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DZ043多功能微电脑病床呼叫系统设计毕业论文.doc

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DZ043多功能微电脑病床呼叫系统设计毕业论文.doc

1摘要目前,许多医院住院病房靠步行呼叫值班员,存在医护人员不能及时赶到,甚至激化医患矛盾等问题)为方便病号呼叫值班医护人员,可设计个呼叫系统,将病房的呼叫信息及时反映给值班人员)该系统的主要功能有数码显示病号所在的病房号、病床号、声音报警提醒值班人员,若有多个病号同时呼叫,则循环显示病房的代号,确保信息不丢,按给定顺序沿信号线向呼叫器发出对应地址的脉冲数,如果呼叫器有动作,该呼叫器沿信号线返回给主机个脉冲,主机检测到后就振铃报警并显示病房号、病床号)若没有动作,信号线处于低电平,从而完成主机和呼叫器之间的应答)病床呼叫系统是病人请求值班医生或护士进行诊断或护理的紧急呼叫工具。可将病人的请求快速传送给值班医生或护士,是提高医院和病室护理水平的必备设备之一。继电器控制的门铃式呼叫系统,由于外观粗造、噪声大、功能单一,在医院达标定级中已不能适应现代医院的要求。利用单片机的多机通讯功能,设计出的具有呼叫、振铃、显示排队、优先权设定、通话、烟火报警等功能的多功能微电脑病床呼叫系统,满足了医院的病房管理和护理的要求。2第一章单片机8031的介绍8031单片机是Intel公司生产的MCS51系列单片机中的一种,除无片内ROM外,其余特性与MCS51单片机基本一样。MCS51单片机的引脚描述及片外总线结构一、芯片的引脚描述HMOS制造工艺的MCS51单片机都采用40引脚的直插封装(DIP方式),制造工艺为CHMOS的80C51/80C31芯片除采用DIP封装方式外,还采用方型封装工艺,引脚排列如图。其中方型封装的CHMOS芯片有44只引脚,但其中4只引脚(标有NC的引脚1、12、23、34)是不使用的,在单片机的40条引脚中有2条专用于主电源的引脚,2条外接晶体的引脚,4条控制或与其它电源复用的引脚,32条输入/输出(I/O)引脚。下面按其引脚功能分为四部分叙述这40条引脚的功能。1、主电源引脚VCC和VSSVCC(40脚)接5V电压VSS(20脚)接地。2、外接晶体引脚XTAL1和XTAL2XTAL1(19脚)接外部晶体的一个引脚。在单片机内部,它是一个反相放大器的输入端,这个放大器构成了片内振荡器。当采用外部振荡器时,对HMOS单片机,此引脚应接地对CHMOS单片机,此引脚作为驱动端。XTAL2(18脚)接外晶体的另一端。在单片机内部,接至上述振荡器的反相放大器的输出端。采用外部振荡器时,对HMOS单片机,该引脚接外部振荡器的信号,即把外部振荡器的信号直接接到内部时钟发生器的输入端对XHMOS,此引脚应悬浮。3、控制或与其它电源复用引脚RST/VPD、ALE/PROG、PSEN和EA/VPP①RST/VPD(9脚)当振荡器运行时,在此脚上出现两个机器周期的高电平将使单片机复位。推荐在此引脚与VSS引脚之间连接一个约8.2k的下拉电阻,与VCC引脚之间连接一个约10μF的电容,以保证可靠地复位。VCC掉电期间,此引脚可接上备用电源,以保证内部RAM的数据不丢失。当VCC主电源下掉到低于规定的电平,而VPD在其规定的电压范围(5±0.5V)内,VPD就向内部RAM提供备用电源。②ALE/PROG(30脚)当访问外部存贮器时,ALE(允许地址锁存)的输出用于锁存地址的低位字节。即使不访问外部存储器,ALE端仍以不变的频率周期性地出现正脉冲信号,此频率为振荡器频率的1/6。因此,它可用作对外输出的时钟,或用于定时目的。然而要注意的是,每当访问外部数据存储器时,将跳过一个ALE脉冲。ALE端可以驱动(吸收或输出电流)8个LS型的TTL输入电路。对于EPROM单片机(如8751),在EPROM编程期间,此引脚用于输入编程脉冲(PROG)。③PSEN(29脚)此脚的输出是外部程序存储器的读选通信号。在从外部程序存储器取指令(或常数)期间,每个机器周期两次PSEN有效。但在此期间,每当访问外部数据存储器时,这两次有效的PSEN信号将不出现。PSEN同样可以驱动(吸收或输出)8个LS型的TTL输入。④EA/VPP(引脚)当EA端保持高电平时,访问内部程序存储器,但3在PC(程序计数器)值超过0FFFH(对851/8751/80C51)或1FFFH(对8052)时,将自动转向执行外部程序存储器内的程序。当EA保持低电平时,则只访问外部程序存储器,不管是否有内部程序存储器。对于常用的8031来说,无内部程序存储器,所以EA脚必须常接地,这样才能只选择外部程序存储器。