模拟病房呼叫系统设计.docx

1、模拟病房呼叫系统设计模拟病房呼叫系统设计一、设计目的通过设计模拟病床呼叫的程序，更加熟练掌握单片机C语言指令的使用，培养用单片机来实现一些电子设备运行的逻辑思路，为以后更好的使用单片机打下基础。二、设计要求模拟一个护理站下管8个床位，哪个病人要呼叫可以按键，相应蜂鸣器响，数码管显示：呼叫数量_床位号.要求：16个数码管，正常情况下显示时间（时分秒），时间可通过按键调整。2有人呼叫则闪烁显示数量_床位号并蜂鸣器响，按应答键后继续显示时间。3若同时有多个病人呼叫则依次轮流显示：数量_床位号。4、要求做出实物。三、硬件电路设计3.1 系统结构框图图3-1系统框图当单片机一上电时，数码管显示时，分，秒

2、。并且可通过按键对时，分的调节。调节按键主要运用外部中断程序，其中时钟的显示是通过TO定时器定时1s和数码管显示电路主要运用动态扫描的方式以实现的。此设计主要运用键盘扫描电路来设计病床号。当有按键按下时数码管由当前的显示时，分，秒，变为显示当前呼叫数量和呼叫床号，并且呼叫床号按呼叫顺序循环显示，程序中运用数组作为按键缓冲区，先存储按键键值然后实现动态显示。当按下复位键后重新显示时，分，秒。并且清空按键缓冲区。3.2 STC89C52单片机芯片 89C52共有四个八位的并行双向口，即有32根输入输出口线。各口的每一位均由锁存器、输出驱动器和输入缓冲器组成。 图3-2 STC89C52集成芯片89

3、C52共有四个八位的并行双向口，即有32根输入输出口线。各口的每一位均由锁存器、输出驱动器和输入缓冲器组成。 VCC（40引脚）：电源电压VSS（20引脚）：接地P0端口（P0.0P0.7，3932引脚）：P0口是一个漏极开路的8位双向I/O口。作为输出端口，每个引脚能驱动8个TTL负载，对端口P0写入“1”时，可以作为高阻抗输入。在访问外部程序和数据存储器时，P0口也可以提供低8位地址和8位数据的复用总线。此时，P0口内部上拉电阻有效。在Flash ROM编程时，P0端口接收指令字节；而在校验程序时，则输出指令字节。验证时，要求外接上拉电阻。P1端口（P1.0P1.7，18引脚）：P1口是一

4、个带内部上拉电阻的8位双向I/O口。P1的输出缓冲器可驱动（吸收或者输出电流方式）4个TTL输入。对端口写入1时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这是可用作输入口。P1口作输入口使用时，因为有内部上拉电阻，那些被外部拉低的引脚会输出一个电流。P1口特点是输出锁存器，输出时没有条件。输入缓冲，输入时有条件，即需要先将该口设为输入状态，先输出1。 此外，P1.0和P1.1还可以作为定时器/计数器2的外部技术输入（P1.0/T2）和定时器/计数器2的触发输入（P1.1/T2EX） P3口为准双向口。可以字节访问，也可以位访问。P3.0-RXD,串行输入口。P3.1-TXD,串行输出口。P3.2-

5、INT0，外部中断0的请求。P3.3-INT1，外部中断1的请求。P3.4-T0，定时器/计数器0外部计数脉冲。P3.5-T1，定时器/计数器,1外部计数脉冲。P3.6-WR,外部数据存储器写选通。P3.7-RD,外部数据存储器读选通。RST（9引脚）：复位输入。当输入连续两个机器周期以上高电平时为有效，用来完成单片机单片机的复位初始化操作。ALE（30引脚）：地址锁存控制信号（ALE）是访问外部程序存储器时，锁存低8位地址的输出脉冲。XTAL1（19引脚）：振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。XTAL2（18引脚）：振荡器反相放大器的输入端。3.3 键盘扫描电路图3-3 按键扫描电路

6、病床呼叫按钮采用了矩阵键盘扫描的方式。按键设置在行、列线交点上，行、列线分别连接到按键开关的两端。首先将列至零，主程序中扫描P1是否有键按下，如果有键按下执行子程序，先将列至零，扫描行然后置位行扫描列。3.4 数码管显示电路图3-4 数码管显示电路数码管是通过锁存器573输出的。驱动573需要上拉电阻。通过P0口控制他的片选，以及数码管的位选，通过P2口控制数码管的段选，主程序中通过动态扫描以实现数码管的动态输出。原理说明：74HC573的八个锁存器都是透明的D 型锁存器，当使能（G）为高时，Q 输出将随数据（D）输入而变。当使能为低时，输出将锁存在已建立的数据电平上。输出控制不影响锁存器的内

