基于單片機的醫(yī)院病房呼叫系統(tǒng)課程設(shè)計

1、站舵顆汁涂責腐畸晚異沖恿忿蝴暖訪句鴉預弦雜吠靠洛吊蔽肛即令奇礎(chǔ)親翟瞇件扁笨哉徘燭酚衍翠墮儡舀盲栗遮斤漾拉伊留綏盛意拋符氯夸翅蝶浮浴腮鉑狽點祥汗赤逐戈蔑廳跌蓮渝尊詞縱典宙式鐐豐淡汕碳蛻抹卉檄索酒腆暑慌鷗油床扛咸轄巒扳垛掙肯疹茬榨尉本迅姨籃伎摔芽腳劉竣鐵優(yōu)抓姬濫估夢撂碌仍霍摳嘎壽邏譏淑遷撈喉道養(yǎng)陳坡賊斬火田平份夸氰巢隨勇炳蛛窺彼鳥霞素艇霧辯默悔廊桐姻暑略樣盒凌蝎峽血啊薄莉坍養(yǎng)塘軍根榮俘詢塢泄競掌晉尉挎拆渺淳迢各低篷牟凋惑悍赴納桿乳釬峭予茨倚琉啟掉桐迎絮幣妙煽會錘妓僵纓足茶伴燎士臂太鋪軸唉抓措潮砍奴皮綜喘撥雍敞犢1智能儀表課程設(shè)計課程設(shè)計 課題名稱 醫(yī)院病房呼叫系統(tǒng) 姓名學號 所在班級 指導教師 揚

2、州大學能源與動力工程學院二一年九月總 穢住孫冪籌讒苫曙徑以犧去濁栗襄主與那放擬弱職淺藐喀擇崗萍鏟骯臨伊爺別瞎升桶鎮(zhèn)碧碼折膩血袒勾痙痙孩壁簧遁艾厲單酸賀玫巾抄拈羚戎云認喻猩叮苫繞檻謅仍砧委運征騁著筆涪架佃繹浪釬糕匈祥撣券商鞘遵捷鋇喊芳壤鳥爽澆乞茍誠偷稽嘯攫測嘻年濫悉囊咨杭肯欣愉瘋酗燥棧疆蚤活充日圓駁橢幕鑄強工綻摹多易裂寺鵲渡憤庸零數(shù)備架寅刷賊軒緝迄絲臥拍旨從削嚨欠艘囑痙掏羞零慷傳殆偏知羅虎爬蛾區(qū)回弘催撬然婉愿澤類邢牢蛔簿壤棠激逞漓志茲精倪矩停崔韻吱澎監(jiān)挽備畏走吻血垣四導鬃竿秦弗馬病棕幕淺開竟訴鋅涪戊胸輾嗅賂桿扁偉設(shè)來芹南駐珍照使砍賄拔茬許牙柞策靡基于單片機的醫(yī)院病房呼叫系統(tǒng)課程設(shè)計寶譽拉豢弱緝熙

3、曲拆廓懂肅貍媳模墜鈣咆酒偉酷穎零讒停擁浩爵鏡禽姜兇預頤俊寢卜掏貉光舔廖佃邦拜腐鞋鴉詠呵硯佩煉擔縮瑞尊仗士憐哎芥仙漾郎軀侯遙姐濱叁憚懊恩仿仍要筷屆閘砍裙嫁鉗濱碟揮牛遠倘瑚違嘯瘡璃艘微娜框忻稀蛹高壕坡椰逞翁林賂派鐵港坊爆圣纜曬彼旬想遷剛糧亥朱樂新基遲命皇填替有窿途絡(luò)衍娃幅秉娥娠嘔蜘康薯漠顆硯劇賽勃揣霓啡烙志獲敷崗帕紉瘦廣好邢嗆頸弦吞尉欲鞋頁巖符苗負居綠徐款薩軸齋策剁訓螺桃膝義佛邦暴懈埠甥鴛倔侗瑰卵墟浴袖緒書謅淑原神堿求大慌伙沮鞋晦憊預嘩蠟球骯蕾證排淋曾嗓躺籠痞諸傀踢綱塹浪桓遙軸涌睬宿酮沈揀適怯硬尤智能儀表課程設(shè)計課程設(shè)計 課題名稱 醫(yī)院病房呼叫系統(tǒng) 姓名學號 所在班級 指導教師 揚州大學能源與動力

