【基于51單片機(jī)的社區(qū)醫(yī)院病房呼叫系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)9500字（論文）】

基于51單片機(jī)的社區(qū)醫(yī)院病房呼叫系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)目錄TOC\o"1-3"\h\u304451緒論 1151491.1研究背景 118271.2單片機(jī)使用現(xiàn)狀 2238951.3開(kāi)發(fā)意義 2245521.4研究現(xiàn)狀 3282522系統(tǒng)總體方案 4203472.1功能設(shè)計(jì) 4230042.2系統(tǒng)方案 4307002.3本章小結(jié) 4212013系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 573783.1系統(tǒng)主電路 52413.2系統(tǒng)硬件模塊 6224263.2.1呼叫響應(yīng)模塊 6118403.2.2呼叫按鍵模塊 7121253.2.3顯示模塊 776913.2.4報(bào)警電路模塊 9144353.2.5無(wú)線通信模塊 9166123.3本章小結(jié) 10165714系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 11218474.1主函數(shù) 11313754.1.1主函數(shù)設(shè)計(jì)介紹 11172644.1.2主函數(shù)程序 12230714.2LCD1602顯示函數(shù) 14126214.2.1顯示函數(shù)設(shè)計(jì)介紹 14195884.2.2顯示函數(shù)程序 153294.3NRF24L01收發(fā)函數(shù) 17219364.3.1收發(fā)函數(shù)介紹 17119124.3.2收發(fā)函數(shù)程序 19223414.4本章小結(jié) 21253305系統(tǒng)調(diào)試 2238885.1系統(tǒng)硬件調(diào)試 22148055.2系統(tǒng)軟件調(diào)試 2251775.3實(shí)物調(diào)試 23319435.4本章小結(jié) 262012結(jié)語(yǔ) 2712334參考文獻(xiàn) 291緒論1.1研究背景單片機(jī)自三十年前問(wèn)世以來(lái)，因其優(yōu)越的特性，使之設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品繁多，功能也樣式各式各樣、五花八門(mén)，而且由于其性能的高集成度、強(qiáng)大功能、高可靠性、較小的體積、較低的功耗、方便使用、低廉的價(jià)格等優(yōu)點(diǎn)，使其在各種場(chǎng)合都能發(fā)揮極大的作用，近乎可以夠做到“無(wú)處不在并無(wú)所不為?！倍译S著電子技術(shù)的發(fā)展，單片機(jī)已經(jīng)為人類(lèi)發(fā)展和生活帶來(lái)了根本的改變，其已經(jīng)在各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮著巨大作用，其衍生的產(chǎn)品已經(jīng)出現(xiàn)在了社會(huì)的方方面面，也正是因此，衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)發(fā)展水準(zhǔn)的標(biāo)志之一就是看這個(gè)國(guó)家的單片機(jī)相關(guān)技術(shù)的開(kāi)發(fā)和對(duì)應(yīng)的應(yīng)用水平?，F(xiàn)如今全球包括中國(guó)，隨著生活水平跟隨經(jīng)濟(jì)水平水漲船高，人類(lèi)對(duì)健康也也越來(lái)越重視，所以醫(yī)療相關(guān)產(chǎn)業(yè)正在快速發(fā)展。從滿意度上來(lái)看，因?yàn)獒t(yī)療行業(yè)的消費(fèi)者使患者，所以患者對(duì)就醫(yī)的滿意度的要求是非常高的，患者當(dāng)然希望更好的就醫(yī)環(huán)境和護(hù)理，因?yàn)檫@關(guān)乎著他們的生命健康，是可以理解的，所以他們對(duì)醫(yī)療環(huán)境和護(hù)理服務(wù)的要求要遠(yuǎn)大于其他行業(yè)。而且人工呼叫非常頻繁且低效，當(dāng)病人身體出現(xiàn)異?；蛐枰t(yī)護(hù)人員幫助時(shí)，通常是由家屬或患者本人尋找醫(yī)生，進(jìn)而等待醫(yī)護(hù)人員幫助，在尋找醫(yī)護(hù)人員的過(guò)程中，不僅造成患者的不便，對(duì)醫(yī)生和護(hù)士來(lái)說(shuō)也是一種麻煩。有人建議使用對(duì)講機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)這方面的功能，對(duì)講機(jī)確實(shí)對(duì)人類(lèi)有很大的幫助，它作為一種雙向通訊裝置，在不需要網(wǎng)絡(luò)的情況下就可以實(shí)現(xiàn)通訊功能，并且不需要話費(fèi)，并憑借其方便的性能有很多應(yīng)用，但，對(duì)講機(jī)本身的制造非常復(fù)雜，價(jià)格很高，而且很費(fèi)電，信道相對(duì)很少，還容易受到干擾，也無(wú)法顯示呼叫的房間號(hào)，只能通過(guò)語(yǔ)音傳遞信息，而且具有一定的噪音污染，所以因?yàn)檫@些缺點(diǎn)，使對(duì)講機(jī)不能應(yīng)用在服務(wù)行業(yè)中，特別是醫(yī)療服務(wù)行業(yè)，并不能算是非常好的醫(yī)療通信裝置。所以可以免除這些缺點(diǎn)的新一代病房無(wú)線呼叫系統(tǒng)是最好的選擇，發(fā)展前景很光明。