课程设计报告-病人呼叫器.doc

电气与信息工程学院单片机课程设计报告设计题目： 病人呼叫器 专 业： 电子科学与技术 学 生 姓 名： 张超 班 级： 电科2班 指 导 教 师： 谭兮 成 绩： 2016年 11 月 21 日报告内容主要包括：一、 设计任务及要求1. 住院病人可通过按动自己的床位按扭开关向医护人员发出“呼喊”信号； 2.一旦有病人发出“呼喊”信号，医护人员值班室显示床位编号，扬声器发出提示声响信号；3.“呼喊”器所需的直流稳压电源。4.用相关仿真软件对电路进行仿真。二、 硬件电路设计（提供主要的电路原理图，并进行必要的文字说明）1）按钮开关电路键盘是单片机不可缺少的输入设备，是实现人机对话的纽带。键盘按结构形式可以分为非编码键盘和编码键盘，前者用软件方法产生键码，而后者则用硬件方法来产生键码。在单片机中使用的都是非编码键盘，因为非编码键盘结构简单，成本低廉，非编码键盘的类型很多，常用的有独立式键盘，行列式键盘等，本文按钮开关电路如图2所示 按钮开关电路采用低电平有效。通过单片机检测P1口状态分别判断是几号按钮（病床）按下按钮。该电路总共采用7路，分别代表7个病床，如果想要扩展，可在该基础上进行扩展。此处为了便于设计，采用7路按钮开关。（2）单片机控制及显示电路单片机控制及显示电路如图3所示。采用静态显示方式，利用单片机的P0口的P0.0P0.6作为数码管七段码的输入。采用共阳极数码管 (见图3)。单片机检测到按键信号，通过内部程序处理进行相应病床的显示。声音报警电路我们知道，声音的频谱范围约在几十到几千赫兹，若能利用程序来控制单片机某个口线的“高”电平或低电平，则在该口线上就能产生一定频率的巨型波，接上喇叭就能发出一定频率的声音，若再利用延时程序控制“高”“低”电平的持续时间，就能改变输出频率，从而改变音调，使喇叭发出不同的声音。本文设计声光报警电路见图4。当有按键按下时，单片机从P1.7口输出一周期高低信号，控制三极管的通断，从而使扬声器通断，发出一定周期的音频报警信号。报警时间为5S。（3）外部震荡电路 单片机必须在时钟的驱动下才能工作，在单片机结构内部有一个时钟振荡电路，只需要外部接一个震荡源就能产生一定的时钟信号，送到单片机内部的各个单元，决定单片机的工作速度。如图5一般选用石英晶体振荡器。此电路在加电大约延迟10ms后振荡器起振，在XTAL2引脚产生幅度为3V左右的正弦波时钟信号，其振荡频率主要由石英晶振的频率确定。电路中两个电容C1，C2的作用有两个：一是帮助振荡器起振；二是对振荡器的频率进行微调。 单片机在工作时，由内部振荡器产生或由外直接输入的送至内部控制逻辑单元的时钟信号的周期称为时钟周期。其大小是时钟信号频率的倒数。图中时钟频率为12MHz（4）单片机复位电路单片机的第9脚RST为硬件复位端，只要将该端持续4个机器周期的高电平，即可实现复位，复位后单片机的各状态都恢复到初始化状态，其电路图如图6。在方案中使用到了硬件复位和软件复位两种功能,由上面的硬件复位可使寄存器及存储器的值都恢复到初始值,而前面的功能提到了倒计时间需要有记忆功能,该功能实现的前提条件就是不能对单片机进行硬件复位,所以设定了软复位功能。软复位实际上就是当程序执行完毕之后,将程序指针通过一条跳转指令让它跳转到程序执行的起始地址。（5）显示电路显示电路使用了七段数码管，它是共阳极的，由低电平点亮.系统软件流程图如图7所示。采用检测端口形式，当P1.0P1.6有低电平输入。即做相应处理。 当检测到按键1按下时，扬声器发出间断的“嘟、嘟、嘟”声，共阳数码管显示1，说明是1病床按下呼叫按键，当检测到按键2按下时，扬声器发出间断的“嘟、嘟、嘟”声，共阳数码管显示2，说明是2病床按下呼叫按键，当检测到按键,3按下时，扬声器发出间断的“嘟、嘟、嘟”声，共阳数码管显示3，说明是3病床按下呼叫按键。如此类推。三、 系统软件设计（软件设计说明，并附原程序，程序加必要的注释） 软件设计流程图附带源程序#include#include#include#include#include#include#define uint unsigned int#define uchar unsigned charunsigned char codetable=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90;sbit com1=P10;sbit com2=P11;sbit com3=P12;sbit com4=P13;sbit com5=P14;sbit com6=P15;sbit com7=P16;sbit SPK=P17; /管脚说明uint i,j;void baojing(uchar yin,uchar xian); void display(uchar xian);void init();void delay(uint z)uint x,y;for(x=20;x0;x-)for(y=z;y0;y-);void