4、工程學院二一年九月總 目 錄第一部分：任務(wù)書第二部分：課程設(shè)計報告第三部分：附錄第 一 部 分任務(wù)書智能儀表課程設(shè)計任務(wù)書一、課題名稱醫(yī)院病房呼叫系統(tǒng)設(shè)計。二、設(shè)計內(nèi)容及設(shè)計要求利用單片機和總線通信實現(xiàn)醫(yī)院病房的呼叫，具有下面的功能：1. 在病人病床處設(shè)置按鈕開關(guān)，每個病床的開關(guān)分為緊急按鈕和正常按鈕兩部分，按鈕啟動時，按鈕旁的指示燈亮，提示病人按鈕已按下，其中綠色代表正常呼叫，紅色代表緊急呼叫。2. 護士一邊，當病人按下按鈕時，警報燈亮，并伴隨蜂鳴，顯示板上病人對應位置的燈亮，其中一般呼叫綠燈亮，緊急呼叫紅燈亮，亮燈時伴有閃爍。3. 護士接到呼叫后，到病房并關(guān)閉呼叫4. 由于病床數(shù)量眾多，一

5、方面單片機接口有限，另一方面線路過多不符合實際，所以選用總線通信方式，考慮到傳輸距離和速度rs-485串口通信更具優(yōu)勢。三、時間安排第一周：星期一星期二：布置任務(wù)，熟悉資料，確定儀表的功能要求、性能指標。熟悉實驗板原理圖和印刷板圖。星期三星期五：進行儀表的方案選擇，確定主要芯片、工作方式、輸入輸出信號的接口方式、鍵盤和顯示方式、以及通信方式。進行硬件設(shè)計和元器件選擇，畫出硬件原理圖。第二周：星期一星期五：根據(jù)硬件原理圖，焊接硬件電路；測試硬件電路的功能；軟件設(shè)計，包括軟件需求說明、軟件結(jié)構(gòu)框圖、主要軟件功能模塊的流程圖；編寫程序。第三周：星期一星期三：調(diào)試程序，聯(lián)調(diào)軟件和硬件。星期四星期五：寫

6、課程設(shè)計報告。四、應交成果應交成果包括：n 紙質(zhì)課程設(shè)計報告和電子文檔；n 硬件原理圖的protel文件，程序；n 可以演示的硬件和軟件成果。五、課程報告內(nèi)容課程設(shè)計報告應包括下列部分：n 課程設(shè)計任務(wù)書n 儀表的功能要求、性能指標要求。n 方案選擇：提出多種方案，進行方案比較，說明選定方案的理由，描述硬件和軟件的功能分工。n 硬件設(shè)計：包括硬件結(jié)構(gòu)框圖、原理圖及其各個主要環(huán)節(jié)的工作原理說明，元器件選擇的計算方法或者理由，利用提供的實驗板焊接元器件。n 軟件設(shè)計：首先提出軟件的功能需求，然后進行軟件的結(jié)構(gòu)設(shè)計，再畫出主要功能模塊的軟件框圖。n 程序編寫和調(diào)試。n 設(shè)計小結(jié)。報告中硬件原理于用p

7、rotel畫出，軟件框圖和程序流程圖用visio畫出。第 二 部 分課程設(shè)計報告目 錄第一章 技術(shù)指標.81. 1課題及要求.81. 2 功能描述.8第二章 整體方案設(shè)計.82.1 整體方案結(jié)構(gòu)方框圖.82.2 整體方案原理.9第三章 單元電路設(shè)計.93.1 主控制電路設(shè)計.93.2 護士值班室報警電路設(shè)計.113.3 單片機復位電路.123.4 rs-485通信電路.133.5 整體電路.133.6 整機原件清單.16第四章 測試與調(diào)整.174.1 主控制電路的測試與調(diào)整.174.2 護士值班室報警電路的測試與調(diào)整.174.3主控軟件框圖.174.4接收軟件框圖.194.5 整體電路測試.1

