翟富華西航院

-.z航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計〔論文〕論文題目：醫(yī)院呼叫系統(tǒng)電路圖設(shè)計所屬系部：自動化工程系指導(dǎo)教師：葉夢雄職稱：助講學(xué)生：翟富華學(xué)號:086052-28專業(yè)：計算機控制技術(shù)航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院制航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計〔論文〕任務(wù)書題目：醫(yī)院呼叫系統(tǒng)的設(shè)計任務(wù)與要求：啟動系統(tǒng)后，數(shù)碼管顯示0。當(dāng)有一個病人呼叫時，數(shù)碼管顯示相應(yīng)病房號，同時蜂鳴器響起；當(dāng)有兩個病人同時呼叫時，數(shù)碼管顯示優(yōu)先級高的，同時蜂鳴器響起；當(dāng)有一個病房呼叫后另一個病房呼叫，假設(shè)后呼叫的病房優(yōu)先級低，則數(shù)碼管顯示不變，假設(shè)后呼叫的病房優(yōu)先級高，則數(shù)碼管顯示后呼叫的，兩種情況下蜂鳴器都會叫，只是在有別的病房呼叫時有一點變音。時間：2011年2月23日至2011所屬系部：自動化工程系學(xué)生：翟富華 學(xué)號：086052-28專業(yè)：計算機控制技術(shù)指導(dǎo)單位或教研室：自動化教研室指導(dǎo)教師： 葉夢雄 職稱：助講航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院制畢業(yè)設(shè)計(論文)進度方案表日期工作容執(zhí)行情況指導(dǎo)教師簽字整理收集資料初定方案3.26-4.1設(shè)計思路設(shè)計方法編輯初稿成成稿教師對進度方案實施情況總評簽名年月日摘要單片機是指一個集成在一塊芯片上的完整計算機系統(tǒng)。盡管他的大局部功能集成在一塊小芯片上，但是它具有一個完整計算機所需要的大局部部件：CPU、存、部和外部總線系統(tǒng)，目前大局部還會具有外存。同時集成諸如通訊接口、定時器，實時時鐘等外圍設(shè)備。而現(xiàn)在最強大的單片機系統(tǒng)甚至可以將聲音、圖像、網(wǎng)絡(luò)、復(fù)雜的輸入輸出系統(tǒng)集成在一塊芯片上。單片機也被稱為微控制器〔Microcontroler〕，是因為它最早被用在工業(yè)控制領(lǐng)域。單片機由芯片僅有CPU的專用處理器開展而來。最早的設(shè)計理念是通過將大量外圍設(shè)備和CPU集成在一個芯片中，使計算機系統(tǒng)更小，更容易集成進復(fù)雜的而對提及要求嚴格的控制設(shè)備當(dāng)中。INTEL的Z80是最早按照這種思想設(shè)計出的處理器，從此以后，單片機和專用處理器的開展便分道揚鑣。早期的單片機都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031，因為簡單可靠而性能不錯獲得了很大的好評。此后在8031上開展出了MCS51系列單片機系統(tǒng)。基于這一系統(tǒng)的單片機系統(tǒng)直到現(xiàn)在還在廣泛使用。隨著工業(yè)控制領(lǐng)域要求的提高，開場出現(xiàn)了16位單片機，但因為性價比不理想并未得到很廣泛的應(yīng)用。90年代后隨著消費電子產(chǎn)品大開展，單片機技術(shù)得到了巨大的提高。隨著INTELi960系列特別是后來的ARM系列的廣泛應(yīng)用，32位單片機迅速取代16位單片機的高端地位，并且進入主流市場。而傳統(tǒng)的8位單片機的性能也得到了飛速提高，處理能力比起80年代提高了數(shù)百倍。目前，高端的32位單片機主頻已經(jīng)超過300MHz，性能直追90年代中期的專用處理器，而普通的型號出廠價格跌落至1美元，最高端的型號也只有10美元。當(dāng)代單片機系統(tǒng)已經(jīng)不再只在裸機環(huán)境下開發(fā)和使用，大量專用的嵌入式操作系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用在全系列的單片機上。而在作為掌上電腦和手機核心處理的高端單片機甚至可以直接使用專用的Windows和Linu*操作系統(tǒng)。單片機比專用處理器更適合應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)，因此它得到了最多的應(yīng)用。事實上單片機是世界上數(shù)量最多的計算機。現(xiàn)代人類生活中所用的幾乎每件電子和機械產(chǎn)品中都會集成有單片機。