基于单片机的无线病房呼叫系统的设计
基于单片机的无线病房呼叫系统的设计[20200131190301]
日期： 摘 要
本文介绍了一种基于AT89C51单片机设计的病房无线呼叫系统。该系统由无线收发模块、LED显示模块、功能按键模块等组成。该系统所用到的无线收发系统是低功耗低价位通用的PT2262/PT2272编解码电路，利用单片机的串行半双工通信来实现。该系统主要实现从机按键呼叫，主机显示呼叫号码，主机可按键复位。研究表明这种病房呼叫系统使用方便、快捷，可靠性高，在医院、茶吧、自助餐厅等领域具有较高的推广价值。
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关键字:AT89C51；编解码电路；无线呼叫
一、引 言 2
（一）课题背景及研究意义 2
（二）国内外研究现状 2
（三）研究内容 2
二、系统总体设计方案 3
（一）系统设计要求 3
（二）单片机选型 3
（二）无线接收模块设计方案 6
（三）显示模块设计方案 7
三、硬件电路的设计 9
（一）整体设计 9
（二）各模块设计 10
1.单片机最小系统 10
2.无线收发模块 12
3.显示模块 14
4.按键模块 17
四、软件设计 17
（一）主机程序设计 17
（二）从机程序设计 18
1.键盘扫描子程序 18
2.延时子程序 19
五、结束语 20
致 谢 21
参考文献 22
附录 23
附录一:系统原理图 23
附录二：源程序 25
一、引 言
（一）课题背景及研究意义
随着医疗体制改革的不断深化和医疗事业的快速发展，越来越多的人们需要迅捷、方便地得到医院的各种各样的医疗服务，这必将使医院之间的竞争日趋激烈。衡量一个医院的综合水平高低，除了软、硬件设施以外，更要比服务。病房呼叫是传送临床信息的重要部分，病房呼叫系统是病人呼叫值班医生和护士诊断和护理的紧急系统。该系统既是方便了病人能够及时得到治疗和护理，也为医生和护士能够及时了解病人情况提供了便利。病房呼叫系统系着病人的安危，历年来受到各大医院的普遍重视，病房呼叫系统方便，可行，及时准确。病房无线呼叫系统避免了有线的一些缺点，尤其是病房无线呼叫系统是智能化的一种产品，可以及时准确的找到病人所在位置和哪位病人有需要，及时解决病人的各种问题。例如：当病人有身体不适或其他需要时，可以按下从机键，那么主机就可以显示该病床号码，医院护士或医生可以及时找到病人，为其进行治疗；医院的输液室人员较多，几乎是每位患者一个流动椅，安装有线的呼叫系统工程繁杂，因此可以使用无线呼叫系统，在每把流动椅的椅柄上可以安装无线呼叫器，必要时可以每位患者人手一个，并且可以让患者使用换水或是拔针的专用按钮，这样可以让病人更及时的得到医生准确有效的治疗。
（二）国内外研究现状
在国内稳定的经济发展情势下，人们对生活品质的要求越来越高，对自己的消费应得的服务的要求也越来越高。因此，现在国内许多场所采用先进的技术，带给客人智能化的服务，运用呼叫系统实现服务的智能化也是当下各大企业的一大热点。目前国内许多中小医院还是采用人工呼叫的方式，这样的方式给病人和医生都造成了不便。因此无线呼叫系统有一定的发展前景，可以让医疗水平推向先进化，国际化。
在国外，无线呼叫系统逐渐普及，研究人员更是推陈出新，无线呼叫系统的运用也变的多元化。无线呼叫加上语音对讲功能，大大节约了时间，可以让医生更及时的处理病患的问题，让医院的服务更舒心，病患就医更放心。
（三）研究内容
本文主要介绍了基于单片机的病房无线呼叫系统的设计，当病患有需要时可以按下对应按钮，通过无线发射到主机，主机接收到信号便在终端的显示屏上显示出号码，医护人员可以及时应答。
本系统主要是由一个小型的单片机系统组成，适用范围广，例如可以运用在医院的无线病房呼叫、餐厅的点餐、音乐茶吧的服务等。这种系统便捷，安全可靠，因此更受青睐，有一定的发展前景。
二、系统总体设计方案
本系统主要实现从机呼叫，主机接收呼叫信息并显示呼叫号码的功能。
（一）系统设计要求
1.当无人进行呼叫时，从机的按键没有按下，主机没有接收到任何信号，主机的LED数码管未亮且未显示病房号和床号等相关的按键号。
2.当病房有情况时，病人按下相应的按键，从机通过无线收发模块的发射模块发射出无线信号，信号传到主机在进行解码，主机的LED显示出相应的号码，医生或是护士将会接收到信息进行紧急处理。
3.每个分机的地址不一样，不会发生分机相互间的干扰，串码现象。因为发射模块有四个口是直接和单片机的功能口相连的，通过单片机发射高四位码与低四位码，至少会有2的8次方种的地址编码。同时，地址码还可以扩展，服务于更多的地址。
