畢業(yè)設計（論文）單片機病床呼叫及輸液監(jiān)控系統(tǒng)

1、浙江紡織服裝職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計 題 目 病床呼叫及輸液監(jiān)控系統(tǒng)姓 名 學 號 專業(yè)班級 08機電分 院 軌道交通學院 指導教師 2010年8月23日目錄1設計任務書21.1設計任務書21.2基本要求21.3設計方案31.3.1顯示模塊31.3.2傳感器模塊31.3.3串口通信41.3.4報警模塊41.3.5無線模塊42硬件設計42.1 聲光報警系統(tǒng)42.2 主機模塊電路52.3 從機模塊電路52.4 串口通信62.5光電傳感器73、系統(tǒng)軟件83.1主機程序流程83.2 從機程序流程84調(diào)試94.1硬件的調(diào)試94.2軟件的調(diào)試 （見附錄源程序）94.3硬軟件總體的調(diào)試95小結(jié)106參考文獻10

2、6.附錄116.1原理圖116.2清單126.3源程序12病床呼叫及輸液監(jiān)控系統(tǒng)摘要：隨著人性化管理的趨勢，關(guān)于病床呼叫及輸液監(jiān)控系統(tǒng)的研發(fā)受人關(guān)注，本題設計的題目是病床呼叫及輸液監(jiān)控系統(tǒng)。 本設計產(chǎn)用三個模塊，主機模塊，從機模塊和模擬模塊。主機模塊和其他模塊用串口連接。主機模塊用12864液晶顯示病床號、點滴速度、時間 和溫度并能循環(huán)顯示。從機模塊和模擬模塊用4位一體共陽數(shù)碼管顯示病床號和點滴速度。當從機模塊和模擬模塊按下呼叫按鈕式，主機模塊就能檢測到第一個按下鍵的病床號，并顯示病床號及報警。利用水的散光原理用光電傳感器檢測點滴速度。運用串口通信。本方案可靠，精度高，可滿足對系統(tǒng)的各項要求。

3、本設計采用8位單片機stc89c52，具有體積小、驅(qū)動能力高、集成度高、易擴展、可靠性高、功耗低、結(jié)構(gòu)簡單、中斷處理能力強等特點，處理速度高等特點。關(guān)鍵詞：單片機；光敏電阻；12864液晶；數(shù)碼管；串口通信1設計任務書1.1設計任務書設計并制作一套用于醫(yī)院的病床呼叫和輸液監(jiān)控系統(tǒng)，它由護士站主機、病床監(jiān)控器等組成，而病床監(jiān)控器同時具有呼叫和輸液監(jiān)控功能。1.2基本要求 （1）病床監(jiān)控器具有站號任意輸入設定和顯示功能。（2）當按下監(jiān)控器上的呼叫按扭時，主機能顯示最先接收到的呼叫病床號，并發(fā)出聲光報警提示。（3）主機能手動清除當前顯示的病床號及報警信號。（4）主機能接收并存儲不少于10個呼叫的病床

4、號，在手動清除當前顯示后，能依先后順序顯示下一個病床號并發(fā)出聲、光提示。（5）自制直流電源，各從站病床監(jiān)控器直流電源由護士站主機供電。（6）在滴斗處檢測點滴速度，并在病床監(jiān)控器上實時顯示點滴速度（滴/分），測量誤差小于2%滴。（7）輸液結(jié)束(滴速為零)時，從站和主站應在3秒內(nèi)發(fā)出聲光報警信號。（8）主站和從站間應盡量減少連接線數(shù)量，有線通信傳輸距離不小于30米。（9）主站能巡回顯示各從站的編號及當前點滴速度，巡回時間3-10秒可由主站任意設定。1.3設計方案 主機、從機和模擬機均采用stc89c52單片機為控制核心，接口電路模塊分別為：主機按鍵接口電路模塊、從機按鍵接口電路模塊、主機液晶顯示電