相比之下國(guó)外的相關(guān)技術(shù)已經(jīng)趨于成熟，無(wú)線呼叫技術(shù)已經(jīng)普遍投入醫(yī)療系統(tǒng)。病床呼叫系統(tǒng)作為患者與醫(yī)護(hù)人員最重要的通信渠道，其主要功能就是把病人的請(qǐng)求快速傳送給值班醫(yī)護(hù)人員，是提升醫(yī)院和診所等醫(yī)療機(jī)構(gòu)形象和水平最重要的一環(huán)。所以我決定利用單片機(jī)的各種功能區(qū)幫助各大醫(yī)院提高其內(nèi)部的工作效率以確保病人的生命安全得到保障。使用這套系統(tǒng)的病人，不需要再去四處尋找醫(yī)護(hù)人員，只需要通過(guò)呼叫系統(tǒng)的幾個(gè)操作按鈕就能得到相應(yīng)的醫(yī)護(hù)幫助。所以，我所設(shè)計(jì)的這套無(wú)線呼叫系統(tǒng)可以在很大程度上減少醫(yī)護(hù)人員的麻煩，方便病人的同時(shí)可以提高醫(yī)院服務(wù)效率。該系統(tǒng)同時(shí)也可以應(yīng)用到社會(huì)其他各個(gè)行業(yè)，為社會(huì)提供更高效信息傳輸方案。1.2單片機(jī)使用現(xiàn)狀單片機(jī)目前廣泛應(yīng)用于各類(lèi)智能儀表和檢測(cè)儀器、家庭專用電器、工業(yè)醫(yī)療裝置、航空飛行、專業(yè)設(shè)備以及相關(guān)技術(shù)的智能化管理和生產(chǎn)過(guò)程控制等各個(gè)相關(guān)領(lǐng)域,其主要的應(yīng)用大體上可以劃分為以下幾個(gè)方面：（1）在智能儀器儀表上的應(yīng)用智能單片機(jī)在正常工作時(shí)所需要具有的器件體積很小、控制能力較為突出、擴(kuò)展非常靈活、微型化及使用方便等多種特征,被廣泛應(yīng)用于各種科學(xué)儀器和電子顯示器等設(shè)備中,若再通過(guò)微機(jī)結(jié)合不同器件形式和各種類(lèi)型的壓力傳感器,則用戶可以直接自動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)各種諸如能源電壓、功率、頻率、溫度、流量、速度、硬度、壓力等多種重要物理力學(xué)變量的精確測(cè)定。采用這種新型單片機(jī)器件進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制電路技術(shù)不僅可以有效促進(jìn)科學(xué)儀器和計(jì)量?jī)x表向一個(gè)新的數(shù)字化、智能化、微型化的發(fā)展方向進(jìn)行轉(zhuǎn)變,并且其基本功能上甚至可以達(dá)到相當(dāng)于一個(gè)采用微機(jī)電子和其他數(shù)碼器件驅(qū)動(dòng)的控制電路。例如一些精密度的測(cè)量處理裝置(當(dāng)中包括電子功率計(jì)、示波器及各種測(cè)量分析儀)。（2）在工業(yè)控制中的應(yīng)用形式多元化的控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集器可以由單片機(jī)構(gòu)建而成。比如各類(lèi)企業(yè)工廠流水線的智能化管理,各類(lèi)電梯的智能化監(jiān)測(cè)和控制、各類(lèi)工廠常用的報(bào)警電路系統(tǒng),甚至還可以將單片機(jī)通過(guò)計(jì)算機(jī)連接到一起來(lái)構(gòu)成二級(jí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。（3）在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域的應(yīng)用目前的各種單片機(jī)基本上都是具有無(wú)線通信接口,這就使得我們的單片機(jī)能夠比較方便地與計(jì)算機(jī)之間實(shí)現(xiàn)無(wú)線數(shù)據(jù)通信,從而給計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)和通訊設(shè)備之間的相互應(yīng)用發(fā)展提供了較為良好的技術(shù)和物質(zhì)基礎(chǔ),現(xiàn)在各種通訊設(shè)備基本上都是實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的智能化控制,從移動(dòng)手機(jī)、電話、梯田自動(dòng)化通訊呼叫系統(tǒng)、火車(chē)站無(wú)線通訊等。（4）在醫(yī)用醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域中的應(yīng)用單片機(jī)在醫(yī)用醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域中也發(fā)揮著舉足輕重的作用，包括諸如醫(yī)用的呼吸機(jī),監(jiān)護(hù)儀,超聲波自動(dòng)診斷裝置、各類(lèi)影像檢查設(shè)備以及本文中所提到的住院病房呼叫系統(tǒng)[4]。1.3開(kāi)發(fā)意義在當(dāng)今醫(yī)用醫(yī)療領(lǐng)域軟硬件發(fā)展的影響下,單片機(jī)也隨之迅速發(fā)展,并逐步地滲透于人們的生產(chǎn)和生活中的各個(gè)方面,與現(xiàn)代人們的日常生活越來(lái)越息息相關(guān)。一項(xiàng)以單片機(jī)應(yīng)用為主要特征的新一代技術(shù)革命浪潮正在迅速地崛起,如今單片機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)滲透到人類(lèi)生產(chǎn)生活的各個(gè)方面。