4.当主机无线接收系统收到任意从机的呼叫信号时，LED数码管出现编号，给医护人员一个视觉的视觉，提示他们病房有突发呼叫情况。LED数码管显示出被呼叫病房号码和床号，再可以是呼叫次数，告诉值班室医务人员确切的病人位置，以便准确而快速的给病人提供帮助。
5.主机的医护人员接收到呼叫信号后便可以按复位按钮将系统复位，回到初始状态，以免信息过多造成干扰，影响医护人员对病人的帮助。
根据系统设计要求，主要以AT89C51单片机为主要控制器，包括按键模块、无线收发模块和显示模块等部分。
（二）单片机选型
方案一：AT89S51是一个功耗低的，性能高的单片机，是一个可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器 ，器件采用高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统 及80C51引脚 结构，芯片内集成了通用8位中央处理器 和ISP Flash存储单元 ，AT89S51在众多嵌入式控制应用系统中得到了大量的应用。AT89S51支持串口下载和USB下载,但是USB的稳定性欠佳，还有自身的Debug。
方案二： AT89C51是一个带有4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能的微处理器，俗称单片机。该器件采用高密度且非易失存储器制造技术制造形成的，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，在生活中用途十分广泛。
相比较之下，由于本人对AT89C51的了解以及在电子设计中经常使用，本设计采用的是大家比较熟悉的AT89C51单片机芯片。
CMCS-51 兼容 4K字节可编程闪烁存储器是AT89C51的主要特性，它的寿命较长，且数据可以保存十年之久。全静态工作在0Hz-24Hz频率范围，有三级程序存储器锁定、128*8位内部RAM、32可编程I/O线、两个16位定时器/计数器、5个中断源 、可编程串行通道低功耗的闲置和掉电模式片内振荡器和时钟电路。
整个PEROM阵列和三个锁定位的电擦除了可通过正确的控制信号组合之外，还得保持ALE的管脚处于低电平10ms 才能完成。在芯片操作过程中，代码阵列全被写为“1”且在任何非空存储字节被重复编辑之前，该操作必须被执行。
并且AT89C51设有稳态逻辑状态，可以在低到零频率的条件下转变为静态逻辑，支持两种软件可选的掉电模式。在闲置模式下，CPU停止工作。但RAM，定时器，计数器，串口和中断系统仍在工作。在掉电模式下，保存RAM的内容并且冻结振荡器，禁止使用其他芯片功能，直到下一个硬件复位为止。以下为单片机AT89C51引脚图和实物图如图1所示。
日期： 摘 要
本文介绍了一种基于AT89C51单片机设计的病房无线呼叫系统。该系统由无线收发模块、LED显示模块、功能按键模块等组成。该系统所用到的无线收发系统是低功耗低价位通用的PT2262/PT2272编解码电路，利用单片机的串行半双工通信来实现。该系统主要实现从机按键呼叫，主机显示呼叫号码，主机可按键复位。研究表明这种病房呼叫系统使用方便、快捷，可靠性高，在医院、茶吧、自助餐厅等领域具有较高的推广价值。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:AT89C51；编解码电路；无线呼叫
一、引 言 2
（一）课题背景及研究意义 2
（二）国内外研究现状 2
（三）研究内容 2
二、系统总体设计方案 3
（一）系统设计要求 3
（二）单片机选型 3
（二）无线接收模块设计方案 6
（三）显示模块设计方案 7
三、硬件电路的设计 9
（一）整体设计 9
（二）各模块设计 10
1.单片机最小系统 10
2.无线收发模块 12
3.显示模块 14
4.按键模块 17
四、软件设计 17
（一）主机程序设计 17
（二）从机程序设计 18
1.键盘扫描子程序 18
2.延时子程序 19
五、结束语 20
致 谢 21
参考文献 22
附录 23
附录一:系统原理图 23
附录二：源程序 25
一、引 言
（一）课题背景及研究意义
随着医疗体制改革的不断深化和医疗事业的快速发展，越来越多的人们需要迅捷、方便地得到医院的各种各样的医疗服务，这必将使医院之间的竞争日趋激烈。衡量一个医院的综合水平高低，除了软、硬件设施以外，更要比服务。病房呼叫是传送临床信息的重要部分，病房呼叫系统是病人呼叫值班医生和护士诊断和护理的紧急系统。该系统既是方便了病人能够及时得到治疗和护理，也为医生和护士能够及时了解病人情况提供了便利。病房呼叫系统系着病人的安危，历年来受到各大医院的普遍重视，病房呼叫系统方便，可行，及时准确。病房无线呼叫系统避免了有线的一些缺点，尤其是病房无线呼叫系统是智能化的一种产品，可以及时准确的找到病人所在位置和哪位病人有需要，及时解决病人的各种问题。例如：当病人有身体不适或其他需要时，可以按下从机键，那么主机就可以显示该病床号码，医院护士或医生可以及时找到病人，为其进行治疗；医院的输液室人员较多，几乎是每位患者一个流动椅，安装有线的呼叫系统工程繁杂，因此可以使用无线呼叫系统，在每把流动椅的椅柄上可以安装无线呼叫器，必要时可以每位患者人手一个，并且可以让患者使用换水或是拔针的专用按钮，这样可以让病人更及时的得到医生准确有效的治疗。