5、路模塊、從機、模擬機數(shù)碼管顯示電路模塊、滴液檢測電路模塊、主機和從機串行通信電路模塊及無線模塊等。1.3.1顯示模塊方案一：用12864液晶顯示，此模塊電路簡單，占用單片機端口少，顯示內(nèi)容豐富。方案二：用74hc573鎖存器和8個共陽數(shù)碼管，此模塊占用單片機端口少，但是電路復雜顯示內(nèi)容單一。方案三：用8550pnp三極管和2個4位一體的共陽數(shù)碼管。此模塊占用單片機端口多，但是電路簡單。由于本設計主機模塊顯示的內(nèi)容較豐富所以采用方案一，從機模塊和模擬模塊顯示的內(nèi)容單一所以選擇數(shù)碼管顯示，由于方案三電路簡單，所以選用方案三。1.3.2傳感器模塊方案一： 紅外探測法，即利用紅外線遇到透明液體反射性質(zhì)

6、的特點，紅外探測器探測距離有限，一般最大不應超過3cm。紅外接收管容易受到可見光的影響，從而改變其阻值，容易造成系統(tǒng)的誤判。方案二： 光敏傳感器檢測法，即用光敏電阻組成光敏探測器。光敏電阻的阻值可以跟隨周圍環(huán)境光線的變化而變化。利用這一原理，當水滴通過光敏電阻后會讓電阻前的光發(fā)生散射從而改變光線強度使光敏電阻阻值發(fā)生該改變，從而起到檢測水滴的功能方案三： 用rpr220型光電對管。rpr220是一種一體化反射型光電探測器，其發(fā)射器是一個砷化鎵紅外發(fā)光二極管，而接收器是一個高靈敏度，硅平面光電三極管。rpr220采用dip4封裝，其具有如下特點：塑料透鏡可以提高靈敏度。內(nèi)置可見光過濾器能減小離散

7、光的影響。鑒于系統(tǒng)要求體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，綜合選擇，決定使用方案二。1.3.3串口通信方案一：用max232只需要單一 +5v電源供電 ，片載電荷泵具有升壓、電壓極性反轉(zhuǎn)能力，能夠產(chǎn)生+10v和-10v電壓v+、v- ，功耗低，典型供電電流5ma ，內(nèi)部集成2個rs-232c驅(qū)動器 ，內(nèi)部集成兩個rs-232c接收器，但是距離較短。方案二：用光電耦合器，在光電耦合器內(nèi)部，由于發(fā)光管和受光器之間的耦合電容很小（2pf以內(nèi)）所以共模輸入電壓通過極間耦合電容對輸出電流的影響很小，因而共模抑制比很高。而且傳送的距離較長。 鑒于系統(tǒng)要求距離不小于30米所以用光電耦合器。 1.3.4報警模塊產(chǎn)用無緣蜂鳴器和

8、發(fā)光二極管，此設計體積小，機構(gòu)緊湊，無緣蜂鳴器雜音較少，發(fā)光二極管亮度較高。1.3.5無線模塊 無線模塊采用珠海元井公司的vw-ccxx00a型號的無線發(fā)射模塊，每個模塊包含一對收發(fā)線路，分別與max232的tx與rx端相連，由于無線發(fā)射模塊本身的限制，本次設計采用了9600bit/s的波特率。 2硬件設計2.1 聲光報警系統(tǒng) 聲光報警系統(tǒng)有蜂鳴器、8550pnp三極管、電阻、發(fā)光二極管組成，當按下監(jiān)控器上的呼叫按扭時，p3.6口給它低電平時蜂鳴器開始報警，p3.7給它高低電平是發(fā)光二極管開始閃爍。聲光報警模塊電路如圖2.1所示。圖2.1聲光報警系統(tǒng)電路2.2 主機模塊電路 主機模塊由1286

9、4液晶、單片機最小系統(tǒng)、鍵盤模塊、聲光報警系統(tǒng)組成。采用stc89c52單片機為控制核心，12864b液晶循環(huán)顯示各從機的編號及當前點滴速度，具有站號任意輸入設定和顯示功能。能接收并存儲不少于10個呼叫的病床號，當從機呼叫主機時抱緊并顯示呼叫病床號。主機模塊電路如圖2.2所示。 圖2.2主機模塊電路 2.3 從機模塊電路 從機模塊由8550pnp三極管、四位一體共陽數(shù)碼管、單片機最小系統(tǒng)、鍵盤模塊、聲光報警系統(tǒng)組成。采用stc89c52單片機為控制核心，1數(shù)碼管顯示病床號和點滴速度。當呼叫主機時開始報警。從機模塊電路如圖2.3所示。圖2.3從機模塊電路2.4 串口通信 當采用有線電路進行串口多