手機、、計算器、家用電器、電子玩具、掌上電腦以及鼠標等電腦配件中都配有1-2部單片機。而個人電腦中也會有為數(shù)不少的單片機在工作。汽車上一般配備40多部單片機，復(fù)雜的工業(yè)控制系統(tǒng)上甚至可能有數(shù)百臺單片機在同時工作！單片機的數(shù)量不僅遠超過PC機和其他計算的綜合，甚至比人類的數(shù)量還要多。本文主要實現(xiàn)一個醫(yī)院呼叫系統(tǒng)，了解單片機相關(guān)指令在各方面的應(yīng)用，從而實現(xiàn)呼叫系統(tǒng)的功能，呼叫系統(tǒng)由主控制器AT89S52、顯示電路、按鍵電路、和復(fù)位電路等局部構(gòu)成，能實現(xiàn)臨床求助呼叫是傳送臨床信息的重要手段,病房呼叫系統(tǒng)是病人請求值班醫(yī)生或護士進展診斷和護理的緊急呼叫工具,可將病人的請求快速傳送給值班醫(yī)生或護士,并在值班室的監(jiān)控中心電腦上留下準確完整的記錄,是提高醫(yī)院和病室護理水平的必備設(shè)備之一。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。關(guān)鍵詞單片機；呼叫abstractSCMreferstoanintegratedonasinglechippleteputersystem.Althoughmostofhisfunctionintegrationinasmallchip,butithasapleteputerneedmostoftheparts:theCPU,memory,andthee*ternalandinternalbussystem,mostwillhaveWaiCun.Atthesametimeintegrationsuchasmunicationinterface,timer,real-timeclocketcperipherals.AndnowthemostpowerfulSCMsystemcanevenaudio,images,network,ple*input/outputsystemintegrationonasinglechip.SCMisalsocalledmicrocontroller(Microcontroler),becauseitwasoriginallyusedinindustrialcontrolfield.SCMbychipinsideonlyCPUdedicatedprocessor.TheearliestdesignconceptisthroughthehugeamountsofperipheralandCPUintegrationinachip,maketheputersystemsmaller,moreeasytointegrateintople*tomentiondemandingcontrolequipmentof.Intel-basedZ80istheearliestdesignedaccordingtothiskindofthoughttheprocessor,henceforth,SCManddedicatedprocessordevelopmentparted.Earlymicrocontrolleris8bitsor4digit.Oneofthemostsuccessfulintel-based8031issimple,reliableperformance,becausegoodgotalotofpraise.Theninthemicroputer8031developedMCS51seriesmicrocontrollersystems.BasedonthissystemofSCMsystemhaveuntilnowinwidespreaduse.Withtheimprovementofindustrialcontrolarearequirement,begintoemerge16-bitsinglechip,butbecausethepriceisnotidealdidnotgetverywidely.Afterthe1990swithconsumerelectronicproductsdevelopment,microcontrollertechnologyhadbeenhugeboost.AstheINTELi960seriesespeciallylaterARMserieswidely,32-bitSCMrapidlyreplacing16-bitsinglechipofhigh-endstatus,andintothemainstreammarket.Whilethetraditional8bitmicro-controllerperformancealsoobtainedtherapidincrease,processingpowerthan1980sraisedhundredstimes.Atpresent,high