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单片机病房呼叫系统
摘要：本论文是基于AT89S52单片机设计的病房呼叫系统设计。每床都有一个按键，当患者有需要的时候，按下按键，此时，值班室的系统板上会显示此患者的床位号，并且震铃3秒.当呼叫源有呼叫信号时，在系统上有相应的声、光呼叫信号指示，并能显示出呼叫号码.然后护士按下“响应"键取消当前呼叫。本系统是一个64个床位的的病房呼叫系统，具有安装方便，成本低、维修快，布线简单，不需用复杂编程等特点。通过利用Proteus专用仿真软件对其仿真，使其更加突出本设计的正确性与实用性.最后不需用复杂的编程与布线从而实现多功能的病房呼叫系统的功能。它不仅体现出现代科技的发展带来的便利，也展示出人类的智慧.
关键词: AT89S52；病房呼叫；数据传输
课题设计的主要目标
根据国外与国内病房呼叫系统发展趋势，本课题设计的主要目标如下：
利用51系列单片机进行病房呼叫系统设计。
利用独立式键盘作为呼叫按钮。
利用两位八段数码管来显示病房呼叫的病床号。
利用Proteus ISIS仿真软件对病房呼叫系统功能进行仿真.
病房呼叫系统设计要求
（1）设计一个可容64张床位的病房呼叫系统。
（2）要求每个床位都有一个按钮，当患者需要呼叫护士时，按下按钮。此时护士值班室内的呼叫系统板上显示该患者的床位号，并振铃3秒。当护士按下“响应”键时，取消当前呼叫。
病房呼叫系统设计总体方案
由于需要比较多的输入输出口，所以采用内部存储资源比较多的AT89S52单片机,2位LED动态显示，需要10根数据线，其中8根作为线选，相当于地址线，选择其中一位显示，另外2根作为LED显示码输 入线。根据按键要求，每个病床位需要一个按钮，共64个.扬声器可以用一个准I／O口.采用AT89S52作为运算和控制单元完全满足系统的需求。
系统模块方案的选择与论证
系统单片机的选择与论证
方案一：采用单片机AT89S52，AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系统可编程Flash 存储器。使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容.片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。
方案二：采用单片机PIC16F877（A），PIC16F877（A)也是八位的单片机同时具有低工作电压、低功耗、
驱动能力强等特点.PIC系列单片机的I/O 口是双向的，其输出电路为CMOS互补推挽输出电路，它的专用寄存器（SFR)是分散在四个地址区间内而51系列是集中在一个固定的区间地址即80H—FFH之间。
以上两种方案，方案一优点：ATS52的储存空间大，而且ROM可以扩展并且其引脚数比方案二多.最重要是方案要求编程简单，它的寄存器只有一个地址区间因此编程要比方案二简单的多.方案二缺点：因为寄存器的地址区间分散，所以给编程带来很多瓶颈。还有PIC单片机的性能没有51系列稳定。因此
综上所述，选择方案一。
键盘方案的选择与论证
方案一：采用矩阵式键盘，此类键盘采用矩阵式行列扫描方式，优点是可减少占用单片机的I/O口数目，使CPU有足够的资源去处理其他的工作（多机通讯）。
镜片镀膜机方案二：采用独立式按键电路，每个按键单独占有一根I/O接口线，每个I/O口的工作状态互不影响，此类键盘采用端口直接扫描方式。缺点为当按键较多时占用单片机的I/O口数目较多。
方案三：采用由8255驱动的PC机键盘。优点：占用单片机的I/O口少。缺点：键盘太大且驱动程序复杂，影响美观。
综合考虑以上的方案及题目要求，由于系统需要用到的I/O端口比较多，所以采用了方案一。
显示方案的选择与论证
方案一：采用传统的两个8位数码管（LED）动态扫描显示传输的数据信息。方案二：采用16位字符型液晶（LCD）显示各种相关数据和信息，充分用4行液晶显示的大容量特性。
培训台
以上两种方案中，方案一优点：软件驱动简单，硬件电路调试方便，显示信息量足够用，而且结构简单；而方案二缺点：采用的16位字符型液晶（LCD)显示属于低功耗器件，但是构造复杂，而且成本比较高.经过比较选用方案一。
基于单片机病房呼叫系统的硬件主要是利用单片机AT89S52，然后通过独立式键盘来获取呼叫的病床号，其次通过两位的八段数码管显示出病床号同时也利用报警电路进行病房呼叫报警，最后利用复位电路对整个呼叫系统进行复位，使其恢复到初始化状态.以下是系统总体主要硬件设计。
系统硬件设计
复位电路
RST引脚是复位信号输入端，高电平有效.上电加按钮复位一般由RC组成，它响应时间大约为10ms。当按下按钮时，系统会从地址0000H从新开始执行程序，如下图3—1所示.
（图3-1 复位电路图）
时钟电路
时钟是时序的基础，AT89S52芯片内由一个反相放大器构成振荡器，可以由它产生时钟，时钟可以由
两种方式产生内部方式和外部方式.本系统采用内部方式，在XTAL1和XTAL2端外接石英晶体作为定时元件，内部反相放大器自激振荡，产生时钟.时钟发生器对振荡脉冲二分频。电容采用33pF的电容，如下图3—2所示。
（图3-2 时钟电路）
显示电路
采用2位8段共阴极LED，P0口作为LED显示码输出端，P3。0、P3.1口接线选端，如下图3—3所示。
(图3-3 输出的LED)
在单片机应用系统中常用的显示器有发光二极管数码显示器LED(如图3-3）。LED显示器具有耗电少、成本低廉、配置简单灵活，抗干扰性强等优点，但显示内容有限，且不能显示图形，因而其灵活性受到限制。8段LED由7个发光二极管按“日"字形排列，阴极接在一起称为共阴极接法。
LED光源的特点:
微型麦克风1。电压： LED使用低压电源，供电电压在6-24V之间，根据产品不同而异，所以它是一个比使用高压电源更安全的电源，特别适用于公共场所。
2. 效能：消耗能量较同光效的白炽灯减少 80％。
3. 适用性：很小，每个单元 LED小片是3-5mm的正方形，所以可以制备成各种形状的器件，并且适合于易变的环境。
4. 稳定性： 10万小时，光衰为初始的50%。at89s52最小系统
5。响应时间：其白炽灯的响应时间为毫秒级， LED灯的响应时间为纳秒级。
6. 对环境污染：无有害金属汞.
本系统设计的计算器输出部分采用LED，因为计算器是8位数据显示，所以用2位8段共阴极LED，采用LED动态显示，利用软件节省硬件外部资源.
响铃报警电路ca3358
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响铃报警电路是整个病房呼叫系统设计中不可缺少的部分。它可以提醒医护人员及时护理病人。响铃
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