10、機通信時，由于題目要求傳輸距離大于30米，且為多機通信因此不能采用max232，本設計用光電耦合器作為串口通信器件，實踐證明傳輸距離完全滿足30米的要求。光電耦合選用6n137高速轉(zhuǎn)換芯片，具體電路如圖2.4所示。圖2.4串口通信電路2.5光電傳感器點滴速度用光電傳感器來檢測，由于光敏電阻的阻值隨著光照強度會發(fā)生相應的改變，利用這一原理，當水滴通過光敏電阻后會讓電阻前的光發(fā)生散射從而改變光線強度使光敏電阻阻值發(fā)生該改變，從而起到檢測水滴的功能，光電傳感器的電路如圖2.5所示。圖2.5光電傳感器電路3、系統(tǒng)軟件3.1主機程序流程開始發(fā)送從機地址接收從機信息，并判斷是否為報警信號保存信息并巡回顯示

11、報警，顯示從機床號ny3.2 從機程序流程開始接收主機地址信號，并發(fā)送床號與點滴速度信息n判斷點滴是否打完y報警并發(fā)送報警信號給主機，等待手動消除報警信號 4調(diào)試 4.1硬件的調(diào)試（1）主機模塊顯示病床號和點滴速度，利用鍵盤能任意輸入設定和顯示功。能接收并存儲10個呼叫的病床號。（2）從機模塊顯示病床號和點滴速度，利用鍵盤呼叫主機病報警。（3）光電傳感器模塊，檢測點滴速度并將信號傳給單片機，單片機控制主機和從機顯示點滴速度。（4）測試結(jié)果表1 病床號輸入與顯示數(shù)據(jù) 表2 實際液滴點數(shù)與監(jiān)控站液滴顯示點數(shù)數(shù)據(jù)病床號輸入病床號顯示001001005005010010013013主機液晶顯示液滴點數(shù)

12、秒表測試液滴實際點數(shù)主機與從機是否報警20滴/分鐘22滴/分鐘否35滴/分鐘36滴/分鐘否55滴/分鐘58滴/分鐘否0滴/3秒0滴/3秒是4.2軟件的調(diào)試 （見附錄源程序）4.3硬軟件總體的調(diào)試（1）主機模塊顯示病床號和點滴速度，利用鍵盤能任意輸入設定和顯示功。可以循環(huán)顯示病床號和點滴速度，當從機呼叫時立即顯示呼叫號能接收并存儲不少于10個呼叫的病床號。利用鍵盤取消報警并繼續(xù)循環(huán)顯示。主機能顯示最先接收到的呼叫病床號，并發(fā)出聲光報警提示。（2）從機模塊顯示病床號和點滴速度，利用鍵盤呼叫主機并報警。（3）光電傳感器模塊，檢測點滴速度并將信號傳給單片機，單片機控制主機和從機顯示點滴速度。（4）測試

13、結(jié)果表3 護士站手動清除當前顯示數(shù)據(jù)與報警數(shù)據(jù)表護士站顯示病床號數(shù)據(jù)手動是否清除當前病床號護士站報警是否消除001是是005是是010是是表4 護士站存儲病床號數(shù)據(jù)與手動清除當前顯示數(shù)據(jù)表護士站顯示存儲病床號數(shù)據(jù)手動是否清除當前病床號是否消除當前的報警當前顯示的病床號當前的報警001是是005005005是是010010010是是011011 011是是012012 012是是013013 013是是014014 014是是020020 020是是021021 021是是022022 5小結(jié)通過這幾天的畢業(yè)設計，本小組基本完成了題目要求的大部分功能，并將無線傳輸技術(shù)應用到了本次設計中，雖然我們