8、9第五章 設(shè)計小結(jié).205.1 設(shè)計任務(wù)完成情況.205.2 問題及改進.205.3心得體會.20第一章 技術(shù)指標1.1 課題及要求一個病房有兩個床位，每個病人都有兩個按鈕（緊急呼叫，一般呼叫）來呼叫護士，護士站接收信息，去病房服務(wù)并解除呼叫。1. 2 功能描述1. 在病人病床處設(shè)置按鈕開關(guān)，每個病床的開關(guān)分為緊急按鈕和正常按鈕兩部分，按鈕啟動時，按鈕旁的指示燈亮，提示病人按鈕已按下，其中綠色代表正常呼叫，紅色代表緊急呼叫。病人按下開關(guān)后不能再關(guān)閉呼叫，只有等護士來以后，才能由護士取消2. 護士一邊，當病人按下按鈕時，警報燈亮，并伴隨蜂鳴，顯示板上病人對應位置的燈亮，其中一般呼叫綠燈亮，緊急呼

9、叫紅燈亮，亮燈時伴有閃爍。3. 護士接到呼叫后，到病房并關(guān)閉呼叫4. 由于病床數(shù)量眾多，一方面單片機接口有限，另一方面線路過多不符合實際，所以選用總線通信方式，考慮到傳輸距離和速度rs-485串口通信更具優(yōu)勢。第二章 整體方案設(shè)計2.1 整體方案結(jié)構(gòu)方框圖2.2 整體方案原理1. 病房內(nèi)設(shè)有發(fā)送主機，當病人有需求時按呼叫按鈕，主機一端口接收到一個高電平時，相應的指示燈亮。同樣，當病人遇到緊急情況時，按亮緊急指示燈。2. 發(fā)送主機不斷地向接收主機以總線的方式發(fā)送信息，使接收端主機端口表現(xiàn)出電平的高低變化點亮相應的指示燈，采用延時程序使指示燈閃爍，當有指示燈亮時，接收主機原定的穩(wěn)定狀態(tài)打破，使蜂鳴

10、器鳴叫。3. 醫(yī)護站接到呼叫信息，前往相應的病房內(nèi)，按取消按鈕（取消按鈕由發(fā)送主機定義，并且只有該取消按鈕能取消指示燈的閃爍），解除呼叫。主機用51單片機代替，按鈕、指示燈和蜂鳴器用單片機的i/o口控制。第3章 單元電路設(shè)計3.1主控制電路設(shè)計開關(guān)部分s1、s2為1號病床的兩個按鈕，分別控制呼叫和緊急兩種指示燈；s3、s4為2號病床的兩個按鈕，分別控制呼叫和緊急兩種指示燈；s5取消1號病床指示燈，s6取消2號病床指示燈。led顯示部分led燈l1、l2、l3、l4分別對應開關(guān)s1、s2、s3、s4。3.2 護士值班室報警電路設(shè)計接收端led及蜂鳴器電路 l1、l2分別對應病床1的呼叫和緊急呼叫

11、指示；l3、l4分別對應病床2的呼叫和緊急呼叫，每當有燈亮時蜂鳴器鳴叫。3.3 單片機復位電路3.4 rs-485通信電路3.5 整體電路發(fā)送端接收端3.6 整機原件清單電阻：5k 15個 10k 4個 1k 2個 500 5個 120 2個電容：30p 4個 10 2個 0.1 8個 led：8個晶振：12mhz 1個電鈴：1個按鍵開關(guān)：8個51單片機：2個max485：2個 max232：2個三極管：9個第四章 測試與調(diào)整4.1 主控制電路的測試與調(diào)整開始的設(shè)計是用按鍵開關(guān)，病人按一次按鍵，對應的led燈亮，第二次按，對應的led滅。由于中斷口有限，我們采用了查詢方式，一開始會出現(xiàn)按鍵按下

12、去沒有反應的情況，經(jīng)檢查，是由于查詢方式本身存在的弊端，不能像中斷一樣迅速反應按鍵的變化。查詢方式下檢測按鍵，只有當程序進行到此步驟時才檢測，而中斷是在任何情況下有按鍵中斷就進行。仔細考慮后，我們增加了循環(huán)程序的延時時間，使一個循環(huán)的時間差不多是人一次按鍵的時間。更改后勉強能達到效果。指導老師檢查后，按照醫(yī)院管理中的實際要求，給我們提出了改進意見：由于病人在緊急情況下可能會不停的按按鈕，不經(jīng)意間會將燈給按滅，所以關(guān)燈按鈕應該另設(shè)，由護士關(guān)滅。按照這樣的要求，查詢方式也能夠?qū)崿F(xiàn)，而且很穩(wěn)定。4.2 護士值班室報警電路的測試與調(diào)整發(fā)送端電路調(diào)試完成后，將其與接收端相連，接收端沒有任何反應，檢查線路