本設(shè)計(jì)是以51單片機(jī)作為核心設(shè)計(jì)出的社區(qū)醫(yī)院病房呼叫系統(tǒng)，主要包括按鍵模塊、數(shù)碼管液晶顯示屏與報(bào)警呼叫模塊。病房呼叫系統(tǒng)是我國(guó)社區(qū)和醫(yī)療服務(wù)中的一種必備器械,在國(guó)內(nèi)外的使用都已經(jīng)非常普遍,對(duì)于提高社區(qū)醫(yī)院醫(yī)護(hù)人員醫(yī)療服務(wù)質(zhì)量有著十分重要的意義和作用。1.4研究現(xiàn)狀據(jù)國(guó)外有關(guān)技術(shù)資料分析顯示,國(guó)外的部分醫(yī)療設(shè)施條件確實(shí)領(lǐng)先于我國(guó)的技術(shù)水平，其典型代表就是美國(guó)的技術(shù)發(fā)展，在醫(yī)院病房呼叫系統(tǒng)領(lǐng)域，美國(guó)的技術(shù)是最為先進(jìn)的，采用的是可視系統(tǒng)，在這種技術(shù)水平下，病人與醫(yī)護(hù)人員可以進(jìn)行直接對(duì)話，溝通較為方便、快捷。但我國(guó)在該方面的發(fā)展起步較晚，技術(shù)水平還處在稍微落后的局面，采用的設(shè)備也比較簡(jiǎn)單。然而自從我國(guó)進(jìn)行深化醫(yī)療改革和對(duì)外開(kāi)放以來(lái),隨著新技術(shù)一代醫(yī)療產(chǎn)品的快速推廣和規(guī)范引入,電子醫(yī)療科學(xué)信息技術(shù)的不斷進(jìn)步,門(mén)鈴式的醫(yī)療呼叫控制系統(tǒng)逐漸在國(guó)內(nèi)各地的各類(lèi)醫(yī)療機(jī)構(gòu)領(lǐng)域得到廣泛普及,但由于其自身存在的系統(tǒng)技術(shù)含量低,穩(wěn)定性差等系統(tǒng)缺陷和技術(shù)不足,在其應(yīng)用領(lǐng)域安全方面目前仍然普遍存在許多技術(shù)安全隱患。如今,病房的呼叫服務(wù)系統(tǒng)也越來(lái)越多的得到了日益完善和應(yīng)用,而且正沿著小型化、智能化和人性化等方向進(jìn)步[5]。2系統(tǒng)總體方案本系統(tǒng)能夠具備病人對(duì)醫(yī)生的無(wú)線傳呼功能，在病人提出呼叫需求時(shí)，醫(yī)生端可以得到信號(hào)，并發(fā)出報(bào)警提示；起到提醒醫(yī)生的作用；對(duì)關(guān)注病人的狀態(tài)及時(shí)了解，達(dá)到及時(shí)同步應(yīng)對(duì)病情效果。2.1功能設(shè)計(jì)該系統(tǒng)的具體工作原理是通過(guò)無(wú)線傳輸?shù)姆绞綄⒉∪说男枨髠鬏斨玲t(yī)生工作臺(tái)，并顯示哪床病人在呼叫，同時(shí)蜂鳴器報(bào)警鳴叫；醫(yī)生需操作復(fù)位按鍵解除報(bào)警；本系統(tǒng)將病人端設(shè)置為從機(jī)，醫(yī)生端設(shè)置為主機(jī)，從機(jī)通過(guò)按鍵輸入的方式來(lái)模擬病人在呼叫醫(yī)生；主機(jī)端分別設(shè)計(jì)了復(fù)位按鍵、無(wú)線接收、顯示、報(bào)警模塊；主機(jī)接收到從機(jī)的呼叫后，將在LCD顯示哪個(gè)按鍵按下，同時(shí)蜂鳴器報(bào)警，手動(dòng)按下呼叫響應(yīng)按鍵才能消除報(bào)警并清除顯示屏的呼叫信息。2.2系統(tǒng)方案系統(tǒng)的硬件部分分為主機(jī)和從機(jī)兩大模塊，從機(jī)模擬病人呼叫端使用了具有無(wú)線收發(fā)功能的NRF24L01，設(shè)計(jì)有按鍵輸入模塊模擬呼叫輸入，采用無(wú)線通信模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)與主機(jī)的通信。主要包括微型計(jì)算機(jī)STC89C51、鍵盤(pán)、LCD液晶顯示電路、NRF24L01芯片等，主機(jī)用來(lái)模擬醫(yī)生端，其采用STC89C51單片機(jī)作為控制器，采用LCD液晶顯示病人呼叫信息；并用蜂鳴器報(bào)警提示；設(shè)置一按鍵功能為手動(dòng)消除報(bào)警信息；使用無(wú)線通信模塊從而達(dá)成與從機(jī)通信的功能。2.3本章小結(jié)本章主要明確了系統(tǒng)所要達(dá)到的效果和要實(shí)現(xiàn)的功能以及實(shí)物的具體操作方式，繪出了主機(jī)和從機(jī)的系統(tǒng)組成框圖并闡述了整體的硬件構(gòu)成。3系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)該系統(tǒng)主電路是由STC89C51單片機(jī)電路為主的電路，系統(tǒng)將主、從機(jī)可以主要?jiǎng)澐譃槲鍌€(gè)模塊，分別為呼叫應(yīng)答模塊，呼叫按鍵模塊，數(shù)碼管顯示模塊，液晶顯示模塊，報(bào)警電路模塊。3.1系統(tǒng)主電路STC89C51目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各類(lèi)智能儀器儀表的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)工作；其外觀小巧，具有貼片式與插入式兩種外觀；芯片工作電壓低，外形小巧；以STC89C51為主的系統(tǒng)電路圖如下圖3.1所示。圖3.1STC89C51單片機(jī)最小系統(tǒng)該設(shè)計(jì)的系統(tǒng)主電路主要由STC89C51單片機(jī)電路為主。其為基本的最小控制單元電路系統(tǒng)，包括了晶振電路，其它的功能模塊均可以在此基礎(chǔ)上進(jìn)行相應(yīng)的功能擴(kuò)展。AT89C51本身是一個(gè)FLASH儲(chǔ)存器，在此基礎(chǔ)上有四十個(gè)引腳，這些引腳分為電源類(lèi)、I/O引腳類(lèi)、控制類(lèi)，時(shí)鐘類(lèi)。