摘要 II
ABSTRACT III
第一章绪论 1
1.1课题研究背景及意义 1
1.2设计要求及预期目标 1
1.3设计可行性 1
第二章设计材料及方案步骤 2
2.1设计材料 2
2.2设计方案及步骤 3
第三章系统硬件设计 4
3.1系统原理框图 4
3.2单片机AT89C51芯片简介 4
3.3硬件模块设计 6
3.3.1无线发射模块 7
3.3.2无线接收模块 8
3.3.3数码管显示模块 9
3.3.4指示灯模块 9
3.3.5声音模块 10
第四章系统软件设计 11
4.1单片机C语言程序设计步骤 11
4.2延时子程序设定 11
4.3数码管显示子程序 11
4.4初始化程序设计 13
4.5主函数程序设计 16
4.6外部中断服务子程序 16
4.7定时器中断服务子程序设计 18
第五章硬件制作与软件调试中遇到的问题 19
5.1硬件设计制作中的问题 19
5.2软件设计中的问题 19
第六章系统结果与分析 20
参考文献 21
致谢 22
摘要
随着无线技术的发展，无线应用技术已经渗透到生活的各个领域，无线传输技术也越来越成熟，本设计是将无线传输技术应用到临床上的研究型课题，实现基于单片机AT89C5l和无线传输模块构成的无线多路病床呼叫系统，将简单论述其工作原理和软硬件设计方法，概括研究成果。
本设计是以AT89C51单片机为核心，通过无线发射模块发射传输信号，无线接收模块接收信号，经AT89C51处理,实现病人与医护的无线远距离沟通。
通过软硬件设计，实现了病床呼叫器的设计要求，制作出实物产品，检测一切正常，能够实现100米的远距离发射接收，也能绕过障碍物传输，能够满足临床应用的要求。
本产品性能稳定、占用空间小、使用材料少、传输速度快、距离远，是无线技术在医学临床上的大胆应用，具有创新性和可行性。
关键词：
单片机AT89C5l；无线传输模块；病床呼叫
ABSTRACT
Aswirelesstechnology,wirelessapplicationtechnologyhaspenetratedintoallspheresoflife,moreandmoresophisticatedwirelesstechnology,thisdesignisthewirelesstransmissiontechnologytotheclinicalresearchonthesubject,andtherealizationofwirelesstransmissionbasedonsinglechipAT89C5lmodulesconsistingofmultiplebedscallsystem,willsimplydiscusstheworkingprincipleanddesignmethodofhardwareandsoftware,generalresearchresults.ThedesignisbasedonAT89C51microcontrollerasthecore,throughthewirelesstransmittermoduletransmittingtransmissionsignal,thewirelessreceivermodulereceivedsignal,transmissiontopatientsandhealthcareAT89C51controltoachievelong-distancewirelesscommunication.Throughsoftwareandhardwaredesign,implementationofthedesignrequirementsforhospitalbedspagers,createphysicalproducts,testingallthenormaldistanceof100meterscanbeachievedtransmittingandreceiving,butalsocantransfertobypassobstacles,toachieveclinicalapplication.Thestableperformance,smallfootprint,usefewermaterials,transmissionspeed,distanceandwirelesstechnologyinthemedicalapplicationofclinicalbold,innovativeandfeasible.