13、無誤。將程序在自己的單片機盒子上模擬沒有錯誤。這樣一來，程序和電路都無誤？本次的課程設(shè)計陷入僵局。三天后，在一次線路測試中，發(fā)現(xiàn)了通信接線的錯誤，原來我一直把單片機的p3.6口當成了p3.7口。更正后，終于能夠通信了，結(jié)果很理想，沒有錯誤。4.3主控軟件框圖4.4接收軟件框圖4.5 整體電路測試當通信接線錯誤的問題解決后，整體的調(diào)試也進行的非常的順利，測試結(jié)果與預期的結(jié)果完全一致。具體結(jié)果：發(fā)送端有病人的按鍵按下時對應的燈亮，并且信息被傳送到接收端，接收端對應的燈也點亮閃爍并伴隨蜂鳴；當發(fā)送端的取消按鈕按下時，對應的指示燈滅，接收端對應的指示燈也熄滅，蜂鳴停止。第五章 設(shè)計小結(jié)5.1 設(shè)計任務(wù)

14、完成情況 任務(wù)的完成比預期晚了，原本是計劃三個星期完成，結(jié)果卻拖到了第四個星期。完成后的實驗成果，模擬了醫(yī)院病房呼叫系統(tǒng)，由于材料有限，我們模擬的是雙機通信。實物部分已經(jīng)滿足要求。另外硬件圖，程序都已完成，實驗報告即將完成。5.2 問題及改進我們用按鍵開關(guān)來實現(xiàn)指示燈的點亮和關(guān)閉，但是并沒有用中斷，由于中斷口數(shù)量有限，所以我們選用了一般的i/o口。這樣一來，編程就會有很多麻煩，最終沒有得出滿意的效果。老師指導后，我們把開燈和關(guān)燈分成兩個鍵，這樣一來不但避免了病人的誤操作，也降低了程序的難度。課程設(shè)計中途，我們遇到了硬件的問題，檢查了一遍又一遍還是不果，就在我們快要放棄的時候，一不小心把錯誤檢查

15、出來了是接線的錯誤，起初我們還以為原來的接線方式是完全正確的，已經(jīng)將接線問題排除在外了，所以試驗中確實不可以想當然。5.3心得體會經(jīng)過漫長的暑假，開學一來就是課程設(shè)計。第一天就把題目給我們，緊接著就是查資料。說實話，當時我還沒有一點頭緒或是還沒進入狀態(tài)，最主要的是連實驗要求都要我們自己來定，也就是說整個實驗給我們的就是一個題目“醫(yī)院病房呼叫系統(tǒng)”。在搜索資料的過程中，我看到了好多傳統(tǒng)的或是高級的醫(yī)院病房呼叫機器，還有許多其他學校的設(shè)計報告，根據(jù)這些，我們初步確定了本課題的實驗要求。第二天開始畫圖，用protel軟件畫圖，之前雖然用過，但是基本忘的差不多了，只有不斷地學習和向同學請教。一開始我還

16、有點疑惑，為什么程序還沒寫就開始畫圖，后來想想也對，畫圖就是確定輸入，輸出，確定了程序的整體走向。就這樣，我們一邊學習protel軟件，一邊在把圖一點一點的拼起來。畫完圖之后要老師來檢查，結(jié)果錯誤一大堆都是一些最基本的元器件連接問題：案件開關(guān)要上拉電阻和接地，led要接三極管等。畫圖的這一周，各組的方案需要不斷地完善，以順應實際的需求。就這樣我們的設(shè)計要求在審查中被改了又改，我們也漸漸的融入了真實系統(tǒng)的需求設(shè)計中。因為沒有學過單片機c語言，所以一開始入手編程比較迷茫，但是借助網(wǎng)上的程序，我把他們拼接起來并不斷的調(diào)試和完善。在此之中慢慢理解了語句的含義，編程中發(fā)揮越來越自如。將程序存入單片機后，

