東北大學接口技術(shù)課程設(shè)計

1、接口技術(shù)設(shè)計報告設(shè)計題目：病房呼叫系統(tǒng)班 級：物聯(lián)網(wǎng) 1201班學號：20124052姓名：李垠橋指導教師：劉瑩設(shè)計時間： 2015年 7 月摘要病房呼叫系統(tǒng)是向病患提供的一種緊急呼叫服務(wù)，它可以方便讓病患向醫(yī)護人員發(fā)出呼叫信號， 以使得醫(yī)護人員及時準確地趕到對其進行合理救治。 呼叫系統(tǒng)的優(yōu)劣直接關(guān)系到病員的安危，歷來受到各大醫(yī)院的普遍重視。它要求及時、準確、可靠、簡便可行、利于推廣。本設(shè)計采用主從結(jié)構(gòu)，醫(yī)護人員值班室內(nèi)放置指示燈和呼叫揚聲器，走廊懸掛顯示屏（根據(jù)病房次序顯示醫(yī)護人員最先應(yīng)處理的病房號） ，病患床頭處安置呼叫源（單刀開關(guān)） 。當病人有呼叫請求時，打開開關(guān)進行呼叫，此時值班室內(nèi)指

2、示牌上對應(yīng)房間的指示燈亮起， 走廊顯示屏根據(jù)次序指示醫(yī)護人員的救治順序，通過這一系列的聯(lián)動實現(xiàn)“緊急病患優(yōu)先處理”的目標， 盡可能減少因時間耽擱而導致的醫(yī)療事故，同時也為構(gòu)建數(shù)字化醫(yī)院打好了一定的基礎(chǔ)。本論文闡述了病房呼叫系統(tǒng)的基本組成以及一些相關(guān)的硬件設(shè)計，使用emu8086軟件進行編譯，使用proteus軟件對其進行仿真。關(guān)鍵詞 ： 8086， 8253， 8255，七位段式液晶3摘要n第一章概述1第二章系統(tǒng)設(shè)計32.1 方案論證32.2 單元電路設(shè)計42.2.1 指示燈部分43.2.2 緊急振鈴部分53.2.3 病患處理順序顯示6第三章編程實現(xiàn)83.1 程序流程圖83.2 程序代碼9第四

3、章仿真實現(xiàn)134.1 運行時整體截圖134.2 實例下的仿真13第五章結(jié)論16第六章使用儀器設(shè)備清單17參考文獻18收獲、體會和建議19第一章概述眾所周知，在醫(yī)療救治方面，時間就是患者的生命。少一秒鐘，患者可能邁 入死亡的邊緣；多一秒鐘，患者就多一份成活的希望。于此說來，病房呼叫系統(tǒng) 便可謂是所有病患的福首0病房呼叫系統(tǒng)通過數(shù)字化的處理， 可以快速簡潔地向醫(yī)護人員提供需要醫(yī)療 服務(wù)的病患的房間號，使得醫(yī)護人員能夠在最短時間對病患進行處理。病患通過按動墻上呼救按鈕來給醫(yī)護人員發(fā)送信號，如下圖所示。當有若干病患發(fā)出求助信號時，值班室里對應(yīng)房間的指示燈亮起，并且呼叫揚聲器播放緊急振鈴，當醫(yī)生知道了病

4、患的需求時，按下面板上的按鈕，停止緊急呼叫振鈴，如下圖所示。病房號 1234567呼叫情況 MBs走廊中的顯示牌指示醫(yī)護人員應(yīng)優(yōu)先處理的病患房問號。您下一個應(yīng)處理病患當所有需要救治的病患均處理結(jié)束后，醫(yī)護人員將開關(guān)調(diào)至正常狀態(tài)，顯示 屏熄滅。9第二章系統(tǒng)設(shè)計2.1 方案論證本系統(tǒng)共分為三個部分：值班室的指示燈部分，值班室的緊急振鈴部分，走 廊的病患處理順序顯示部分。1 .值班室的指示燈部分本系統(tǒng)設(shè)計將所有開關(guān)的一端接地， 另一端接5v電壓。當開關(guān)斷開時測 量點的電勢為高，反之為低。將測量點處的電勢信號輸入到8255芯片的PB組接口上，通過編程使改組電勢從PA組接口輸出。輸出的電勢通過芯片74L

5、S245對led組進行驅(qū)動，從而實現(xiàn)當開關(guān)閉合時led指示燈亮起的目的。2 .值班室的緊急振鈴部分放置在值班室內(nèi)的緊急振鈴是當有病患發(fā)出緊急呼叫信號后蜂鳴器才會 響起，以提示醫(yī)護人員緊急對該病患進行救治。實現(xiàn)的原理是將對測量點處 的電勢組進行與操作的結(jié)果作為 8253定時器計數(shù)器通道0的時鐘信號，計數(shù) 值設(shè)為1,運行方式為方式2。每當用戶按下呼叫按鈕時，產(chǎn)生的脈沖使計數(shù) 器的計數(shù)值加一，此時計數(shù)值滿，OUT0輸出低電平。這時醫(yī)生按下終止振鈴 按鈕會在原有基礎(chǔ)上增加一個脈沖，使得 OUT0的輸出再次回歸高電平狀態(tài) 等待計數(shù)。將OUT0的輸出與時鐘脈沖進行或非操作，結(jié)果值送到8253計數(shù) 器通道1