主機(jī)P2.1、P2.2、P2.3、P2.4依次連接了四個(gè)按鍵，作為病床的按鍵。從機(jī)P2.0連接警報(bào)裝置，P2.5、P2.6、P2.7連接顯示模塊。主機(jī)主電路圖如圖3.2所示。圖3.2主機(jī)主電路圖3.2系統(tǒng)硬件模塊根據(jù)設(shè)計(jì)方案的分析，以及前面章節(jié)的介紹分析，系統(tǒng)將主、從機(jī)可以主要?jiǎng)澐譃槲鍌€(gè)模塊。以下的詳細(xì)的介紹就是關(guān)于每個(gè)模塊的構(gòu)成及功能說(shuō)明。3.2.1呼叫響應(yīng)模塊呼叫輸入模塊主要為人機(jī)交互的一種手段，在主機(jī)端處，醫(yī)生可以按下按鍵來(lái)消除蜂鳴器所產(chǎn)生的報(bào)警，可以看成醫(yī)生對(duì)病人信號(hào)作出的一種反應(yīng)，代表醫(yī)生已經(jīng)處理完所有病房的需求。該模塊我使用了5V電磁式有源蜂鳴器結(jié)合8550三極管來(lái)實(shí)現(xiàn)，8550三極管是一個(gè)PNP型三極管。通過(guò)一個(gè)1K的電阻將三極管的基極、單片機(jī)的I/O口三者串聯(lián)，此時(shí)如果I/O口輸出低電平時(shí)，三極管處在導(dǎo)通狀態(tài)，蜂鳴器響起；而當(dāng)I/O口輸出高電平時(shí)，三極管將會(huì)處在截止?fàn)顟B(tài)，蜂鳴器停止聲響。呼叫響應(yīng)電路圖如圖3.3。圖3.3呼叫響應(yīng)電路圖3.2.2呼叫按鍵模塊呼叫模塊作為從機(jī)端，病人對(duì)醫(yī)生的一種呼叫請(qǐng)求；為模擬這種功能，本系統(tǒng)將在主機(jī)上設(shè)置4個(gè)按鍵，來(lái)模擬4個(gè)病床來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)醫(yī)生的呼叫功能，具體電路圖可以件圖3.4所示。圖3.4呼叫模塊電路圖3.2.3顯示模塊目前單片機(jī)控制技術(shù)的產(chǎn)品在選擇顯示模塊時(shí)主要有兩種比較常見(jiàn)的顯示方式，下面將對(duì)兩種顯示的手段開(kāi)展分析。數(shù)碼管顯示數(shù)碼管顯示分為共陰極數(shù)碼管和共陽(yáng)極數(shù)碼管，不同的數(shù)碼管對(duì)要求引腳的電平接入又存在有不同的區(qū)別。數(shù)碼管的外觀如圖3.5所示。每6個(gè)數(shù)碼管具有8個(gè)八段式的引腳；一般一個(gè)引腳輸出的擴(kuò)展芯片會(huì)與單片機(jī)引腳相連。當(dāng)數(shù)碼管顯示時(shí)，單片機(jī)I/O端口被大量占有。圖3.5八段數(shù)碼管顯示圖LCD1602液晶顯示該顯示方式的應(yīng)用已經(jīng)被普及。其為一種帶液晶屏的顯示方式，包含了16個(gè)引腳，其外觀如圖3.6所示。該方式不僅可以顯示數(shù)字，字母、漢字等字符也可以被顯示；引腳包含了數(shù)據(jù)端、使能端、電源接口端及讀寫(xiě)功能端。目前，該種顯示方式也在單片機(jī)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)中有了十分廣泛的應(yīng)用。圖3.6LCD1602液晶顯示器外觀示意圖顯示模塊主要用于對(duì)單片機(jī)所采集的從機(jī)所發(fā)出的護(hù)理呼叫請(qǐng)求進(jìn)行LCD在線顯示。液晶1602顯示屏不僅比數(shù)碼管更為專業(yè)，而且外觀也更加漂亮，而且相比之更節(jié)約電量，顯示功能也比之優(yōu)秀，綜上所述LCD1602作為設(shè)計(jì)的顯示模塊是最佳選擇。顯示模塊原理圖如圖3.7所示。圖3.7顯示模塊電路圖3.2.4報(bào)警電路模塊報(bào)警電路模塊主要實(shí)現(xiàn)從機(jī)對(duì)主機(jī)呼叫響應(yīng)的一種提示，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，需要選取報(bào)警器作為報(bào)警模塊對(duì)病人護(hù)理呼叫情況進(jìn)行報(bào)警提示，為此，從實(shí)際應(yīng)用角度出發(fā)，考慮經(jīng)濟(jì)性的要求；對(duì)三極管通斷的控制進(jìn)而可以控制控制蜂鳴器的使用狀態(tài)，使蜂鳴器能基本實(shí)現(xiàn)報(bào)警器的功能要求。蜂鳴器電路原理如圖3.8所示。圖3.8蜂鳴器電路原理圖3.2.5無(wú)線通信模塊無(wú)線通信芯片需要基本課題設(shè)計(jì)需要的傳輸速率與距離的通信要求，實(shí)現(xiàn)本課題的研究工作，選取一種無(wú)線通信的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)主機(jī)與從機(jī)之間的信號(hào)傳輸。我了解到的器件有ACM公司生產(chǎn)的單片發(fā)射芯片ACMTX16、臺(tái)灣普城公司生產(chǎn)PT2262/PT2272，還有NORDIC公司生產(chǎn)的NRF24L01，因?yàn)镹RF24L01芯片具有很多優(yōu)點(diǎn)，包括功耗低，價(jià)格低廉等，相比之下更適合本方案。通過(guò)FSK來(lái)調(diào)制NRF24L01。極為適用于單片機(jī)系統(tǒng)，同時(shí)還使用2.4GHz全球范圍內(nèi)都可以接收到的開(kāi)放ISM頻段，其極低的電流消耗也是它的優(yōu)點(diǎn)之一，其低工作電壓約為1.9V～3.6V，而在體積方面包含天線的大小也只有15×29mm；其還具有便于開(kāi)發(fā)的優(yōu)點(diǎn)：其鏈路層完全集成于模塊上，使得其較為便于開(kāi)發(fā)，可以按需求連接至各種單片機(jī)芯片，來(lái)實(shí)現(xiàn)其無(wú)線傳輸與通信的功能。