7、部工作，即老数据可以保持，甚至当输出被关闭时，新的数据也可以置入。这种电路可以驱动大电容或低阻抗负载，可以直接与系统总线接口并驱动总线，而不需要外接口。特别适用于缓冲寄存器，I/O 通道，双向总线驱动器和工作寄存器。当输入的数据消失时，在芯片的输出端，数据仍然保持； 这个概念在并行数据扩展中经常使用到。3.5 系统电路原理图图3-7 系统电路原理图所用器件如下如所示：数码管：LD3461AS-SS22锁存器：74HC573单片机：AT89S52上拉电阻：RESPACK-84、软件4.1 程序设计 图4-1 程序设计流程图 无人呼叫时，运用动态扫描方式利用定时器T0显示时间；有人呼叫时，运用数组

8、作为按键缓冲区，先存储按键值然后动态显示按键床号。4.2 子程序设计图4-2 子程序流程图扫描P1口前四位是否有变化，变化的位数为按键床号所属的行数；扫描P1口后四位是否有变化，变化的位数为按键床号所属的列数。行列结合可知呼叫的病床号。五、实验结果图仿真时间：启动后系统会自动进入显示时间状态，此状态下S8、S9、S10三个按键分别能对秒、分、时进行加1设置，而S12、S13、S14三个按键分别能对毫秒、秒、分进行减1设置。按下S11便暂停显示。仿真时间如图所示：图5-1 仿真时间有呼叫时仿真：在任意时刻按下S0至S7中的一个按键，蜂鸣器发出响声，进入显示病床号状态，左1显示呼叫总人数，右1闪烁

9、显示病床号（若有多个人呼叫）。在按下复位键P37以前如有病人重复按键则只发出响声，不会改变呼叫总人数的显示。另外此状态下S8至S15处于无效无效状态，但时间计数仍未停止。图5-2 仿真呼叫倒计时秒表仿真:在无人呼叫时按下S15便进入秒表时间设定状态，此状态下S8、S9、S10三个按键分别能对毫秒、秒、分进行加1设置，而S12、S13、S14三个按键分别能对毫秒、秒、分进行减1设置，设置完成后再次按下S15倒计时便开始。当计时结束后再次按下S15，便又回到了时间显示状态。两个状态互不影响。图5-3 倒计时秒表仿真六、源程序/*程序名称：病床呼叫系统设计简要说明：无人呼叫显示时间，有人呼叫显示病床

10、号及呼叫总人数。P0，P2口接数码管显示，P1口接4*4矩阵键盘（键号015）。各键功能：07号按键：病床号07； 810号按键：秒，分，时加1调整键 1214号按键：秒，分，时减1调整键 11号按键：暂停时间显示键 15号按键：倒计时的秒表 P3.6接蜂鸣器按键 P3.7病床复位键编 写：邢志杰时 间：2015年07月8日最后修改时间：2015年07月10日*/#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intvoid display();/显示时间子函数void display1();/显示倒计时时间子函数void di

11、sp(); /显示呼叫病床总数及当前呼叫病床子函数void Time0() ; /定时中断子函数，用于改变时间参数void Time1() ; void rest(); / 初始化子函数，用于病床复位后uchar code DSY_CODE=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0xc6,0xa1,0x86,0x8e,0x00; /共阴极数码管显示段码sbit P36=P36; /接蜂鸣器sbit P37=P37; /病床复位按键void DelayMS(uint x) /延时子函数uchar y;while(x

12、-)for(y=0;y120;y+);uchar d8=0,0,0,0,0,0,0,0; /用于存放呼叫病床的显示段码uchar g=0,j=0,log=0,CEN=0; /下面有详细说明void rest() / 初始化子函数，用于病床复位后g=0; /g计数：要显示的呼叫病床个数log=0; /病床呼叫标志位，有人呼叫置1P36=0; /接蜂鸣器，高电平响CEN=0; /当前显示的病床号在数组d中的偏移量for(j=0;j=60)t=0; if(watch!=0) secon1=t; else secon=t; break; case 0xdb: KeyNo=9; if(watch!=0)

13、 t=min1; else t=min; if(+t=60)t=0; if(watch!=0) min1=t; else min=t; break; case 0xbb: KeyNo=10; if(watch!=0) t=hour1; else t=hour; if(+t=60)t=0; if(watch!=0) hour1=t; else hour=t; break; case 0x7b: KeyNo=11;TR0=TR0;break; /暂停计时 P1=0xf7;temp=P1;if(temp!=0xf7&g=0) switch(temp) case 0xe7: KeyNo=12; if(