Keywords:
AT89C51;wirelesstransmitmodul;sickbedbeeper
第一章绪论
1.1课题研究背景及意义
目前大多医院的病床呼叫系统采用有线传输方式，有线传输占用空间较大，耗材多，而且不易移动，因此现今需要对病床呼叫系统进行升级，近年来在我国无线领域有了大的进展，这为此提供了有力的技术支持。
有的一些简易无线发射接收模块传输距离近，速率低，可靠性差，不适合用于产品的设计。
本设计是基于单片机实现的医用无线多路病床呼叫系统，分为无线发射模块、无线接收模块、单片机控制部分、显示部分、警报呼叫部分和复位应答部分。
本系统通过无线电实现信号的传递，单片机作为控制部件协调处理整个系统的工作，实现无线信号的远距离传输，减少了材料的耗费，安装简单，使医患沟通更加灵活，是无线网络技术在医学临床上的大胆应用，具有创新性。
1.2设计要求及预期目标
设计要求：
设计出稳定高效的运行系统，并且有一定的抗干扰能力，能够实现多路呼叫且互不干扰。
距离在100m范围内，实现多路无线病床呼叫，并留有扩展空间。
预期目标：
病人按呼叫键时，无线发射器发射信号，无线接收器接收无线信号，通过单片机控制处理，护士值班室发出呼叫警报持续10s左右，相应床位的呼叫指示灯亮，同时数码管上显示相应的床位号并隔1s闪烁一次，当护士按键应答，指示灯熄灭，数码管显示消失，警报由定时器控制关闭。
当有多个病人呼叫没有及时应答时，对应指示灯都亮，数码管上间隔1s轮回显示床位号。
单片机复位时，数码管清零。
1.3设计可行性
有线呼叫器受位置的制约不能很好的达到医患沟通，无线呼叫系统就显示其很大的优越性，可移动，不受位置制约，现今无线传输技术有了突飞猛进的发展，技术越来越成熟，普遍应用到生活、娱乐、学习和军工等领域，这为无线传输技术与医学临床的结合提供了技术支持。
在校期间我们也学习了与单片机相关的课程，有了一定的理论基础。
我校现有的实验室与设备也能够满足系统硬件制作调试与软件仿真的需求。
因此，本课题具有可行性，能够得到实现。
第二章设计材料及方案步骤
2.1设计材料
根据本设计要求，我将使用的设计材料见表2-1。
表2-1使用材料清单
由于无线收发模块是从网上购买，在制板时就没有在原理图中划出。
2.2设计方案及步骤
针对我要设计的题目，制定以下方案：
第一步，根据设计目的构想设计的原理图框架，学习设计中要用到的知识，如无线发射模块的原理、编码解码，单片机C语言编程设计，数码管显示，使用的芯片引脚工作原理，Proteus和Protel软件使用等。
预计准备时间为三周。
第二步，根据初步设计的原理图在Proteus上画出，同时进行KeilC程序编写，进行软件仿真、调试，直到运行成功。
预计时间为五周。
第四步，在Protel中绘制原理图，准备使用材料，制作封装，布线制作PCB板，打印制板，然后将程序下载到制单片机中，进行硬件检测调试，如没有达到预期目的，再更换元器件或添加元器件，直到产品调试成功。
预计时间为三周。
通过努力我们提前做好产品，并实现了预期目标。
第三章系统硬件设计
3.1系统原理框图
根据设计要求绘制系统原理图如图3-1所示。
发射模块
接收模块
数码管显示
指示灯
单片机
声音报警
图3-1系统原理图
3.2单片机AT89C51芯片简介
AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器（FPEROM—FlashProgrammableandErasableReadOnlyMemory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。
AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。
单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。
该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
由于将多功能8位CPU（CenctralProcessingUnit）和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。
AT89C系列单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
外形及引脚排列如图3-2所示。
图3-2AT89C51外形及引脚图
1、主要功能部件和特性：
（1）8位微处理器（CPU）。
（2）程序存储器（4KBFlashROM）。
（3）数据存储器（128BRAM）。
（4）4个8位可编程并行I/O口（P0口、P1口、P2口、P3口）。
（5）1个全双工的异步串行口。
（6）2个可编程的16位定时器/计数器。
（7）中断系统具有5个中断源、5个中断向量。
（8）32可编程I/O线。
（9）特殊功能寄存器（SFR）26个。
（10）13个程序加密锁定位。
（11）低功耗的闲置和掉电模式。
2、AT89C51引脚介绍：
（1）VCC（40脚）：
接+5V电源。
（2）GND（20脚）：
接数字地。
（3）XTAL1（19脚）：
片内振荡器反相放大器和时钟发生器电路的输入端。
（4）XTAL2（18脚）：
片内振荡器反相放大器的输出端。
本设计中使用12M晶振。
（5）RSTE（9脚）：
复位信号输入端，高电平有效。
（6）EA/VPP（31脚）：
当EA为高电平时，当超出片内程序范围时自动读取片外程序；当EA为低电平时，只读外部程序内容。
本设计EA接
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