NRF24L01引腳圖如圖3.9所示圖3.9NRF24L01引腳排列圖無(wú)線通信模塊電路圖如圖3.10所示。圖3.10無(wú)線通信模塊電路圖3.3本章小結(jié)本章節(jié)主要介紹了系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的4個(gè)模塊分別開(kāi)展了設(shè)計(jì)，同時(shí)將每個(gè)模塊的電路功能進(jìn)行了介紹。4系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)軟件部分分為主函數(shù)，LCD1602顯示函數(shù)，NRF24L01三部分介紹，結(jié)合上部分的硬件電路模塊，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)功能。4.1主函數(shù)4.1.1主函數(shù)設(shè)計(jì)介紹作為一個(gè)完整的程序必須含有voidmain（）主函數(shù)，遵循一般規(guī)則，我將單片機(jī)以及外圍器件的初始化放在主函數(shù)的開(kāi)頭部分，確保器件在接下來(lái)的正常使用并且對(duì)部分變量進(jìn)行重新賦值。在完成初始化后，函數(shù)將會(huì)進(jìn)入死循環(huán)，如未能正常進(jìn)入死循環(huán)，程序?qū)?huì)在第一次運(yùn)行后退出，而當(dāng)正常加入死循環(huán)程序時(shí)函數(shù)會(huì)不斷循環(huán)，從而實(shí)現(xiàn)檢測(cè)執(zhí)行的功能。同時(shí)需要注意主函數(shù)中最好不要加入過(guò)量的代碼，可以在采用函數(shù)封裝后再進(jìn)行主函數(shù)的調(diào)用，同時(shí)還能為后續(xù)的調(diào)試修改提供方便。呼叫端的主要功能為將NRF24L01初始化從而對(duì)按鍵信息進(jìn)行檢測(cè)，并使按鍵信息及時(shí)發(fā)送到接收端處理，具體流程圖如圖4.1所示。圖4.1呼叫端主函數(shù)流程圖在接收端上，對(duì)于呼叫端發(fā)送的信息能不斷地及時(shí)接收，并能及時(shí)顯示信息、使用按鍵的處理。具體流程圖如圖4.2所示。圖4.2主函數(shù)流程圖4.1.2主函數(shù)程序主函數(shù)參數(shù)說(shuō)明：voidmain(){ NRF24L01Int(); while(1) { scan(); led=~led; }}#ifndef_NRF24L01_H_#define_NRF24L01_H_#include<reg52.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint#defineTX_ADDR_WITDH5#defineRX_ADDR_WITDH5#defineTX_DATA_WITDH1#defineRX_DATA_WITDH1LCD1602初始化參數(shù)說(shuō)明：voidLCD_init(void){ LCD_write_command(0x38); LCD_write_command(0x38); LCD_write_command(0x38); LCD_write_command(0x0c); LCD_write_command(0x06); LCD_write_command(0x01); delay_n40us(200);}NRF24L01初始化參數(shù)說(shuō)明：voidNRF24L01Int(){ NRFDelay(2); CE=0; CSN=1; SCLK=0; IRQ=1; }顯示信息參數(shù)說(shuō)明：voiddisplay(void){ uchari=0; ucharj; if(n==0) { buzz=1; lcd1602_write_character(1,1,"Noonetocall"); LCD_disp_char(0,2,''); } else { buzz=0; lcd1602_write_character(1,1,"Emergencycall"); for(i=0;i<n;i++) LCD_disp_char(i*2,2,num[i]+0x30); for(j=i*2;j<16;j++) LCD_disp_char(j,2,''); }}4.2LCD1602顯示函數(shù)4.2.1顯示函數(shù)設(shè)計(jì)介紹經(jīng)嚴(yán)格按照廠家的時(shí)序條件下進(jìn)行編寫(xiě)，從而實(shí)現(xiàn)LCD1602的顯示功能。先將LCD1602需要顯示地方的地址使用代碼命令寫(xiě)入，接著按順序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行輸入。地址輸入完成后的第一個(gè)內(nèi)容顯示后地址會(huì)自動(dòng)加一。lcd1602_write_character(ucharx,uchary,uchar*p)為函數(shù)名，其三個(gè)參數(shù)中的x，y是顯示屏上的位置坐標(biāo)，*s為需要顯示的字符串。地址通過(guò)軟件結(jié)合位置坐標(biāo)計(jì)算出來(lái)。顯示函數(shù)流程圖如4.3所示。