14、watch!=0) t=secon1; else t=secon; if(t-=0)t=59; if(watch!=0) secon1=t; else secon=t; break; case 0xd7: KeyNo=13; if(watch!=0) t=min1; else t=min; if(t-=0)t=59; if(watch!=0) min1=t; else min=t; break; case 0xb7: KeyNo=14; if(watch!=0) t=hour1; else t=hour; if(t-=0)t=59; if(watch!=0) hour1=t; else hou

15、r=t; break; case 0x77: KeyNo=15;watch+; /倒计时watch=1设定倒计时时间， if(watch=2) TR1=1; /watch=2开始计时 if(watch=3) watch=0; TR1=0; break; /等待按键松开 P1=0X0f;temp=P1;while(temp!=0x0f) P1=0X0f;temp=P1;if(log=1)/当前按键为病床按键disp(); /显示病床号及呼叫总数else if(watch=0) /当前按键为时间调整按键且无人呼叫display(); /显示时间else display1(); /当前按键为倒计时时

16、间调整按键且无人呼叫void display() /显示时间函数 P0=0xfe;P2=DSY_CODEhour/10;DelayMS(1);P0=0xfd;P2=DSY_CODEhour%10;DelayMS(1);P0=0xfb;P2=DSY_CODEmin/10;DelayMS(1);P0=0xf7;P2=DSY_CODEmin%10;DelayMS(1);P0=0xef;P2=DSY_CODEsecon/10;DelayMS(1);P0=0xdf;P2=DSY_CODEsecon%10;DelayMS(1); void display1() /倒计时显示时间函数P0=0xfe;P2=D

17、SY_CODEhour1/10;DelayMS(1);P0=0xfd;P2=DSY_CODEhour1%10;DelayMS(1);P0=0xfb;P2=DSY_CODEmin1/10;DelayMS(1);P0=0xf7;P2=DSY_CODEmin1%10;DelayMS(1);P0=0xef;P2=DSY_CODEsecon1/10;DelayMS(1);P0=0xdf;P2=DSY_CODEsecon1%10;DelayMS(1); void disp() /显示呼叫病床总数及当前呼叫病床DelayMS(1);P0=0xfe;P2=DSY_CODEg; /显示当前呼叫病床总数Delay

18、MS(1);P0=0xfd;P2=dCEN;/显示当前床号，CEN的值在定时中断中发生发生改变,实现一秒的闪烁显示，精华之处DelayMS(1);void main() /主程序TMOD=0x00; /定时器T0方式0TH0=(8192-4000)/32; /计时250*4ms=1sTL0=(8192-4000)%32;TH1=(8192-5000)/32; /计时250*4ms=1sTL1=(8192-5000)%32;IE=0x8a; /开T0,T1中断PX1=1;TR1=0; /关T1TR0=1; /初始化完毕while(1) /主程序在此处循环if(g!=0) /有人呼叫时，显示病床号

19、 disp();else if(watch=0)/无人呼叫时，显示时、分、秒display();else /无人呼叫显示倒计时display1(); /判断是否有病床呼叫P1=0xf0;if(P1!=0xf0)Keys_Scan(); /有呼叫则求得床号for(j=0;j=60) min1=59; hour1-; if(hour1=0) hour1=0; else if(min1!=0) /秒针，时针都为0，分针不为0 secon1=99; min1-; if(hour1=0&min1=0&secon1=0) TR1=0; 七、设计总结通过这次的程序设计使我懂得了动态扫描，关于汇编语言与C语言

20、的联系。比如汇编语言的查表指令在C语言中可以用数组的形式实现。在编程过程中同样和其他同学一样也遇到了很多问题，比如在中断那忽略了interrupt 0中的0，后来查资料才知道这不是随便写的。论文设计是理论联系实际的最好方法之一，使我了解了许多课堂上学不到的东西，综合运用知识。发现，提出，分析和解决实际问题的能力明显提高。此外本课题是三人一组，团队合作至关重要，遇到问题时互相研究讨论。 最后在指导老师的帮助下，终于顺利完成本次实践。在此感谢对给过我帮助的所有同学和各位指导老师！八、参考文献1 沈美明.IBM-PC汇编语言程序设计.清华大学出版社.2 胡汉才单片机原理及其接口技术.清华大学出版社,2004.3 贾金铃等微型计算机原理及应用重庆大学出版社,2006. 4 薛栋梁.单片机原理及应用.中国水利水电出版社，2001.5 李勋.单片机微型计算机大学读本.北京航空航天大学出版社，2002.