14、的設計還不能做到完美，但是通過本次畢業(yè)設計，我們小組的2位同學還是學到了很多，自己經(jīng)過一段時間的制作，在很多的地方還有改進的地方，比如在有線和無線切換時，還是有點誤差，這一方面還有待改進。通過這次開發(fā)，我充分感受到了開發(fā)的艱辛，很多看起來簡單的問題實際動手起來卻不是那么回事，往往有這樣或那樣的錯誤，需要我一步一步地去解決，雖然在出現(xiàn)問題是感覺很頭痛，特別是查找不出問題的原因時，然而更多的是實現(xiàn)功能后所享受到的喜悅。感謝我們知道老師通宵達旦的給我們制作過程給予指導，提出了寶貴的意見。6參考文獻【1】譚浩強編著.c程序設計第二版m.北京:清華大學出版社,1999【2】徐愛鈞、彭秀華單片機高級語言

15、c51 應用程序設計.-北京:北京航空航天大學出版社 2006.1【3】薛均義、張彥斌. mcs-51 系列單片微型計算機及其應用.-西安:西安交通大學出版社 2005.1【4】樓然苗.51系列單片機設計實例.北京：北京航空航天大學出版社 2006【5】黃智偉.傳感器應用設計實例制作.北京：電子工業(yè)出版社 2006.4【6】唐桃波、陳玉林. 基于at89c51的智能無線安防報警器 j.電子設計應用 ,2003sickbed calling and infusion monitoring systemabstract: with the trend of the humanized manage

16、ment, calling on beds and infusion monitoring system of r&d, design topic is sickbed numbeers call and infusion monitoring system.in this design, the main module with three modules, module and simulation modules from. host module and other modules with serial links. host 12864 lcd module in hospital

17、, dropping speed, time and temperature and circulation. from the module and simulation module with four integrated digital pipe display of yang, dropping speed and hospital. when the module and simulation module press call self-closing, host module can detect the first press the button, and hospital

18、 beds, and alarm. with the principle of using water, astigmatism photoelectric sensor detection of dropping speed. using serial communication.this scheme, high precision and reliability of the system can satisfy the requirements. this design uses 8 bits stc89c52 microcontroller, has the advantages o

19、f small size, high capacity, and integration driven high, easy extension, high reliability, low power consumption, simple structure, interrupt handling ability, high processing speed.keywords: scm, photoconductive resistance, 12864 lcd, digital pipe, serial communication6.附錄6.1原理圖6.2清單元件名稱型號數(shù)量用途單片機s

20、tc89c523控制核心晶振11.0592mhz3晶振電路電容30pf6晶振電路電解電容10uf3晶振電路電阻10k3復位電路按鍵3復位鍵按鍵3病房數(shù)據(jù)傳送按鈕按鍵3病房報警按鈕按鍵6病床編號設置按鈕電源5v1電源供電l78050v5v穩(wěn)壓3電源電路4位一體數(shù)碼管4從站顯示液晶126841主站顯示三極管855032從站顯示電位器1031液晶顯示蜂鳴器有源2報警電路三極管85502報警電路發(fā)光二極管2報警電路電阻560歐2報警電路光敏電阻2液滴檢測穩(wěn)壓二極管3.3v1液滴檢測發(fā)光二極管4液滴檢測電位器1031液滴檢測電阻2k1液滴檢測lm324gk8481c71液滴檢測max2322串口通信電路

21、電解電容0.1uf3串口通信電路電線30米串口通信電路6n1371串口通信電路6.3源程序 /主機程序#include#include#define uchar unsigned char #define uint unsigned intuchar flag,flag1,flag2,flag3,flag4,flag5,flag6,biao,wo,a,fan,num1,b,temp,shu,shu1,shu2,duo,hao,hao1,c,i4,i5,z,g,tt,tt1,shuzhi,yedi,i,qie,xs,cs,pan,huxian,q1,abc,abc1;sbit sclk=p10;