圖4.3顯示子函數(shù)流程圖4.2.2顯示函數(shù)程序正常顯示呼叫信息程序參數(shù)說(shuō)明：voiddisplay(void){ uchari=0; ucharj; if(n==0) { buzz=1; lcd1602_write_character(1,1,"Noonetocall"); LCD_disp_char(0,2,''); } else { buzz=0; lcd1602_write_character(1,1,"Emergencycall"); for(i=0;i<n;i++) LCD_disp_char(i*2,2,num[i]+0x30); for(j=i*2;j<16;j++) LCD_disp_char(j,2,''); }}處理呼叫信息程序參數(shù)說(shuō)明：voidchuli(uchardat){ uchari; bitf=0; dat=dat-0x30; for(i=0;i<n;i++) if(num[i]==dat) { i=n; f=1; } if(f==0) { num[n]=dat; n++; } }LCD1602顯示字符dat程序說(shuō)明：voidLCD_disp_char(ucharx,uchary,uchardat){ ucharadd; if(y==1) add=0x80+x; else add=0xc0+x; LCD_write_command(add); LCD_write_data(dat);}LCD1602顯示字符串*s程序說(shuō)明：voidlcd1602_write_character(ucharx,uchary,uchar*s){ ucharadd; if(y==1) add=0x80+x; else add=0xc0+x; LCD_write_command(add); while(*s!='\0') { LCD_write_data(*s++); }}4.3NRF24L01收發(fā)函數(shù)4.3.1收發(fā)函數(shù)介紹發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，按照SPI時(shí)序通過(guò)MCU先將接收節(jié)點(diǎn)的地址TX_ADDR以及有效數(shù)據(jù)TxData寫(xiě)入NRF24L01的緩存區(qū)，此處需注意寫(xiě)入TxDate時(shí)CSN保證處在低電平，在發(fā)射期間接收節(jié)點(diǎn)地址只需寫(xiě)入一次，再使CE處在高電平同時(shí)能保持至少10μs進(jìn)入發(fā)送模式，數(shù)據(jù)在130延遲后發(fā)出；接收應(yīng)答信號(hào)；同時(shí)確保應(yīng)答接收和接收節(jié)點(diǎn)這兩地址相同。NRF24L01發(fā)送數(shù)據(jù)的流程圖如4.4所示。圖4.4NRF24L01發(fā)送數(shù)據(jù)流程圖接收數(shù)據(jù)時(shí)，先將發(fā)送節(jié)點(diǎn)地址TX_ADDR通過(guò)單片機(jī)設(shè)置，再進(jìn)行130μs的延時(shí)后，使NRF24L01進(jìn)入接收狀態(tài)并等待數(shù)據(jù)的傳達(dá)。當(dāng)有效的地址和CRC在接收端能被接收到時(shí)，RX

FIFO被用來(lái)儲(chǔ)存數(shù)據(jù)包，同時(shí)通過(guò)RX_DR置高，IRQ變低，實(shí)現(xiàn)中斷功能，從而使單片機(jī)讀取數(shù)據(jù)功能實(shí)現(xiàn)。NRF24L01接收數(shù)據(jù)流程圖如4.5所示。圖4.5NRF24L01接收數(shù)據(jù)流程圖4.3.2收發(fā)函數(shù)程序配置NRF24L01處在發(fā)送模式并發(fā)送信息程序參數(shù)說(shuō)明：voidNRFSetTxMode(uchar*TxDate){CE=0; NRFWriteTxDate(W_REGISTER+TX_ADDR,TxAddr,TX_ADDR_WITDH); NRFWriteTxDate(W_REGISTER+RX_ADDR_P0,TxAddr,TX_ADDR_WITDH); NRFWriteTxDate(W_TX_PAYLOAD,TxDate,TX_DATA_WITDH); NRFWriteReg(W_REGISTER+EN_AA,0x01); NRFWriteReg(W_REGISTER+EN_RXADDR,0x01); NRFWriteReg(W_REGISTER+SETUP_RETR,0x0a); NRFWriteReg(W_REGISTER+RF_CH,0x40); NRFWriteReg(W_REGISTER+RF_SETUP,0x07); NRFWriteReg(W_REGISTER+CONFIG,0x0e); CE=1; NRFDelay(5);}配置NRF24L01接受應(yīng)答信號(hào)參數(shù)設(shè)計(jì)：ucharNRFCheckACK(){ sta=NRFReadReg(R_REGISTER+STATUS); if(TX_DS||MAX_RT) { NRFWriteReg(W_REGISTER+STATUS,0xff); CSN=0;

NRFSPI(FLUSH_TX);CSN=1; return(0);

} else return(1); }延時(shí)函數(shù)程序說(shuō)明：voidNRFDelay(uintt){uintx,y;for(x=t;x>0;x--)for(y=110;y>0;y--);}處理呼叫數(shù)據(jù)程序函數(shù)說(shuō)明：voidchuli(uchardat){ uchari; bitf=0; dat=dat-0x30; for(i=0;i<n;i++) if(num[i]==dat) { i=n; f=1; } if(f==0) { num[n]=dat; n++; } }按鍵和呼叫數(shù)據(jù)處理函數(shù)程序說(shuō)明：voidscan(){ uchari; if(key_ok==0) { delayms(7); if(key_ok==0) { if(n!=0) { for(i=0;i<n;i++) num[i]=num[i+1]; n--; } } while(!key_ok); } if(RevTempDate[0]!