单片机课程设计《病人呼叫器》.docx

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单片机课程设计《病人呼叫器》

单片机课程设计《病人呼叫器》

　　太原理工大学课程设计

　　太原理工大学

　　课程设计说明书　　

　　课程名称：

《单片机原理及其在煤矿中的应用》设计题目：

　　两位数码管显示设计　　院　　系：

　　矿业工程学院　　学生姓名：

李国富兰江涛刘兵辉　　学　　号：

　　专业班级：

　　指导教师：

　　20XX年12月27日

　　太原理工大学课程设计

　　课程设计任务书

　　设计题目学生姓名所在院系病人呼叫器专业、年级、班设计要求：

⒈设计一种呼喊器，供医院住院病人“呼喊”医护人员时使用。

⒉住院病人可通过按动自己的床位按扭开关向医护人员发出“呼喊”信号；　　⒊一旦有病人发出“呼喊”信号，医护人员值班室显示床位编号，扬声器发出提示声响信号；　　4.“呼喊”器所需的直流稳压电源。

　　5.用相关仿真软件对电路进行仿真。

学生应完成的工作：

本设计以AT89C51单片机为主控模块，利用汇编语言编写两位数码管循环扫描动态显示的专用程序来实现两位数码管动态显示系统。

我们通过查阅手册和文献资料来选择合适的元器件，并设计合理的电路来实现符合要求的电路板实物。

主要任务包括：

硬件原理图的设计。

软件程序的设计：

学会对不同方案进行比较分析，并通过整体优点与缺点的比较，确定合理的方案。

用汇编语言进行软件的编写与调试。

撰写课程设计报告。

该生负责流程图和软件编写。

课程设计提交的成果1）设计说明书2）图样资料　　a）系统原理图；　　3）查阅文献不少于5篇b）硬件电路图；c）汇编语言源程序d）PROTEUS运行仿真图工作计划：

20XX年12月23日—20XX年12月23日：

搜索有关资料并进行硬件原理图设计；20XX年12月24日—20XX年12月25日：

进行硬件电路与软件程序的编写及调试；20XX年12月26日—20XX年12月26日：

编写课程设计说明书；20XX年12月27日—20XX年12月27日：

提交课程设计。

任务下达日期：

20XX年12月23日　　任务完成日期：

20XX年12月27日指导教师：

　　学生：

1

　　太原理工大学课程设计

　　病人呼叫器

　　摘要：

本设计是一个采用89C51单片机配以外围适当电路完成一个可供6

　　4张床位使用的病房呼叫系统。

该系统需运用单片机典型外围接口技术中的矩阵式键盘电路完成对病房床号的输入，于床位较多，考虑到89C51单片机自身接口有限，需用可编程并行接口芯片8255外扩I/O实现对矩阵式键盘的扫描与键值的读入。

MCS-51单片机受管脚的限制，P0口不仅要作数据总线口而且还提供低8位A0~A7，所以只能分时工作，故P0口输出的低8位地址数据必须用锁存器锁存。

本设计采用74LS373，其锁存控制信号引脚ALE提供。

在ALE的下降沿将P0口输出的地址数据锁存。

于该设计中单片机要实现三种功能：

　　1）床位按钮的扫描与读入。

　　2）按钮按下时振铃三秒并显示床号。

3）护士响应管灭铃停。

　　此设计报告包括：

概述、系统总体方案及硬件设计、软件设计、Proteus软件仿真、心得体会及

　　太原理工大学课程设计

　　护呼叫系统已经成为医院提高医护服务质量、提高医护人员工作效率和减少医疗事故的一种必不可少的基础设备，临床求助呼叫是传送临床信息的重要手段，病房呼叫系统是病人请求值班医生或护士进行诊断和护理的紧急呼叫工具，可将病人的请求传送给值班医生或护士，并在值班室的监控中心电脑上留下准确完整的记录，是提高医院和病室护理水平的必备设备之一，呼叫系统的优劣直接关系到病员的安危，历来受到各大医院的普遍重视。

它要求及时准确可靠简便可行。

　　2.课题名称及要求

　　课题名称：

　　医院住院病人“呼叫”器

　　主要技术要求：

　　本课题要求

　　1.设计一种呼喊器，供医院住院病人“呼喊”医护人员时使用。

　　2.住院病人可通过按动自己的床位按扭开关向医护人员发出“呼喊”信号；3.一旦有病人发出“呼喊”信号，医护人员值班室显示床位编号，扬声器发出提示声响信号；

　　4.“呼喊”器所需的直流稳压电源。

5.用相关仿真软件对电路进行仿真。

设计作用及目的

　　病人呼叫系统已经成可以为医院提高医护服务质量、提高医护人员工作效率和减少医疗事故。

实验的目的是了解到电路从设计到调试等过程，加强对电路的了解。

　　5

　　太原理工大学课程设计

　　3.方案设计

　　设计方案和方案论证

　　为使电路设计尽可能合理，应注意以下几个方面：

　　尽可能采用功能强的芯片，以简化电路，功能强的芯片可以代替若，普通芯片，随着生产工艺的提高，新型芯片的价格不断下降，并不比若干芯片价格的总和高。

　　留有设计余地。

在设计硬件电路时，要考虑到将来修改扩展的方便。

因为很少有一锤定音的电路设计，如果现在不留余地，将来可能要为一点小小的修改或扩展而被迫进行全面返工。

　　程序空间。

选用片内程序空间足够大的单片机。

　　I/O端口。

在样机研制出来后进行现场试用时，往往会发现一些被忽略的问题，而这些问题不是靠单纯的软件措施可以解决的，如有些新的信号需要采集，就必须增加输入检测端，有些物理量需要控制，就必须增加输出端。