-end32-bitSCMfrequencyhase*ceeded300MHz,performancestraightafterthemiddleof90'sofdedicatedprocessor,whereasnormaltypee*-factorypricedroppedto$1,high-endtypewasonlytendollars.ContemporarySCMsystemnolongeronlyinLuoJienvironment,developmentanduseofspecialembeddedoperatingsystemiswidelyusedinthewholerangeofsingle-chipmicroputer.Whileinasahandheldputersandmobilephoneskeyprocessingofhigh-endmicrocontrollerevencandirectlyusethespecialWindowsandLinu*operatingsystem.Single-chipprocessormorethandedicatedsuitableforusewithembeddedsystem,soithasgainedthemostapplications.Infactmicrocontrolleristheworldlargestnumberoftheputer.Modernhumanlifethatareusedinalmosteverypiecesofelectronicandmechanicalproductswillbeintegratedhavemicrocontroller.Mobile,telephone,calculator,homeappliances,electronictoys,PDAandmouseandsoonputeraccessoriesareequippedwith1-2departmentmicrocontroller.ThePCSinalsowillaffectmanymicroputerinthework.Carsequippedwithmorethan40departmentgeneralsingle-chipmicroputer,ple*industrialcontrolsystemeventheremaybehundredsmicroputerinworkingatthesametime!ThenumberofMCUisnotonlyfarmorethanPCSandothercalculationofprehensive,evenmorethanthenumberofhumanpoisoning.Thispapermainlyrealizesahospitalcallsystem,single-chiptechniquerelatedinstructionsinallaspectsofapplication,thusrealizecallsystemfunction,callsystemfromthemaincontrollerAT89S52devices,displaycircuit,keycircuits,andresetcircuitetcponentscanrealizeclinicalhelpcallisanimportantmeansofclinicalinformationtransmission,wardcallsystemisthepatientrequesttheattendingdoctorornursefordiagnosisandnursingemergencycallstools,canberapidlytransmittedtothepatient'srequestdoctorornurse,andondutyintheweiondutyroomleftonaccuratemonitoringcenterputerpleterecord,istoimprovehospitalandfunctionofoneofthenecessaryequipmentfornursingstandard.Callsystemqualitydirectlyrelatedtothesafetyofthesick,hasreceivedtheuniversalattentionhospitals.Itrequirestimely,accurate,reliable,simpleandconvenient.KeywordsSCM；call目錄TOC\o"1-3"\u1.整體設(shè)計122、硬件設(shè)計132.1各器件介紹132.1.1AT89S51 132.1.2LED數(shù)碼管構(gòu)造及外形 142.1.3晶振15電阻的介紹16電容172.2電路原理圖18元器件列表192.3仿真圖192.3.1未通電20通電20優(yōu)先級低病房先呼叫202.3.4優(yōu)先級高的后呼叫21高優(yōu)先級病房先呼叫222.3.6低優(yōu)先級病房后呼叫22當(dāng)有兩個病房同時呼叫時233．