='0') { chuli(RevTempDate[0]); RevTempDate[0]='0'; }}4.4本章小結(jié)本章主要對(duì)基于STC89C51單片機(jī)的醫(yī)院無(wú)線護(hù)理呼叫系統(tǒng)的軟件模塊設(shè)計(jì)開(kāi)展了論述分析，并對(duì)整個(gè)控制的數(shù)據(jù)流程圖進(jìn)行了說(shuō)明描述，將編譯完成調(diào)試無(wú)誤的代碼下載至所開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)實(shí)物內(nèi)。5系統(tǒng)調(diào)試分別對(duì)系統(tǒng)硬件、軟件進(jìn)行調(diào)試，硬件調(diào)試以檢測(cè)電路的相關(guān)焊接問(wèn)題，電路排布和設(shè)計(jì)，元器件參數(shù)及功能為主，而軟件部分通過(guò)Keil、PL2302等軟件來(lái)調(diào)試。5.1系統(tǒng)硬件調(diào)試根據(jù)PCB圖的線路，和自制電路板對(duì)比檢查，從而判斷焊接和元器件放置是否正確，同時(shí)清點(diǎn)電路板上的元器件是否與PCB圖中的電路一致。在此過(guò)程中發(fā)現(xiàn)此類(lèi)問(wèn)題，再次檢查并及時(shí)解決。先通過(guò)數(shù)字萬(wàn)用表的二極管檔位檢查數(shù)字萬(wàn)用表是否可正常使用，當(dāng)兩表筆觸碰后萬(wàn)用表發(fā)出響聲基本能保證萬(wàn)用表可正常使用，再借助數(shù)字萬(wàn)用表檢查電路狀態(tài)和元器件功能完好，和檢查萬(wàn)用表是否正常的原理類(lèi)似，將兩表筆分別置于元器件兩端，觀察萬(wàn)用表內(nèi)置蜂鳴器是否響起并在拿開(kāi)表筆后響聲是否停止，結(jié)合設(shè)計(jì)所需功能，判斷元器件及線路是否正常。5.2系統(tǒng)軟件調(diào)試借助KEIL軟件、PL2303下載器對(duì)軟件正確性進(jìn)行檢測(cè)，接著再將軟件與系統(tǒng)硬件一同工作，從而調(diào)試電路整體的功能。系統(tǒng)的軟件都是使用Keil的軟件撰寫(xiě)的，使用PL2303下載器把通過(guò)程序生成的.hex文件下載至單片機(jī)內(nèi)。通過(guò)觀察系統(tǒng)的現(xiàn)狀和反復(fù)修改測(cè)試程序，完成一個(gè)完善的程序的編寫(xiě)。在系統(tǒng)軟件調(diào)試上主要遇到以下問(wèn)題。(1)一開(kāi)始數(shù)據(jù)無(wú)法發(fā)送成功。解決方法：仔細(xì)檢查程序和檢查手冊(cè)中所寫(xiě)的內(nèi)容，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何異常，而且接收端和發(fā)送端的地址是相同的，當(dāng)發(fā)送數(shù)據(jù)后，接收端接收到數(shù)據(jù)，但接收端未接收數(shù)據(jù)，在仔細(xì)閱讀了之前設(shè)計(jì)時(shí)所找資料后，之前認(rèn)為只需長(zhǎng)度設(shè)置的大于數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度就能實(shí)現(xiàn)功能的想法是不完整的，需要保證來(lái)自接收端和發(fā)送端的接收和發(fā)送的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度相同，這樣接收和發(fā)送功能才能實(shí)現(xiàn)，在按照得知的要求后修改了程序并成功實(shí)現(xiàn)功能。(2)清屏指令發(fā)出后，未能在LCD1602顯示屏上得以實(shí)現(xiàn)。解決方法：及時(shí)翻閱LCD1602的操作手冊(cè)，程序內(nèi)容和清屏指令0x01內(nèi)容一致，表明清屏功能未實(shí)現(xiàn)與程序發(fā)送指令無(wú)關(guān)，未能實(shí)現(xiàn)清屏功能可能是由于LCD1602的處理數(shù)據(jù)速度偏慢，發(fā)送了清屏指令后下一個(gè)內(nèi)容的顯示進(jìn)入了里面，從而清屏指令沒(méi)有在LCD1602中執(zhí)行。此時(shí)想到延時(shí)應(yīng)該是解決LCD1602缺陷的方法，所以決定在功能中添加了40ms延時(shí)，通過(guò)延時(shí)程序來(lái)完成。在使用新程序后清屏功能成功實(shí)現(xiàn)。后又詳細(xì)地閱讀操作手冊(cè)，了解到LCD1602清屏的執(zhí)行時(shí)間為1.64ms，經(jīng)考慮選擇后，使用了4ms的延時(shí)。5.3實(shí)物調(diào)試USB通電，打開(kāi)呼叫板開(kāi)關(guān)，顯示板顯示“Noonetocall”，呼叫板紅色小燈亮，系統(tǒng)進(jìn)入工作狀態(tài)圖5.1通電后顯示板及呼叫板隨機(jī)按下病房呼叫開(kāi)關(guān)，本次先按下“5”號(hào)病房開(kāi)關(guān)，蜂鳴器響，顯示器顯示“Emergencycall5”，顯示器下小燈閃爍一次。圖5.2接受信號(hào)后的顯示板按下多個(gè)不同病房，本次按下“1”、“2”、“3”病房開(kāi)關(guān)，顯示器顯示“Emergencycall5123”，蜂鳴器響，顯示器下小燈閃爍3次。圖5.3接受信號(hào)后的顯示板按下顯示器下左側(cè)的應(yīng)答按鈕，屏幕依次消失從前到后的“5”“1”“2”“3”病房的呼叫，所有病房的呼叫都收到應(yīng)答后，屏幕顯示“Noonetocall”，蜂鳴器停止響聲。圖5.4按下一次應(yīng)答按鈕后的顯示器圖5.5按下二次應(yīng)答按鈕后的顯示器圖5.6按下三次應(yīng)答按鈕后的顯示器圖5.7按下四次應(yīng)答按鈕后的顯示器5.4本章小結(jié)系統(tǒng)硬件、軟件以及實(shí)物的調(diào)試工作順利完成；經(jīng)調(diào)試后的系統(tǒng)基本滿足設(shè)計(jì)要求，本課題的基本預(yù)期目的達(dá)成。