nrf24l01射频通信的病房呼叫器设计
摘 要本论文主要对一款通过STC89C51的无线病房呼叫器控制系统进行了研究和构建，通过对如今国际上市面上常用的无线病房呼叫器进行了广泛调查之后，看出这种系统价格比较高，本论文认为能够通过STC89C51结合LCD1602、有源蜂鸣器和NRF24L01等电子元件完成一款性价比都远高于相关产品的构建。在硬件上通过对单片机最小系统电路以及LCD1602显示电路、有源蜂鸣器电路和射频无线通信电路等电路的构建，制作了一款能够实现患者无线呼叫护士、病床编号显示、声音提示等功能的病房无线呼叫系统，通过了丰富的优化设计并对每一个性能进行反复测试后，这个系统发挥出了非常高的稳定性和实用价值，更为重要的是这个系统工作效率方面特别高，符合低功耗特点，如果把它进行推向市场并且推向市场，可以对减少市场上相关产品的成本具有明显效果。
目录
引言 1
一、 系统组成 2
二、 单片机简介 3
三、 病房端系统硬件电路设计 3
（一） 最小系统电路设计 3
（二） 呼叫信号无线发射电路设计 4
（三） 呼叫按键电路设计 5
四、 护士房终端系统电路设计 6
（一） 呼叫信号无线接收电路设计 6
（二） 病床号显示电路设计 6
（三） 声音提示电路设计 6
（四） 确认呼叫按键电路设计 7
五、 系统软件设计 7
（一） 无线病房呼叫器的主程序设计 7
（二） 液晶显示子程序设计 8
（三） 无线信号收发子程序设计 10
六、 实物制作与安装 11
（一） 实物安装 11
（二） 调试问题 14
结束语 14
参考文献 16
致 谢 17
附录一 原理图 18
附录二 PCB图 20
附录三 元件列表 22
附录四 源程序 23
引言
智能无线病房呼叫器控制系统的完成不只依靠研发人员的卓越智慧，更与电子器件的研发生产技术的持续成熟有密切关系，在大规模集成电路技术出现之前，假如要实现一个简易的功能往 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
往所需要多个复杂的电路进行相互之间连接才能够实现，而自从有了集成芯片，单片芯片就能够完成多种复杂的指标，所以在这之前只能停留在想象阶段的设计方案都获得了完美的实现。本课题所说的智能无线病房呼叫器控制系统事实上是指在系统里面嵌入了一定程度的智能处理目标代码的控制系统，与传统的系统相比它早已不再是一种普通的控制系统了，由于里面通过微处理器芯片而且结合含有高效智能的软件代码当作组合，所以它的智能程度非常高，在硬件上通过对智能传感器和其他驱动器的设计，它将能够完成众多传统无线病房呼叫器系统所不具备的智能功能。智能无线病房呼叫器控制系统能够完成对外部数据的高速采集与此同时交由里面高性能内核进行快速运算并得到结果，通过软硬件电路的灵活配合完成高速的识别、运算、校验以及判断等功能，该性能的完成颠覆了人们内心中还保存着的对传统无线病房呼叫器控制系统的深刻记忆，与此同时这类智能功能的实现亦标志着电子技术已经进入了一个崭新的时代，在此基础上本毕业设计将提出对一种智能无线病房呼叫器控制系统的构建，通过对这个系统的设计理念、发展现状和软硬件系统的配置，来验证设计方案的可行性。二十世纪中期是电子技术的一个重大转变时期，曾经半导体技术初露头角，初期的半导体设计技术已经使得半导体材料表现出了良好的属性特征，这一现象被非常多科学家意识到在未来不久电子系统将进入半导体时代，果不其然在不到十年间的时间里，愈发多的半导体器件被设计出来并立即投入到了应用，二极管、三极管是最为常见的半导体材料，有了这些半导体材料角色的加入，电路中的电压电流放大已能够表现的随心所欲，许许多多的智能技术全是以该功能当作前提的。伴随着经济水平和科学技术的不断前进人们对高性价比的无线病房呼叫器控制系统的追求脚步始终没有停止，在半导体技术和控制芯片设计技术还没有出现而且完善此前，智能无线病房呼叫器控制系统是不可能完成的，人们许许多多的想法都只能停留在想象阶段，直到单片机技术完善之后，智能无线病房呼叫器系统才开始不断涌入人们的生产生活中。因为单片机芯片的设计需要半导体技术、集成电路技术、总线技术以及控制器技术等多门技术学科当作铺垫，所以单片机的实现是多门学科的一个综合产物，通过主控芯片结合程序代码而完成无线病房呼叫器控制系统就这样具有了特别高程度的智能特性，它在很大程度上把设计者的设计思想进行全面表现。本课题将以此为背景构建一款以STC89C51当作控制器的智能无线病房呼叫器控制系统，在性能和性价比参数方面对如今市面上的产品现状进行优化和增加。