軟件設(shè)計233.1功能介紹233.2程序流程圖244.完畢語255.詞266.參考文獻27醫(yī)院呼叫系統(tǒng)電路圖設(shè)計1.整體設(shè)計臨床求助呼叫是傳送臨床信息的重要手段,病房呼叫系統(tǒng)是病人請求值班醫(yī)生或護士進展診斷和護理的緊急呼叫工具,可將病人的請求快速傳送給值班醫(yī)生或護士,并在值班室的監(jiān)控中心電腦上留下準確完整的記錄,是提高醫(yī)院和病室護理水平的必備設(shè)備之一。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。本呼叫系統(tǒng)基于Ateml89C51單片機，振蕩電路的晶振采用12MHz，由控制核心AT89S52單片機、電源電路、振蕩電路、復(fù)位電路、數(shù)碼管解碼芯片、病房選擇和七段數(shù)碼管等局部組成，系統(tǒng)框圖如下：選擇電路電源電路AT89S51單片機選擇電路電源電路AT89S51單片機復(fù)位電路振蕩電路解碼芯片數(shù)字顯示電路2.1各器件介紹2.1.1AT89S51AT89S51是一個低功耗，高性能CMOS8位單片機，片含4kBytesISP(In-systemprogrammable)的可反復(fù)擦寫1000次的Flash只讀程序存儲器，器件采用atmel公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)制造，兼容標準MCS-51指令系統(tǒng)及80C51引腳構(gòu)造，芯片集成了通用8位中央處理器和ISPFlash存儲單元，功能強大的微型計算機的AT89S51可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價比的解決方案。AT89S51具有如下特點：40個引腳，4kBytesFlash片程序存儲器，128bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器〔RAM〕，32個外部雙向輸入/輸出〔I/O〕口，5個中斷優(yōu)先級2層中斷嵌套中斷，2個16位可編程定時計數(shù)器,2個全雙工串行通信口，看門狗〔WDT〕電路，片時鐘振蕩器AT89S51管腳圖LED數(shù)碼管的構(gòu)造及外形發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。共陽數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽極接到一起形成公共陽極()的數(shù)碼管。共陽數(shù)碼管在應(yīng)用時應(yīng)將公共極接到+5V，當(dāng)*一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時，相應(yīng)字段就點亮。當(dāng)*一字段的陰極為高電平時，相應(yīng)字段就不亮。。共陰數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極()的數(shù)碼管。共陰數(shù)碼管在應(yīng)用時應(yīng)將公共極接到地線GND上，當(dāng)*一字段發(fā)光二極管的陽極為高電平時，相應(yīng)字段就點亮。當(dāng)*一字段的陽極為低電平時，相應(yīng)字段就不亮。晶振晶振在應(yīng)用具體起到的作用，微控制器的時鐘源可以分為兩類：基于機械諧振器件的時鐘源，如晶振、瓷諧振槽路；RC〔電阻、電容〕振蕩器。一種是皮爾斯振蕩器配置晶振，適用于晶振和瓷諧振槽路。另一種為簡單的分立RC振蕩器?；诰д衽c瓷諧振槽路的振蕩器通常能提供非常高的初始精度和較低的溫度系數(shù)。RC振蕩器能夠快速啟動，本錢也比擬低，但通常在整個溫度和工作電源電壓圍精度較差，會在標稱輸出頻率的5%至50%圍變化。但其性能受環(huán)境條件和電路元件選擇的影響。需認真對待振蕩器電路的元件選擇和線路板布局。電阻的介紹在物理學(xué)中，用電阻〔Resistance〕來表示導(dǎo)體對電流阻礙作用的大小。導(dǎo)體的電阻越大，表示導(dǎo)體對電流的阻礙作用越大。不同的導(dǎo)體，電阻一般不同，電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)。電阻元件是對電流呈現(xiàn)阻礙作用的耗能元件。主要職能就是阻礙電流流過，應(yīng)用于限流、分流、降壓、分壓、負載與電容配合作濾波器及阻匹配等.數(shù)字電路中功能有上拉電阻和下拉電阻。