6、的時鐘接口中。OUT1的輸出控制揚聲器播放指定音階的呼叫振鈴。3 .走廊的病患處理順序顯示部分對于優(yōu)先處理的問題本系統(tǒng)通過 8線-3線優(yōu)先編碼器實現(xiàn)（74LS148）, 對于優(yōu)先顯示我們利用了優(yōu)先編碼器自身的優(yōu)先性，顯示的是房問號較小的 病患（房間號為0-7）。在實現(xiàn)上，由于74LS148的輸出為低有效（真值表見下表），直接將它編 碼后的輸出值作為段式液晶驅(qū)動芯片（74LS47）的輸入使用。輸入輸出日Io)I1L2I3I4I5I6II7ALTrlGSEO11xxxxxxxx11111011111111111100xxxxxxx0000010xxxxxx01001100xxxxx01101010

7、0xxxx0111011100xxx01111100100xx011111101100x01111111101000111111111110在得到最優(yōu)先的二進制編碼后，由于試驗箱上只有一塊8255芯片，因此 段式液晶的驅(qū)動我們采用靜態(tài)驅(qū)動電路的方式進行。通過輸出高電平有效的 譯碼器（74LS47）進行驅(qū)動共陰極數(shù)碼管來顯示從 8線-3線編碼器處輸出的 結(jié)果即可實現(xiàn)在顯示屏上顯示的病患房問號的目的。2.2 單元電路設(shè)計1.指示燈部分原理框圖如下：開關(guān)仿真截圖如下:2.緊急振鈴部分開 關(guān) 電 勢 情 況AD0 IAD78086CPUA1A2RD WR仿真截圖如下:3.病患處理順序顯示原理框圖如下:

8、仿真截圖如下:第三章編程實現(xiàn)3.1程序流程圖主函數(shù)：OUTA函數(shù):開始8255初始化：工作方式0、PA俞出、PBt入將8255的P端口值送至IPA 中調(diào)用OUTA0數(shù)結(jié)束24入口出口3.2程序代碼CODE SEGMENTASSUME CS:CODESTART: MOVDX,0E6H;8255MOAL,82HOUTDX,ALBG: MOVDX,0E2H;8255IN AL,DXMOVDX,0E0H;8255OUTDX,ALCALL OUTAJMPBGOUTA PROC NEARMOVDX,0F6HMOVAL,00010101BOUTDX,ALMOVDX,0F0HMOVAL,01HOUTDX,AL

9、MOVDX,0F6HMOVAL,01110110BOUTDX,ALMOVDX,0F2HMOVAL,36HOUTDX,ALMOVAL,11HOUTDX,ALCALL DELAYMOVDX,0F2HMOVAL,17HOUTDX,ALMOVAL,15HOUTDX,ALCALL DELAYMOVDX,0F2HMOVAL,24HOUTDX,ALMOVAL,20HOUTDX,AL;8253 CHANNEL0;8253;8253 CHANNEL1;8253:8;8253:5;8253:2CALL DELAYMOVDX,0F2HMOVAL,05HOUTDX,ALMOVAL,12HOUTDX,ALCALL DE

10、LAYMOVDX,0F2HMOVAL,73HOUTDX,ALMOVAL,22HOUTDX,ALCALL DELAYMOVDX,0F2HMOVAL,04HOUTDX,ALMOVAL,17HOUTDX,ALCALL DELAYMOVDX,0F2HMOVAL,05HOUTDX,ALMOVAL,18HOUTDX,ALCALL DELAYMOVDX,0F2HMOVAL,53HOUTDX,ALMOVAL,13HOUTDX,AL;8253:7;8253:1;8253:4;8253:3;8253:6CALL DELAYRETOUTA ENDPDELAY PROC NEARMOVCX,60000LOOP $RE

11、TDELAY ENDPCODE ENDSENDSTART第四章仿真情況4.1運行時整體截圖4.1實例下的仿真1 .當病房3的開關(guān)閉合時，醫(yī)生處對應(yīng)指示燈亮起（病房號從0開始，圖中D4標識的led燈代表三號病房），段式液晶顯示病房號醫(yī)生處振鈴響起:LS12 .當病房4的開關(guān)再閉合時，醫(yī)生處對應(yīng)指示燈亮起（病房號從 0開始，圖中D4標識的led燈代表三號病房，D5標識的led燈代表四號病房），由于病房3扔在呼叫中，所以段式液晶依舊顯示病房號 3:醫(yī)生處振鈴響起:LS13 .若病房3處發(fā)現(xiàn)由于誤操作而閉合開關(guān)時，將開關(guān)打開時，醫(yī)生處對應(yīng)指示 燈熄滅（病房號從0開始，圖中D5標識的led燈代表四號病房

