基于單片機的醫(yī)院病房呼叫系統(tǒng)

1、?智能儀表鐫程段計?鐫程役計課題名稱醫(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工程學院二OO年九月總目錄第一局部：任務書第二局部：課程設(shè)計報告第三局部：附錄5第一局部?智能儀表課程設(shè)計?任務書一、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,具有卞面的功能：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局部,按鈕啟 動時,按鈕旁的指示燈亮,提示病人按鈕已按卞,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

2、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,一方面單片機接II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,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II方式、鍵盤和顯示方式、以及通信方式.進行碩件設(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、

3、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：寫課程設(shè)計報告.四、應交成果應交成果包括： 紙質(zhì)課程設(shè)計報告和電子文檔； 硬件原理圖的Protel文件,程序； 可以演示的硬件和軟件成果.五、課程報告內(nèi)容課程設(shè)計報告應包扌舌K列局部： 課程設(shè)計任務書 儀表的功能要求、性能指標要求. 方案選擇：提出多種方案,進行方案比擬,說明選定方案的理由,描述硬件和軟 件的功能分工. 硬件設(shè)計：包括硬件結(jié)構(gòu)框圖、原理圖及其各個主要壞節(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. 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)

4、設(shè)計,再畫出主要功 能模塊的軟件框圖. 程序編寫和調(diào)試. 設(shè)計小結(jié).報告中碩件原理于用Piotel畫出,軟件框圖和程序流程圖用Vise畫出.第二局部課稈設(shè)計報告第一章技術(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主限制電路設(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主限制電路的測試與調(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

5、19第五章設(shè)計小結(jié)205.1設(shè)計任務完成情況205.2問題及改良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,去病房效勞并解除呼叫.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局部,按鈕啟 動時,按鈕旁的指示燈亮,提示病人按鈕已按卞,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,緊急呼叫紅燈亮,亮燈

6、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II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92.1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11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I I表現(xiàn)出電平 的上下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,使蜂鳴器鳴叫

7、.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/OII限制.第三章單元電路設(shè)計3.1主限制電路設(shè)計SI、S2為1號病床的兩個按鈕,分別限制呼叫和緊急兩種指示燈；S3、S4為2號病床的 兩個按鈕,分別限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.L:R1R15V36351132二2:2:三237221t o 1 2 rJ斗 5 $ '/p E £ 7 6 5 4 3 2 1 O VC加POP0PO期P0P0P0V

8、PP.4L沁瑰P2P2P2P2MP2P2LED顯示局部LED燈LX L2、L3、L4分別對應開關(guān)SI、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Ll、L2分別對應病床1的呼叫和緊急呼叫指示；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.33單片機復位電路3.4 RS-485通信電路1U3iiIVAJL7P31 TXDP32 INTOP33 INTIDM/ Vpp3012PSEN29132814LGP26P25P24P23P22P21P202715XUP35 T12616257P37RDXTAL2XTAL124182319222021"

9、5AT89C5rU12Cl485O.luF1RO RE- DE DIVcc3V3CJ3127123a6R?4aGXD51203.5整體電路發(fā)送端Xr卄s迅F/尸F(xiàn)忠此汕M汕$汕;efl卿烈髓邈沙驀比篦加盛20Y g 8>麻*a> 3.G mix Q& 目矗 p S 01總 -S3 Mcnwd QMP-2 QHE凸口二口戈人二二二？；;亠丄丄接收端司 z .n©.nr i LT h ryT m f1 r. l】rr?w1難謔韶總戮朋護總毗畝龍討站蔦2S8S罪號RU#日嗣o r b s 9 山 I o " “ 十 V. g l 託凡 r< #<

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11、2： 2 個 三極管：9個第四章測試與調(diào)整4.1主限制電路的測試與調(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I有限,我們采用了查詢方式,一開始會出現(xiàn)按鍵按下去沒有反響的情況,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響按鍵的變化.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.更改后勉強能到達效果.指導老師檢查后,根據(jù)醫(yī)院治理中的實際要求,給我們提出了改良意見：由于病人在緊 急情況下可能會不停

12、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.根據(jù)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,接收端沒有任何反響,檢查線路無誤.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 I 1 當成了 P3.7l.更正后,終于能夠通信了,結(jié)果很理想,沒有錯誤.4.3主控軟件框圖延時44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

13、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)計任務完成情況任務的完成比預期晚了,原本是方案三個星期完成,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.實物局部 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問題及改良我們用按鍵開關(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11數(shù)量有限, 所以我們選用了一般的I/O丨I.這樣一

14、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,這樣一來不但防止了病人的誤操作,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出來了一一是接線的錯誤,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

15、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,但是根本忘的差不多了,只有不 斷地學習和向同學請教.一開始我還有點迷惑,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根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

16、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.由于沒有學過單片機 C語言,所以一開始入手編程比擬迷茫,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,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I I無論怎樣都不可能用查詢I I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,由于我在自己曾經(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

17、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I】氣,準 備放棄.那時候不知為什么把其中的一根線換了個接I I,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.這一卞可給了我重重的一擊,由于我之前一直認為這邊的接線是準確 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 To總結(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.第三局部3參考資料1張毅剛主編

18、.?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.2021習杜宇人主編.?現(xiàn)代電子測量技術(shù)?第一版.機械工業(yè)出版社.20214侯殿有主編.?單片機C語言程序設(shè)計?.人民郵電出版社.2021實物圖發(fā)送端01too Jo鑿ffiE5JanVah ft*1? cii»JglBG QGrnlHe 一J20ralos a 0 0 0 2E5J備d13- 世>: frll 八"總Z- 少 0tfI接收端廠"：J c：CCCC00000ococooO C C r- 9 9*fiOOOCCOOOCCCCC9C9C0C0G

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20、dcAstdio.hv define uchal unsigned chai, define UErunslgncd UU sbir alHpl'o八 sbir a2Hpl>li sbir a3Hpl>2 八 sbir a4Hpl>3 八 sbir a6Hpl>6 八 sbir a5Hpl>7 八sbit bl=POz O;sbit b2=P0Al;sbit b3=P0A2;sbit b4=P0A3;sbit fs=P3A7;void delay(unsigned int delaytime)延時程序unsigned intj=O;fbr(; delavt

21、mie>0: delaytime 一)for(j=0j<125j+)；void main()mt w=O、x=O,y=0、z=O;TMOD=0x20;設(shè)置為定時器1方式2THl=0xfd;裝初值,波特率設(shè)為9600TLl=0Xfd;EA=1;開總中斷ES=1;開串口中斷SCON=0x50;串丨1限制存放器設(shè)置,方式1、開串丨1接收.SM0=0;SMl=l;REN=l;2PCON=0x80;TR1=1;PO=Oxff;開啟定時器1中斷/POI I清零wlule(l)亮燈算法if(!al) delay(20); if(!al) w+=l; if(w!=O) bl=O; if(!a2) delay(20);if(!a2)x+=l;if(x!=O)b2=0; if(!a3) delay(20);if(!a3)y+T; if(y!=0) b3=0;