（二）国内外研究现状
在国内稳定的经济发展情势下，人们对生活品质的要求越来越高，对自己的消费应得的服务的要求也越来越高。因此，现在国内许多场所采用先进的技术，带给客人智能化的服务，运用呼叫系统实现服务的智能化也是当下各大企业的一大热点。目前国内许多中小医院还是采用人工呼叫的方式，这样的方式给病人和医生都造成了不便。因此无线呼叫系统有一定的发展前景，可以让医疗水平推向先进化，国际化。
在国外，无线呼叫系统逐渐普及，研究人员更是推陈出新，无线呼叫系统的运用也变的多元化。无线呼叫加上语音对讲功能，大大节约了时间，可以让医生更及时的处理病患的问题，让医院的服务更舒心，病患就医更放心。
（三）研究内容
本文主要介绍了基于单片机的病房无线呼叫系统的设计，当病患有需要时可以按下对应按钮，通过无线发射到主机，主机接收到信号便在终端的显示屏上显示出号码，医护人员可以及时应答。
本系统主要是由一个小型的单片机系统组成，适用范围广，例如可以运用在医院的无线病房呼叫、餐厅的点餐、音乐茶吧的服务等。这种系统便捷，安全可靠，因此更受青睐，有一定的发展前景。
二、系统总体设计方案
本系统主要实现从机呼叫，主机接收呼叫信息并显示呼叫号码的功能。
（一）系统设计要求
1.当无人进行呼叫时，从机的按键没有按下，主机没有接收到任何信号，主机的LED数码管未亮且未显示病房号和床号等相关的按键号。
2.当病房有情况时，病人按下相应的按键，从机通过无线收发模块的发射模块发射出无线信号，信号传到主机在进行解码，主机的LED显示出相应的号码，医生或是护士将会接收到信息进行紧急处理。
3.每个分机的地址不一样，不会发生分机相互间的干扰，串码现象。因为发射模块有四个口是直接和单片机的功能口相连的，通过单片机发射高四位码与低四位码，至少会有2的8次方种的地址编码。同时，地址码还可以扩展，服务于更多的地址。
4.当主机无线接收系统收到任意从机的呼叫信号时，LED数码管出现编号，给医护人员一个视觉的视觉，提示他们病房有突发呼叫情况。LED数码管显示出被呼叫病房号码和床号，再可以是呼叫次数，告诉值班室医务人员确切的病人位置，以便准确而快速的给病人提供帮助。
5.主机的医护人员接收到呼叫信号后便可以按复位按钮将系统复位，回到初始状态，以免信息过多造成干扰，影响医护人员对病人的帮助。
根据系统设计要求，主要以AT89C51单片机为主要控制器，包括按键模块、无线收发模块和显示模块等部分。
（二）单片机选型
方案一：AT89S51是一个功耗低的，性能高的单片机，是一个可反复擦写1000次的Flash
方案二： AT89C51是一个带有4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能的微处理器，俗称单片机。该器件采用高密度且非易失存储器制造技术制造形成的，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，在生活中用途十分广泛。
相比较之下，由于本人对AT89C51的了解以及在电子设计中经常使用，本设计采用的是大家比较熟悉的AT89C51单片机芯片。
CMCS-51 兼容 4K字节可编程闪烁存储器是AT89C51的主要特性，它的寿命较长，且数据可以保存十年之久。全静态工作在0Hz-24Hz频率范围，有三级程序存储器锁定、128*8位内部RAM、32可编程I/O线、两个16位定时器/计数器、5个中断源 、可编程串行通道低功耗的闲置和掉电模式片内振荡器和时钟电路。
整个PEROM阵列和三个锁定位的电擦除了可通过正确的控制信号组合之外，还得保持ALE的管脚处于低电平10ms 才能完成。在芯片操作过程中，代码阵列全被写为“1”且在任何非空存储字节被重复编辑之前，该操作必须被执行。
并且AT89C51设有稳态逻辑状态，可以在低到零频率的条件下转变为静态逻辑，支持两种软件可选的掉电模式。在闲置模式下，CPU停止工作。但RAM，定时器，计数器，串口和中断系统仍在工作。在掉电模式下，保存RAM的内容并且冻结振荡器，禁止使用其他芯片功能，直到下一个硬件复位为止。以下为单片机AT89C51引脚图和实物图如图1所示。
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