如今国内外对于无线病房呼叫器系统的研究虽然完成了非常大的收获，然而在系统运行过程中所产生的参数精度上还不是尤为高，如果要实现高精度结果的输出，国内外相关研究小组还需要走很长一段路。国际上的许多相关企业和高校研究小组都正在投入大量精力对无线病房呼叫器系统进行设计，通过他们的大力研究以及对无线病房呼叫器系统的持续推广，目前高性能的无线病房呼叫器系统早已实现了普及而且成本实现了大幅度下降，今日几乎全部系统都在使用单片机等微处理器芯片来当作主控核心。当前国际上都在做的一件事是如何降低无线病房呼叫器控制系统的总体功耗，这含有对系统内部主控运行频率、传感器选型以及工作方式等关键部分的控制，对这些工作模块的功耗管理是当前国内外的研究中心，这是因为嵌入式无线病房呼叫器系统所要解决的关键问题即是如何完成最低的功率消耗。
这次论文通过对当前市面上很多无线病房呼叫器产品进行了调查后制订了研究目标，由于功效比较高档的产品成本都相当昂贵，没有办法做到大规模的普及，由此提出使用价格低廉的STC89C51来当作主控核心，结合其它价格低廉的LCD1602、有源蜂鸣器和NRF24L01，实现一种比较高效果的无线病房呼叫器控制系统，下列为本课题所要实现的指标功能。
1.具有多路呼叫按键，安置在病房中；
2.当病人按下呼叫按键后，呼叫信号能够立即通过无线方式发送到护士房中的终端；
3.终端具有显示呼叫号码以及发出呼叫提示声音的功能，能够在STC89C51的高低电平驱动下实现蜂鸣器的启动或关闭，实现声音提示信号的产生；
4.当护士收到呼叫信号后，按下确认件，终端停止呼叫；???
5.能够通过NRF24L01射频通信模块对无线数据进行接收和发射，以2.4GHz的射频信号进行无线通信；
系统组成
本课题通过Visio软件绘制了一个无线病房呼叫器系统的结构框图，无线病房呼叫器系统的单片机最小系统电路由复位电路和时钟电路和STC89C51芯片组成，它是整个系统的关键核心，用于完成对LCD1602、有源蜂鸣器和NRF24L01等电子元件进行控制。
1.配置LCD1602液晶屏电路，通过单片机对该模块的驱动，LCD1602液晶屏电路用于实现病房呼叫号码的高清显示功能；
2.配置蜂鸣器电路，单片机通过高低电平信号对其进行驱动，该电路用于实现病房呼叫信号的提示；
目录
引言 1
一、 系统组成 2
二、 单片机简介 3
三、 病房端系统硬件电路设计 3
（一） 最小系统电路设计 3
（二） 呼叫信号无线发射电路设计 4
（三） 呼叫按键电路设计 5
四、 护士房终端系统电路设计 6
（一） 呼叫信号无线接收电路设计 6
（二） 病床号显示电路设计 6
（三） 声音提示电路设计 6
（四） 确认呼叫按键电路设计 7
五、 系统软件设计 7
（一） 无线病房呼叫器的主程序设计 7
（二） 液晶显示子程序设计 8
（三） 无线信号收发子程序设计 10
六、 实物制作与安装 11
（一） 实物安装 11
（二） 调试问题 14
结束语 14
参考文献 16
致 谢 17
附录一 原理图 18
附录二 PCB图 20
附录三 元件列表 22
附录四 源程序 23
引言
智能无线病房呼叫器控制系统的完成不只依靠研发人员的卓越智慧，更与电子器件的研发生产技术的持续成熟有密切关系，在大规模集成电路技术出现之前，假如要实现一个简易的功能往 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