对于EPROM型的单片机(如8751),在EPROM编程期间,此引脚也用于施加21V的编程电源(VPP)。4、输入/输出(I/O)引脚P0、P1、P2、P3(共32根)①P0口(39脚至32脚)是双向8位三态I/O口,在外接存储器时,与地址总线的低8位及数据总线复用,能以吸收电流的方式驱动8个LS型的TTL负载。②P1口(1脚至8脚)是准双向8位I/O口。由于这种接口输出没有高阻状态,输入也不能锁存,故不是真正的双向I/O口。P1口能驱动(吸收或输出电流)4个LS型的TTL负载。对8052、8032,P1.0引脚的第二功能为T2定时/计数器的外部输入,P1.1引脚的第二功能为T2EX捕捉、重装触发,即T2的外部控制端。对EPROM编程和程序验证时,它接收低8位地址。③P2口(21脚至28脚)是准双向8位I/O口。在访问外部存储器时,它可以作为扩展电路高8位地址总线送出高8位地址。在对EPROM编程和程序验证期间,它接收高8位地址。P2可以驱动(吸收或输出电流)4个LS型的TTL负载。④P3口(10脚至17脚)是准双向8位I/O口,在MCS51中,这8个引脚还用于专门功能,是复用双功能口。P3能驱动(吸收或输出电流)4个LS型的TTL负载。作为第一功能使用时,就作为普通I/O口用,功能和操作方法与P1口相同。作为第二功能使用时,各引脚的定义如表所示。值得强调的是,P3口的每一条引脚均可独立定义为第一功能的输入输出或第二功能。表P3各口线的第二功能定义口线引脚第二功能P3.010RXD(串行输入口)P3.111TXD(串行输出口)P3.212INT0(外部中断0)P3.313INT1(外部中断1)P3.414T0(定时器0外部输入)P3.515T1(定时器1外部输入)P3.616WR(外部数据存储器写脉冲)P3.717RD(外部数据存储器读脉冲)二、MCS51单片机的片外总线结构综合上面的描述可知,I/O口线都不能当作用户I/O口线。除8051/8751外真正可完全为用户使用的I/O口线只有P1口,以及部分作为第一功能使用时的P3口。单片机的引脚除了电源、复位、时钟接入,用户I/O口外,其余管脚是为实现系统扩展而设置的。这些引脚构成MCS51单片机片外三总线结构,即①地址总线(AB)地址总线宽为16位,因此,其外部存储器直接寻址为64K字节,16位地址总线由P0口经地址锁存器提供8位地址(A0至A7)P2口直接提供8位地址(A8至A15)。②数据总线(DB)数据4总线宽度为8位,由P0提供。③控制总线(CB)由P3口的第二功能状态和4根独立控制线RESET、EA、ALE、PSEN组成。中央处理器是单片机内部的核心部件,它决定了单片机的主要功能特性。中央处理器主要由运算部件和控制部件组成。下面我们把中央处理器功能模块和有关的控制信号线联系起来加以讨论,并涉及相关的硬件设备(如振荡电路和时钟电路)。1、运算部件它包括算术、逻辑部件ALU、布尔处理器、累加器ACC、寄存器B、暂存器TMP1和TMP2、程序状态字寄存器PSW以及十进制调整电路等。运算部件的功能是实现数据的算术逻辑运算、位变址处理和数据传送操作。MCS51单片机的ALU功能十分强,它不仅可对8位变量进行逻辑与、或、异或、循环、求补、清零等基本操作,还可以进行加、减、乘、除等基本运算。为了乘除运算的需要,设置了B寄存器。在执行乘法运算指令时,用来存放其中一个乘数和乘积的高8位数在执行除法运算指令时,B中存入除数及余数。MCS51单片机的ALU还具有一般微机ALU,如Z80、MCS48所不具备的功能,即布尔处理功能。单片机指令系统中的布尔指令集、存储器中的位地址空间与CPU中的位操作构成了片内的布尔功能系统,它可对位(bit)变量进行布尔处理,如置位、清零、求补、测试转移及逻辑与、或等操作。在实现位操作时,借用了程序状态标志器(PSW)中的进位标志Cy作为位操作的累加器。运算部件中的累加器ACC是一个8位的累加器(ACC也可简写为A)。从功能上看,它与一般微机的累加器相比没有什么特别之处,但需要说明的是ACC的进位标志Cy就是布尔处理器进行位操作的一个累加器。MCS51单片机的程序状态PSW,是一个8位寄存器,它包含了程序的状态信息。2、控制部件控制部件是单片机的神经中枢,它包括时钟电路、复位电路、指令寄存器、译码以及信息传送控制部件。它以主振频率为基准发出CPU的时序,对指令进行译码,然后发出各种控制信号,完成一系列定时控制的微操作,用来控制单片机各部分的运行。其中有一些控制信号线能简化应用系统外围控制逻辑,如控制地址锁存的地址锁存信号ALE,控制片外程序存储器运行的片内外存储器选择信号EA,以及片外指信号PSEN。替换型号80C31、8032、80C32。

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