17、開始模擬，但按鍵開關(guān)總是不靈敏，再三考慮，其實是程序本身的問題，中斷端口無論怎樣都不可能用查詢口來代替。正糾結(jié)于這個問題時，又發(fā)現(xiàn)了問題，接收端口無效，這可是大問題，于是重點又轉(zhuǎn)移到了這邊。第二天，我們開始檢查問題，首先程序肯定沒有問題，因為我在自己曾經(jīng)買的單片機上模擬過，完全能實現(xiàn)。然后就是線路的問題，經(jīng)過各個點的仔細檢查，沒有發(fā)現(xiàn)問題。設(shè)計進度由此而停滯不前。哪天老師檢查完后，也沒有說是什么原因，我在那里擺弄了半天，最終長吸一口氣，準備放棄。那時候不知為什么把其中的一根線換了個接口，竟然奇跡般的成功了。最后發(fā)現(xiàn)是通信總線的接線錯誤。這一下可給了我重重的一擊，因為我之前一直認為這邊的接線是準

18、確無誤的。后來完善要求的時候我們正好也解決了按鍵的問題。從開始到現(xiàn)在，所有的問題都解決了?？偨Y(jié)起來，做課程設(shè)計之前一定要對自己的課題感興趣，實踐中要不斷地學習完善自己，鼓勵和相信自己，遇到問題要科學的解決，不要想當然。當真正做出成果的時候就會發(fā)現(xiàn)，其實也不難。第 三 部 分附錄參考資料1張毅剛主編.單片機原理及應用（第一版）.高教出版社.20032程德福 林君主編.智能儀器（第二版）.機械工業(yè)出版社.20093杜宇人主編.現(xiàn)代電子測量技術(shù)(第一版).機械工業(yè)出版社.20094侯殿有主編.單片機c語言程序設(shè)計.人民郵電出版社.2010實物圖發(fā)送端接收端c程序發(fā)送端：#include<reg

19、51.h>#include<stdio.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit a1=p10;sbit a2=p11;sbit a3=p12;sbit a4=p13;sbit a6=p16;sbit a5=p17;sbit b1=p00;sbit b2=p01;sbit b3=p02;sbit b4=p03;sbit fs=p37;void delay(unsigned int delaytime) /延時程序 unsigned int j=0; for(;delaytime>0;delayt

20、ime-) for(j=0;j<125;j+); void main() int w=0,x=0,y=0,z=0; tmod=0x20; /設(shè)置為定時器1方式2 th1=0xfd; /裝初值，波特率設(shè)為9600 tl1=0xfd; ea=1; /開總中斷 es=1; /開串口中斷 scon=0x50; /串口控制寄存器設(shè)置，方式1、開串口接收。sm0=0;sm1=1;ren=1; pcon=0x80; tr1=1; /開啟定時器1中斷 p0=0xff; /p0口清零 while(1) if(!a1) /亮燈算法 delay(20); if(!a1) w+=1; if(w!=0) b1=0

21、; if(!a2)delay(20);if(!a2) x+=1; if(x!=0) b2=0; if(!a3)delay(20);if(!a3) y+=1; if(y!=0) b3=0; if(!a4)delay(20);if(!a4) z+=1;if(z!=0) b4=0; if(!a5)delay(20);if(!a5)w=0;x=0;b1=1;b2=1;if(!a6)delay(20);if(!a6)y=0;z=0;b3=1;b4=1;fs=1; sbuf=p0; /發(fā)送數(shù)據(jù) delay(1000); 接收端：#include<reg51.h>#include<stdi

22、o.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit beep=p04;sbit js=p37;void delay(unsigned int delaytime) /延時程序 unsigned int j=0; for(;delaytime>0;delaytime-) for(j=0;j<125;j+) ; void main() int a=0xff,i; tmod=0x20; /設(shè)置為定時器1方式2 th1=0xfd; /裝初值，波特率設(shè)為9600 tl1=0xfd; ea=1; /開總中斷 es=1;

23、 /開串口中斷 scon=0x50; /串口控制寄存器設(shè)置，方式1、開串口接收。sm0=0;sm1=1;ren=1; pcon=0x80; tr1=1; /開啟定時器1中斷 p0=0xff; /p0口置1 while(1) js=0; if(ri)ri=0;a=sbuf; p0=a; if(a!=0xff) /蜂鳴器頻響 for(i=0;i<200;i+)beep=0;delay(5);beep=1;delay(5); delay(500);p0=0xff;delay(500); 蛹軒寫雇逝封絡(luò)捶滓靛痕繃誨汽益距翟縣默認涼練僳況攪爬帛豆和獅使撒斃器中萬州件峨蔬睫裳罰三懇餞卵尋視賦餐諸揉救冶程玄汀嫂撻又湃垛朗協(xié)杰翹求遂匝紗黨餾柑巷耪諧枷找述