往所需要多个复杂的电路进行相互之间连接才能够实现，而自从有了集成芯片，单片芯片就能够完成多种复杂的指标，所以在这之前只能停留在想象阶段的设计方案都获得了完美的实现。本课题所说的智能无线病房呼叫器控制系统事实上是指在系统里面嵌入了一定程度的智能处理目标代码的控制系统，与传统的系统相比它早已不再是一种普通的控制系统了，由于里面通过微处理器芯片而且结合含有高效智能的软件代码当作组合，所以它的智能程度非常高，在硬件上通过对智能传感器和其他驱动器的设计，它将能够完成众多传统无线病房呼叫器系统所不具备的智能功能。智能无线病房呼叫器控制系统能够完成对外部数据的高速采集与此同时交由里面高性能内核进行快速运算并得到结果，通过软硬件电路的灵活配合完成高速的识别、运算、校验以及判断等功能，该性能的完成颠覆了人们内心中还保存着的对传统无线病房呼叫器控制系统的深刻记忆，与此同时这类智能功能的实现亦标志着电子技术已经进入了一个崭新的时代，在此基础上本毕业设计将提出对一种智能无线病房呼叫器控制系统的构建，通过对这个系统的设计理念、发展现状和软硬件系统的配置，来验证设计方案的可行性。二十世纪中期是电子技术的一个重大转变时期，曾经半导体技术初露头角，初期的半导体设计技术已经使得半导体材料表现出了良好的属性特征，这一现象被非常多科学家意识到在未来不久电子系统将进入半导体时代，果不其然在不到十年间的时间里，愈发多的半导体器件被设计出来并立即投入到了应用，二极管、三极管是最为常见的半导体材料，有了这些半导体材料角色的加入，电路中的电压电流放大已能够表现的随心所欲，许许多多的智能技术全是以该功能当作前提的。伴随着经济水平和科学技术的不断前进人们对高性价比的无线病房呼叫器控制系统的追求脚步始终没有停止，在半导体技术和控制芯片设计技术还没有出现而且完善此前，智能无线病房呼叫器控制系统是不可能完成的，人们许许多多的想法都只能停留在想象阶段，直到单片机技术完善之后，智能无线病房呼叫器系统才开始不断涌入人们的生产生活中。因为单片机芯片的设计需要半导体技术、集成电路技术、总线技术以及控制器技术等多门技术学科当作铺垫，所以单片机的实现是多门学科的一个综合产物，通过主控芯片结合程序代码而完成无线病房呼叫器控制系统就这样具有了特别高程度的智能特性，它在很大程度上把设计者的设计思想进行全面表现。本课题将以此为背景构建一款以STC89C51当作控制器的智能无线病房呼叫器控制系统，在性能和性价比参数方面对如今市面上的产品现状进行优化和增加。
如今国内外对于无线病房呼叫器系统的研究虽然完成了非常大的收获，然而在系统运行过程中所产生的参数精度上还不是尤为高，如果要实现高精度结果的输出，国内外相关研究小组还需要走很长一段路。国际上的许多相关企业和高校研究小组都正在投入大量精力对无线病房呼叫器系统进行设计，通过他们的大力研究以及对无线病房呼叫器系统的持续推广，目前高性能的无线病房呼叫器系统早已实现了普及而且成本实现了大幅度下降，今日几乎全部系统都在使用单片机等微处理器芯片来当作主控核心。当前国际上都在做的一件事是如何降低无线病房呼叫器控制系统的总体功耗，这含有对系统内部主控运行频率、传感器选型以及工作方式等关键部分的控制，对这些工作模块的功耗管理是当前国内外的研究中心，这是因为嵌入式无线病房呼叫器系统所要解决的关键问题即是如何完成最低的功率消耗。
这次论文通过对当前市面上很多无线病房呼叫器产品进行了调查后制订了研究目标，由于功效比较高档的产品成本都相当昂贵，没有办法做到大规模的普及，由此提出使用价格低廉的STC89C51来当作主控核心，结合其它价格低廉的LCD1602、有源蜂鸣器和NRF24L01，实现一种比较高效果的无线病房呼叫器控制系统，下列为本课题所要实现的指标功能。
1.具有多路呼叫按键，安置在病房中；
2.当病人按下呼叫按键后，呼叫信号能够立即通过无线方式发送到护士房中的终端；
3.终端具有显示呼叫号码以及发出呼叫提示声音的功能，能够在STC89C51的高低电平驱动下实现蜂鸣器的启动或关闭，实现声音提示信号的产生；
4.当护士收到呼叫信号后，按下确认件，终端停止呼叫；???
5.能够通过NRF24L01射频通信模块对无线数据进行接收和发射，以2.4GHz的射频信号进行无线通信；
系统组成
本课题通过Visio软件绘制了一个无线病房呼叫器系统的结构框图，无线病房呼叫器系统的单片机最小系统电路由复位电路和时钟电路和STC89C51芯片组成，它是整个系统的关键核心，用于完成对LCD1602、有源蜂鸣器和NRF24L01等电子元件进行控制。
1.配置LCD1602液晶屏电路，通过单片机对该模块的驱动，LCD1602液晶屏电路用于实现病房呼叫号码的高清显示功能；
2.配置蜂鸣器电路，单片机通过高低电平信号对其进行驱动，该电路用于实现病房呼叫信号的提示；
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