如果在硬件电路设计就预留出一些I/O端口，虽然当时空着没用，那么到用的时候就派上用场了。

　　4.方案实施

　　总体模块：

装置组成

　　于综合各方面考虑，我们采用端口模式，应用单片机设计该医院呼叫器系统。

对于无限发射模块，课题没做要求。

所以我们为了力求简洁和考虑成本问题，采用该方案。

我们这个实做，单片机，和按钮、数码管、晶振、电容、电阻、导线若干而成。

　　6

　　太原理工大学课程设计

　　工作原理及工作流程

　　系统组成如图1所示。

此设计以单片机AT89C51为核心，单片机I/O口采集检测开关信号，经过单片机内部MCU程序处理后通过数码管显示相应的按键号，并进行相应的声音报警，提醒医生注意当病人需要呼叫医务人员的时候，只要按一下床头的开关，医务人员值班室的指示台上就会发出音频信号，并且有指示灯指示出病人所在的房号及床号。

　　单片机处理声音报警按钮开关数码显示图1：

医院呼叫器装置原理框图

　　图2：

工作流程图

　　7

　　太原理工大学课程设计

　　各分模块设计按钮开关电路

　　键盘是单片机不可缺少的输入设备，是实现人机对话的纽带。

键盘按结构形式可以分为非编码键盘和编码键盘，前者用软件方法产生键码，而后者则用硬件方法来产生键码。

在单片机中使用的都是非编码键盘，因为非编码键盘结构简单，成本低廉，非编码键盘的类型很多，常用的有独立式键盘，行列式键盘等，按钮开关电路如图2所示。

　　图2　　按钮开关电路

　　按钮开关电路采用低电平有效。

通过单片机检测P1口状态分别判断是几号按钮按下按钮。

该电路总共采用8路，分别代表8个病房，如果想要扩展，可在该基础上进行扩展。

此处为了便于设计，采用8路按钮开关。

　　备注：

此处优先级是相同的，也就是说如果某一病床呼叫，在报警期间，其他按钮也有效。

我们设计的报警时长是5S。

我们此处设计的是简易装置，如果需要优先级或者可查询，可在此基础上进行软硬件的扩展，实现所需功能。

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　　太原理工大学课程设计

　　单片机控制及显示电路

　　单片机控制及显示电路如图3所示。

采用静态显示方式，利用单片机的P0口的～作为数码管七段码的输入。

采用共阳极数码管（见图3）。

单片机检测到按键信号，通过内部程序处理进行相应病床的显示。

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　　课程设计说明书　　

　　课程名称：

《单片机原理及其在煤矿中的应用》设计题目：

　　两位数码管显示设计　　院　　系：

　　矿业工程学院　　学生姓名：

李国富兰江涛刘兵辉　　学　　号：

　　专业班级：

　　指导教师：

　　20XX年12月27日

　　太原理工大学课程设计

　　课程设计任务书

　　设计题目学生姓名所在院系病人呼叫器专业、年级、班设计要求：

⒈设计一种呼喊器，供医院住院病人“呼喊”医护人员时使用。

⒉住院病人可通过按动自己的床位按扭开关向医护人员发出“呼喊”信号；　　⒊一旦有病人发出“呼喊”信号，医护人员值班室显示床位编号，扬声器发出提示声响信号；　　4.“呼喊”器所需的直流稳压电源。

　　5.用相关仿真软件对电路进行仿真。

学生应完成的工作：

本设计以AT89C51单片机为主控模块，利用汇编语言编写两位数码管循环扫描动态显示的专用程序来实现两位数码管动态显示系统。

我们通过查阅手册和文献资料来选择合适的元器件，并设计合理的电路来实现符合要求的电路板实物。

主要任务包括：

硬件原理图的设计。

软件程序的设计：

学会对不同方案进行比较分析，并通过整体优点与缺点的比较，确定合理的方案。

用汇编语言进行软件的编写与调试。

撰写课程设计报告。

该生负责流程图和软件编写。

课程设计提交的成果1）设计说明书2）图样资料　　a）系统原理图；　　3）查阅文献不少于5篇b）硬件电路图；c）汇编语言源程序d）PROTEUS运行仿真图工作计划：

20XX年12月23日—20XX年12月23日：

搜索有关资料并进行硬件原理图设计；20XX年12月24日—20XX年12月25日：

进行硬件电路与软件程序的编写及调试；20XX年12月26日—20XX年12月26日：

编写课程设计说明书；20XX年12月27日—20XX年12月27日：

提交课程设计。

任务下达日期：

20XX年12月23日　　任务完成日期：

20XX年12月27日指导教师：

　　学生：

1

　　太原理工大学课程设计

　　病人呼叫器

　　摘要：

本设计是一个采用89C51单片机配以外围适当电路完成一个可供6

　　4张床位使用的病房呼叫系统。

该系统需运用单片机典型外围接口技术中的矩阵式键盘电路完成对病房床号的输入，于床位较多，考虑到89C51单片机自身接口有限，需用可编程并行接口芯片8255外扩I/O实现对矩阵式键盘的扫描与键值的读入。

MCS-51单片机受管脚的限制，P0口不仅要作数据总线口而且还提供低8位A0~A7，所以只能分时工作，故P0口输出的低8位地址数据必须用锁存器锁存。

本设计采用74LS373，其锁存控制信号引脚ALE提供。

在ALE的下降沿将P0口输出的地址数据锁存。

于该设计中单片机要实现三种功能：

　　1）床位按钮的扫描与读入。

　　2）按钮按下时振铃三秒并显示床号。

3）护士响应管灭铃停。

　　此设计报告包括：

概述、系统总体方案及硬件设计、软件设计、Proteus软件仿真、心得体会及