電容電容〔或電容量,Capacitance〕指的是在給定電位差下的電荷儲藏量；記為C，國際單位是法拉〔F〕。一般來說，電荷在電場中會受力而移動，當(dāng)導(dǎo)體之間有了介質(zhì)，則阻礙了電荷移動而使得電荷累積在導(dǎo)體上；造成電荷的累積儲存，最常見的例子就是兩片平行金屬板。也是電容器的俗稱。很多電子產(chǎn)品中，電容器都是必不可少的電子元器件，它在電子設(shè)備中充當(dāng)整流器的平滑濾波、電源和退耦、交流信號的旁路、交直流電路的交流耦合等。由于電容器的類型和構(gòu)造種類比擬多，因此，使用者不僅需要了解各類電容器的性能指標和一般特性，而且還必須了解在給定用途下各種元件的優(yōu)缺點、機械或環(huán)境的限制條件等2.2電路原理圖工作原理為：電源電路為單片機以及其他模塊提供+5V電源。晶振模塊為單片機提供時鐘標準，使系統(tǒng)各局部能協(xié)調(diào)工作。復(fù)位電路模塊為單片機系統(tǒng)提供復(fù)位功能。單片機作為主控制器，根據(jù)輸入信號對系統(tǒng)進展相應(yīng)的控制。病房一共設(shè)為四個，從1號病房到4號病房病人的情況由重到輕，即1號病房的優(yōu)先級最高，4號病房的優(yōu)先級最低。所以，當(dāng)有兩個病房一起呼叫時，優(yōu)先級高的病房號顯示；當(dāng)優(yōu)先級低的病房呼叫完畢后優(yōu)先級高的病房呼叫，系統(tǒng)顯示的改變；當(dāng)優(yōu)先級高的病房呼叫完畢后工作人員未復(fù)位的情況下，優(yōu)先級低的病房呼叫無效。另外，當(dāng)有病房呼叫時蜂鳴器響直至復(fù)位。此次設(shè)計的電路圖如下：元器件列表元件名稱型號數(shù)量/個用途單片機AT89S521控制核心排阻4.7KΩ1晶振12MHz1晶振電路電容22pF2電解電容10uF/10V1復(fù)位電路病房按鈕按鍵5電阻10KΩ5電源5V/0.5A1電源電路數(shù)碼管1位共陽2解碼芯片74LS472BCD解碼蜂嗚器1電解電容1復(fù)位電路電容1041復(fù)位電路二極管1復(fù)位電路發(fā)光二極管1電源顯示開關(guān)1電源開關(guān)2.3仿真圖：未通電：通電：優(yōu)先級低的先呼叫〔蜂鳴器響〕優(yōu)先級高的后呼叫：〔蜂鳴器響〕呼叫有效呼叫有效高優(yōu)先級病房先呼叫：〔蜂鳴器響〕低優(yōu)先級病房后呼叫：〔蜂鳴器響〕呼叫無效呼叫無效當(dāng)有兩個病房同時呼叫時1號3號病房同時呼叫顯示1號1號3號病房同時呼叫顯示1號3．軟件設(shè)計3.1功能介紹啟動系統(tǒng)后，數(shù)碼管顯示0。當(dāng)有一個病人呼叫時，數(shù)碼管顯示相應(yīng)病房號，同時蜂鳴器響起；當(dāng)有兩個病人同時呼叫時，數(shù)碼管顯示優(yōu)先級高的，同時蜂鳴器響起；當(dāng)有一個病房呼叫后另一個病房呼叫，假設(shè)后呼叫的病房優(yōu)先級低，則數(shù)碼管顯示不變，假設(shè)后呼叫的病房優(yōu)先級高，則數(shù)碼管顯示后呼叫的，兩種情況下蜂鳴器都會叫，只是在有別的病房呼叫時有一點變音。3.2程序流程圖程序流程圖如下：開場開場工作工作有一個病房呼叫有多個病房呼叫有一個病房呼叫有多個病房呼叫判斷優(yōu)先級判斷優(yōu)先級顯示病房號并響鈴開場顯示病房號并響鈴開場有病房再次呼叫有病房再次呼叫判斷優(yōu)先級判斷優(yōu)先級顯示病房號并響鈴顯示病房號并響鈴4.完畢語此次課程設(shè)計做的不容易，很困難，在認真看了課本知識后細心的思考，推測，回憶以前教師所講的80c51的容再對照課本，慢慢的一步一步的做了出來，這次課程設(shè)計以后，使我對課本知識有更深一步的掌握，比以前學(xué)的更加牢靠，穩(wěn)固，很能鍛煉人的，最后做出來之后有些欣慰，很有成就感啊，單片機應(yīng)運很廣泛許多的電子系統(tǒng)用了這種控制模式，可見開展前景很好，圖中的接口的應(yīng)運很巧妙，回憶以前所做過的實訓(xùn)，從中有所啟發(fā)，這次做出來真的收獲不少啊，通過這一階段的畢業(yè)設(shè)計，我受益匪淺，不僅鍛煉了良好的邏輯思維能力，而且培養(yǎng)了棄而不舍的求學(xué)精神和嚴謹作風(fēng)?；貞洿舜萎厴I(yè)設(shè)計，是大學(xué)四年所學(xué)知識很好的總結(jié)。此次編制招標文件不僅重溫了過去所學(xué)知識，而且學(xué)到了很多新的容。相信這次畢業(yè)設(shè)計對我今后的工作會有一定的幫助。所以，我很用心的把它完成。在設(shè)計中體味艱辛，在艱辛中體味快樂。最后，我要感我的指導(dǎo)教師葉夢雄，他們對我的畢業(yè)設(shè)計進展了屢次的修改，我的畢業(yè)設(shè)計才得以順利完成。同樣我也要衷心的感教育過和指導(dǎo)過我的各位教師，