main() /主程序while(1) if(com1=0)delay(5); /持续5sif(com1=0)baojing(14,1);if(com2=0) delay(5);if(com2=0)baojing(14,2);if(com3=0)delay(5);if(com3=0)baojing(14,3);if(com4=0)delay(5); if(com4=0)baojing(14,4);if(com5=0)delay(5);if(com5=0)baojing(14,5);if(com6=0)delay(5);if(com6=0)baojing(14,6);if(com7=0)delay(5);if(com7=0)baojing(14,7);void baojing(uchar yin,uchar xian)/display(xian);for(i=0;i10;i+)for(j=0;j10;j+)SPK=0;delay(yin);SPK=1; delay(yin);void display(uchar xian)P0=tablexian;四、 调试结果与分析（调试过程遇到的问题及解决方法，做仿真的提供仿真结果，本设计改进意见等）软件调试问题数码管显示问题：本次设计的最终方案是采用数码管显示屏实现显示功能，最初数码管显示不正常，出现闪烁现象。通过调试发现这是由于延时时间选择不当会使人眼产生视觉暂留效果，每一次显示时都必须加入适当的时间延时。由于一开始所选用的延时时间太短因此出现闪烁现象，在增加显示延时之后，数码管显示正常。蜂鸣器异常启动问题：蜂鸣器的启动/关闭是通过单片机输出的控制信号来实现的，当前时间与闹钟设置时间比较吻合时，单片机将对闹铃控制口执行取反命令，从而启动蜂鸣器发声。一开始编写程序时，没有对控制口的最初状态作正确设置，由于系统开机复位后，闹铃控制口处于高电平状态，因此出现一开机蜂鸣器就处于启动状态的情况。通过在主程序最开始加入对闹铃控制口取零命令后，蜂鸣器启动/关闭控制恢复正常。我们通过认真研究，对一些部件进行简化，再结合软件模拟，得出了达到实验要求的设计结果。经过运行，本设计可以实现课程设计要求里的所有要求。当无输入的时候，数码管上无显示；当有一路输入的时候，数码管显示该病房号，对应病房的灯亮；当有多路输入时，对应病房的灯亮，数码管按优先级别循环显示病房号，通过复位端，还可以进行手动的复位。改进本设计只考虑到了病人呼叫的程序，而没有考虑呼叫后护士有没有回答的程序，可以添加一些护士的反馈程序，让病人知道他的呼叫有没有起到作用。仿真图：五、 总结（感想和心得等）首先感谢我们学校和系领导精心为我们安排了这次课程设计，不但可以检验我们的理论知识的掌握情况，更能锻炼我们的实际动手能力。这不仅可以提高我们的学习兴趣，同时还以使我们认识到我们所学专业在实际中的广泛应用，使我们不再对所学专业感到陌生，而且还可以培养大家的积极性。尤其要感谢的是我们的指导老师，他给予了我们理论知识上的悉心指导，使我们最后能顺利地完成设计任务，没有他的指导，我们是很难取得成功的。最后感谢我们的小组成员，是我们俩的相互配合相互鼓励才会有现在的成功。我觉得在此次课程设计培养了我们的团队合作精神，让我们两个人一起做一个设计，我想这样能更好地发挥我们各自的特长，对我们以后的工作和时间有很多的帮助。通过这次课程设计，我才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。总之，不管学会的还是学不会的的确觉得困难比较多，真是万事开头难，不知道如何入手。最后终于做完了有种如释重负的感觉。此外，还得出一个结论：知识必须通过应用才能实现其价值！有些东西以为学会了，但真正到用的时候才发现是两回事，所以我认为只有到真正会用的时候才是真的学会了。虽然课程设计即将结束，但是对于我们来说，这才刚刚开始。因为我们还有很多不足需要学习。通过辛苦的前期准备工作，我们从中学到了很多。关于学习方面，由于自己个人的能力有限，所以就多了一些交流和互相习。无论做什么都不能急于求成和眼高手低，只有改掉我们身上的缺点才能够离成功更近一步。本次课程设计，我按要求设计出了所有要求的功能。所以我们所做的该系统只是一个简单的设计模型，在理论很好的实现设计要求，如果考虑实际用途等，我们需要更加深入的研究这个课题课程实际既是对学校所学知识的全面总结和综合应用，又为今后走向社会的实际操作应用铸就了一个良好开端，课程设计是我对所学知识理论的检验与总结，能够培养和提高设计者独立分析和解决问题的能力；课程设计提高了我理论联系实际的能力更在知识的巩固与实际的操作上的衔接提高了我的能力，课程设计中遇到的困难与挫折以及解决这些问题的思路与方法更增加了我对以后工作中遇到困难我能克服解决的信心，也让我积累了经验，为以后的工作打下了良好的基础，同时也培养了我遇到突发状况要稳定冷静的精神，也培养了我学会怎么与别人合作的方法，怎么解决与合作的伙伴意见不同一时状况，为以后怎么和同事相处好奠定了基础。这次课程设计业也让我懂得了分析问题，才能解决问题的道理，通过了这次更增加了我以后能够干好自己工作的信心。最后，衷心感谢在百忙之中评阅论文和参加答辩的各位老师、教授。6、 参考文献1 冯博琴编著 微型计算机原理与接口技术 清华大学出版社 2002 2 王文杰 许文斌主编