22、 /位定義1302芯片的接口，時鐘輸出端口定義在p1.0引腳sbit io=p11; /位定義1302芯片的接口，數(shù)據(jù)輸出端定義在p1.1引腳sbit rst=p12; /位定義1302芯片的接口，復位端口定義在p1.2引腳sbit rs=p20; /寄存器選擇位，將rs位定義為p2.0引腳sbit rw=p21; /讀寫選擇位，將rw位定義為p2.1引腳sbit e=p22; /使能信號位，將e位定義為p2.2引腳 sbit bf=p07; /忙碌標志位，將bf位定義為p0.7引腳sbit key=p14;sbit key1=p15;sbit key2=p16;sbit d1=p13;sbi

23、t fmq=p36;uchar data table415;uchar data shuju3;uchar code table0= 星期 ;uchar code table=20 年 月 日;uchar code table1= : : ;uchar code table2=0123456789-;uchar code table3= 溫度 . ;uchar code kaishi=歡迎使用醫(yī)院病床-呼叫輸液監(jiān)控系統(tǒng) 程序初始化中 ;uchar code bing=病床 液滴;uchar code bing1=號;uchar code bing2=d/min;uchar code hujia

24、o=-病床有人呼叫-;uchar code baoj=-病床滴液異常-;uchar code bingc=病床;void delay(uint z)uchar a;while(z-)for(a=0;a115;a+);void beep()fmq=0;d1=0;delay(500);d1=1;fmq=1;delay(500);void jianpan()if(key=0)delay(20);if(key=0)shu=1;while(!key);if(key1=0)delay(20);if(key1=0)shu1=1;while(!key1);if(key2=0)delay(20);if(key2

25、=0)shu2=1;while(!key2);void writelcd_com(uchar com) /向lcd寫指令rs=0;rw=0;e=0;p0=com;delay(1);e=1;delay(1);e=0;void writelcd_date(uchar date) /向lcd寫數(shù)據(jù)rs=1;rw=0;e=0;p0=date;delay(1);e=1;delay(1);e=0;void xy(uchar x,uchar y)uchar pos;if(x=0)x=0x80;else if(x=1)x=0x90;else if(x=2)x=0x88;else if(x=3)x=0x98;p

26、os=x+y;writelcd_com(pos);void initlcd() /lcd初始化rw=0;e=0;writelcd_com(0x38);writelcd_com(0x0c);writelcd_com(0x06);writelcd_com(0x01); xy(0,0);while(kaishii!=0)writelcd_date(kaishii);i+;delay(10);i=0;delay(2000);writelcd_com(0x01);void display4(uchar date,uchar x,uchar y) /顯示設置uchar bai,shi,ge;bai=dat

27、e/100;shi=date%100/10;ge=date%10;xy(x,y);writelcd_date(0x30+bai);writelcd_date(0x30+shi);writelcd_date(0x30+ge);void main() delay(2);/* init */ p0=0xff; p1=0xff; p2=0xff; p3=0xff; pt0=1; /* =b9h ctc0 first */ et0=1; et1=0; scon=0x7e; tmod=0x21; th0=(65536-50000)/256;tl0=(65536-50000)%256; th1=0xf4;

28、tl1=0xf4; /* smod=0 2400bps 8,n,1 f=12mhz th0=0xee; tl0=0x02; */ tr0=0; tr1=1; it1=1; / i=0; ex0=1; ex1=0; ri=0; ti=0; es=1; ea=1; xs=3;initlcd();while(1) jianpan(); pan=shuju2;if(pan=0x41) /呼叫界面flag6=1;abc=1;abc1=0;pan=0;shuju2=0;qie=1;tr0=0;tt=0;biao=0; table4hao=shuju0;hao1=hao;hao+;if(hao=15)hao

29、=0;if(hao=1) writelcd_com(0x01);xy(0,0);while(hujiaoi!=0)writelcd_date(hujiaoi);i+;delay(5);i=0;xy(2,0);while(bingci!=0)writelcd_date(bingci);i+;delay(5);i=0;xy(2,4);while(bing1i!=0)writelcd_date(bing1i);i+;delay(5);i=0;q1=shuju0;display4(q1,2,2); jianpan();/display4(a,2,0);/beep();if(pan=0x42) /報警界