結(jié)語(yǔ)本文從系統(tǒng)設(shè)計(jì)的軟件與硬件開(kāi)發(fā)兩個(gè)維度對(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作開(kāi)展了詳細(xì)的描述與分析；系統(tǒng)的調(diào)試結(jié)果表明，本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)成果可以滿足預(yù)先制定的設(shè)計(jì)方案中的要求；對(duì)于實(shí)際使用具有一定參考價(jià)值；從設(shè)計(jì)成果來(lái)看，課題的預(yù)設(shè)要求得到滿足。我在這次設(shè)計(jì)的途中遇到了很多障礙和困難，在解決的過(guò)程中逐漸發(fā)現(xiàn)了自己的很多不足的地方并且使我提高了獨(dú)立自主解決問(wèn)題的能力。在整個(gè)設(shè)計(jì)的途中，我受到了老師細(xì)致的指導(dǎo)，同學(xué)們友善的幫助，校圖書(shū)館也給予了我很大的幫助，在逐步解決問(wèn)題的過(guò)程中我學(xué)到了很多的東西，改變了自己一些有問(wèn)題的想法。雖然中間難免的會(huì)遇到非常多的困難，但任何的困難對(duì)我來(lái)說(shuō)都是一種歷練。經(jīng)過(guò)這次歷練，我才真正深刻意識(shí)到自己的學(xué)習(xí)不能只停留在理論部分，很多時(shí)候?qū)嵺`要更加重要。并且這次設(shè)計(jì)中我也加深了對(duì)理論的認(rèn)識(shí)，能成功設(shè)計(jì)出該系統(tǒng)并撰寫(xiě)論文也增強(qiáng)了我的自信心，使我有勇氣去面對(duì)未來(lái)的挑戰(zhàn)，對(duì)我未來(lái)的工作有很大的幫助。參考文獻(xiàn)[1]趙麗芬，張學(xué)超，陳文娟，“傳感器技術(shù)及其應(yīng)用”課程教學(xué)改革，銅仁學(xué)院大數(shù)據(jù)學(xué)院，2017.09.[2]馬須敬，朱義彪，傳感器的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)，青島科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，2017.08.[3]李軍，韓波，李振杰，傳感器技術(shù)實(shí)踐教學(xué)改革與實(shí)踐，阜陽(yáng)師范學(xué)院計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院，2017.05.[4]郭玉霞，李志杰，基于ADS1256和STM32的數(shù)據(jù)采集裝置設(shè)計(jì)，甘肅工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電信學(xué)院，2018.12.[5]吳忠偉，何顯，山岳彤，基于51單片機(jī)的無(wú)線防丟器的設(shè)計(jì)研究，吉林建筑大學(xué)城建學(xué)院，2018.12.[6]張幼麟，簡(jiǎn)介51單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，樂(lè)山師范學(xué)院物理與電子信息系，2018.12.[7]王昱言，基于單片機(jī)的智能窗簾系統(tǒng)設(shè)計(jì)，江蘇省淮陰中學(xué)，2018.12.[8]張皓博，基于GSM技術(shù)的家用防盜硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)，黑龍江工業(yè)學(xué)院電氣與信息工程系，2018.12.[9]王冠龍，崔靚，朱學(xué)軍，基于數(shù)字PID算法的溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，寧夏大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，2018.12.[10]李雪等，智能溫度模糊控制PID系統(tǒng)設(shè)計(jì)，大連民族大學(xué)信息與通信工程學(xué)院，2018.11.[11]王瑩，黃梅王等，基于GSM技術(shù)的病房環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，河南理工大學(xué)醫(yī)學(xué)院，2018.12.[12]潘言全，智能手環(huán)的設(shè)計(jì)與制作，湖北師范大學(xué)物理與電子信息科學(xué)學(xué)院，2018.12.[13]徐越，徐志龍，陳萱，基于AT89C52的多功能數(shù)字鐘設(shè)計(jì)，華北理工大學(xué)電氣工程學(xué)院，2018.12.[14]王維佳，基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，鄭州大學(xué)物理工程學(xué)院，2018.12.[15]張歡歡，王冰玲，智能停車(chē)收費(fèi)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)，安徽三聯(lián)學(xué)院，2018.12.[16]劉佳樂(lè)，基于單片機(jī)的電子密碼鎖設(shè)計(jì)，蘭州工業(yè)學(xué)院電氣工程學(xué)院，2018.12.[17]許雪梅等，基于單片機(jī)的交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院，2018.12.[18]吳玉玉等，基于單片機(jī)的電子萬(wàn)年歷設(shè)計(jì)，甘