12、），段式液晶顯示病房號醫(yī)生處振鈴響起:LS1 tUG 占 PEAKER4 .當醫(yī)生處按動停止振鈴開關(guān)時，振鈴停止，但相應(yīng)的燈依舊閃爍，走廊中的 段式液晶顯示屏依舊顯示待處理的病房號：第五章 結(jié)論通過使用 8086處理器、 若干可編程器件以及常用的中、 小規(guī)模數(shù)字集成電路設(shè)計了這個病房呼叫系統(tǒng)，實現(xiàn)以下預期目標：1. 病患能夠及時發(fā)出呼叫信號給醫(yī)護人員。2. 醫(yī)護人員能夠及時準確地知道何人發(fā)出呼叫信號，并伴有振鈴鳴響。3. 走廊內(nèi)有處理順序指示牌，提示醫(yī)生按怎樣的順序處理病患。通過使用該系統(tǒng)能最大化的節(jié)約醫(yī)護人員以及病患的時間，使救治效率大幅度提高，很大程度上減少了醫(yī)護人員以及病患（及家屬）的重

13、復勞動，使病患能夠在第一時間得到合理的治療，同時也為數(shù)字化醫(yī)療打下了堅實的基礎(chǔ)。本設(shè)計是以 8 間病房為例，若在實際中可以將其進行拓展到合適的病房數(shù)目。本設(shè)計中各種連接均以實際導線相連，在應(yīng)用中存在困難。在后續(xù)更新中可考慮盡可能地減少導線的使用，增強無線連接的使用。第六章使用儀器設(shè)備清單使用儀器型號/值個數(shù)VCC無7GROUD無7單刀開關(guān)無8電阻100k Q2200 Q8電容100pF1非門74S041二1輸入與非門NAND_21八1輸入與非門406818線-3線優(yōu)先編碼器74LS14817段數(shù)碼管譯碼器74LS471CPU80861三態(tài)輸出的八D鎖存器74LS3731可編程并行I/O接口芯片

14、8255A1揚聲器無1LED驅(qū)動芯片74LS2451LED指示燈紅73線-8線譯碼器74LS1381定時器計數(shù)器8253A1三極管無1頻率發(fā)生器1MHz1二1或門40301按鈕式開關(guān)無1總線無2導線參考文獻1. 楊居義主編 . 計算機接口技術(shù)項目教程。北京：清華大學出版社， 2011.102. 楊居義主著. 微機原理與接口技術(shù)項目教程 （第二版） . 北京： 清華大學出版社，2010.13. 黃玉清，劉雙虎、楊勝波主編 . 微機原理與接口技術(shù). 北京：電子工業(yè)出版社，2011.64. 祁世峰主編 . 微型計算機原理及應(yīng)用實驗指導 . 成都：西南交通大學出版社，2002收獲、體會和建議通過接口技

15、術(shù)大作業(yè)的學習， 使得我能夠有效地將平時上課所講的理論知識融匯到實踐當中， 能夠?qū)⒃就Ａ粼跁旧系男酒玫綄嶋H當中， 化被動學習為主動思考， 很大程度上提高了我的學習興趣， 讓我能夠?qū)涌谝约跋嚓P(guān)的技術(shù)產(chǎn)生更加濃厚的學習興趣。我在這次的課題中選擇的是病房呼叫系統(tǒng)這個題目，在剛剛著手開始做的時候以為題目很簡單，很輕松就能夠完成。但隨著課題的進行， 我越發(fā)地感覺到它并沒有我想象的那么容易。首先是仿真就已經(jīng)給了我一個下馬威， 原本以為在平時實驗課上進行的操作訓練就足以應(yīng)付這次的大作業(yè)了， 但當我開始動手做的時候， 才發(fā)現(xiàn)試驗箱上其實為我們屏蔽掉了許多難題， 譬如如何設(shè)置各個芯片的地址， 如何在眾多

16、類似的芯片中選擇到符合我設(shè)計的要求的芯片等問題。在遇到了各種問題之后我便開始去圖書館查閱相關(guān)資料，但由于我想做的這個設(shè)計在書本上很難找到有相當借鑒價值的資料， 所以我也只能是根據(jù)自己的思路一點一點地想辦法解決問題，遇到了問題，想解決辦法，咨詢同學，查閱文獻等， 這也同時讓我的自學能力得到了一定程度上的提升。 但不得不說在這個階段我對這個大作業(yè)依舊是是興趣寥寥， 甚至有所厭煩的，但隨著學習的深入， 我漸漸發(fā)現(xiàn)了其中的樂趣。 當你所畫的電路圖， 編寫的匯編代碼終于能夠仿真出你所起到期待的結(jié)果時， 你就會體會到成功的樂趣， 而且你會有想要給已經(jīng)做出的系統(tǒng)添加新功能的沖動。 漸漸的我開始對它產(chǎn)生了興趣， 開始主動地思考要怎樣才能使已有的系統(tǒng)功能更完善， 電路圖更清晰。 大作業(yè)逐漸由一項作業(yè)轉(zhuǎn)變成了可以令我產(chǎn)生成就感的一項活動，它真的讓我對接口技術(shù)興趣斐然。在完成了整個系