30、面flag6=1;abc=1;abc1=0;pan=0;shuju2=0;qie=1;tr0=0;tt=0;biao=0; table4hao=shuju0;hao1=hao;hao+;if(hao=15)hao=0;if(hao=1) writelcd_com(0x01);xy(0,0);while(baoji!=0)writelcd_date(baoji);i+;delay(5);i=0;xy(2,0);while(bingci!=0)writelcd_date(bingci);i+;delay(5);i=0;xy(2,4);while(bing1i!=0)writelcd_date(bi

31、ng1i);i+;delay(5);i=0;q1=shuju0;display4(q1,2,2);jianpan(); /display4(a,2,0);/beep();/g=shuju1;/*if(shu1=1) shu1=0;tr0=1;/wo=1; */if(qie=0) /巡回顯示開啟 tr0=1;abc1=1;abc=0;if(cs=0)xy(2,0);while(bingi!=0)writelcd_date(bingi);i+;delay(5);i=0;xy(3,2);while(bing1i!=0)writelcd_date(bing1i);i+;delay(5);i=0;xy(

32、3,5);while(bing2i!=0)writelcd_date(bing2i);i+;delay(5);i=0;jianpan();if(biao=1)/巡回顯示cs=1;a=shuju0;display4(a,3,0);display4(yedi,3,3);if(tt=60+num1) tt=0;biao=1;cs=1; if(shuzhi=0) shuzhi+;es=0;sbuf=(0x31);while(!ti); ti=0;es=1; else shuzhi=0;es=0;sbuf=(0x32);while(!ti); ti=0;es=1;delay(1);if(abc1=1)i

33、f(shu1=1)/巡回顯示時間調(diào)整shu1=0;xs+;num1=num1+20;if(num1=140)num1=0;if(xs10;i4+)i5=table4i4;if(i5=a)flag5=1;i4=11; */*if(z=1) if(flag5=0) table4hao=shuju0;hao1=hao;hao+;if(hao=15)hao=0;/flag5=1;/display(hao); */if(z=3)z=0;g=shuju1;yedi=g; /b=0x40&a;/b=2;/num=b;/從機程序 #include#define uchar unsigned char#defi

34、ne uint unsigned intuchar flag,flag1,flag2,a,num,shu,shu1,shu2,hao,hao1,bai,shi,ge,b,s,g,tt,a1,yedi,ji,gao,z,di3,miao;uint di1,di,yedi1;sbit key=p14;sbit key1=p15;sbit key2=p16;sbit key3=p17;sbit shui=p10;sbit fmq=p36;sbit d1=p37;uchar code table=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90;voi

35、d jianpan();void delay(uint z);void display(uchar aa,uchar bb,uchar cc,uchar dd,uchar ee,uchar ff);void beep()fmq=0;d1=0;delay(500);d1=1;fmq=1;delay(500);void init()/*tmod=0x21;th1=0xfd;tl1=0xfd;th0=(65536-50000)/256;tl0=(65536-50000)%256;tr1=1;sm0=0;sm1=1;ren=1;ea=1;et0=1;es=1;tr0=1; */ delay(2);/*

36、 init */ p0=0xff; p1=0xff; p2=0xff; p3=0xff;/ pt0=1; /* =b9h ctc0 first */ et0=1; et1=0; scon=0x7e; tmod=0x21; th1=0xf4; tl1=0xf4; /* smod=0 2400bps 8,n,1 f=12mhz th0=0xee; tl0=0x02; */ / gq_h=0;gq_l=0; tr0=1; tr1=1; it1=1; / i=0; ex0=0; ex1=0; ri=0; ti=0; es=1; ea=1; th0=(65536-50000)/256;tl0=(65536-50000)%256;et0=1;hao=1;/di=1;shui=1;/yedi1=0;void main()init();while(1)jianpan();if(shui=0)di+;/tr0=1;if(tt=20)tt=0;di1=di*60;if(di1=999)di1=999;di=0;if(shu2=1)shu2=0;flag1=0;if(a1=0x31)a1=0;es=0;sbuf=hao;/床號while(!ti); ti=0;delay(1);sbuf=di1;/滴數(shù)while(!ti); ti=0;delay(1);sbuf=0x40;/報警呼叫while(!t