医院病房传呼系统

1、2017 届毕业（设计）论文题 目 医院病房传呼系统 专业班级 通信02班 学 号 1304200218 学生姓名 汪秀成 第一指导教师 黎曦 指导教师职称 讲师 第二指导教师 指导教师职称 学院名称 武汉工程大学 完成日期： 2017 年 5 月 30 日 医院病房传呼系统The hospital ward calling system 学生姓名 汪秀成 第一指导教师 黎曦 第二指导教师 摘 要 在当今社会的飞速发展中，各项基础设施的建设以及更新换代也在如火如荼的进行中，其中尤以医院病房传呼系统的搭建和更新具有相当高的研究价值和值得创新的地方。在经过本人实际的调查和亲身经历过程中，以自己所调

2、查和发现的一些医院传呼系统为案例，在此进行这次对医院病房传呼系统的重新构建和对一些不足之处和值得改进之处进行些许创新。医院病房传呼系统是医院信息化系统不可或缺的一部分也是最基础最重要的一部分。医院病房传呼系统的构建极大的简化了医院的医疗流程，提高了病房的治疗效率，减轻了医生护士们的工作量，也给病人提供了及时化的治疗，极大程度上减轻了病人的就医过程中的痛苦和等待过程中的焦虑心理。总之，建立一个有效的医院病房传呼系统是医院信息系统中一个极其重要的部分。这次我所设计的医院病房传呼系统以AT89C2单片机为主控制器，PIC12F169芯片为分机控制器，根据实际要求运用通信技术，音频技术等。整个系统按照

3、硬件电路，软件电路和软硬件联调三个步骤完成，在这个过程中，始终遵循模块化的设计思想，软硬件联调按功能模块完成，最后，实现了主机与分机之间的通信并且能够有效的并行处理主机与各个分机之间的并行通信问题。此次所设计的医院病房传呼系统不仅能够进行一对多呼叫还可以实时查询病人信息，为医生和护士提高了工作效率。关键词：医院病房；传呼系统；单片机；无线通信1ABSTRACT With the rapid development of current society, the infrastructure construction and upgrading is in like a raging fire,

4、 especially in the hospital ward call system to build and update the local research value is quite high and worthy of innovation. After my actual investigation and experience process, in some hospital paging system own investigation and found the case, this was the hospital ward call system to build

5、 and some deficiencies and improvement of some innovation. Hospital ward call system is an indispensable part of hospital information system, and it is also the most basic and important part. The construction greatly simplifies the process of hospital medical hospital ward call system, improve the e

6、fficiency of the treatment of ward doctors and nurses, reduce the workload, but also to provide timely treatment of patients, greatly reduces the medical treatment during the patients pain and anxiety in the process of waiting. In a word, it is an important part of hospital information system to set

7、 up an effective paging system for hospital ward.This time I designed the hospital ward paging system to AT89C2 microcontroller based controller, PIC12F169 chip as an extension controller, according to the actual requirements of the use of communication technology, audio technology. The whole system

8、 according to the hardware circuit, software and hardware circuit debugging in three steps, in the process, always follow the modular design idea, hardware and software debugging, finally according to the function module, realize the communication between the host and the extension and can be effect

9、ive for processing and parallel communication between the host and each extension. The designed hospital ward call system not only can carry on one to many calls, but also can inquire the patient information in real time, and improve the work efficiency for doctors and nurses.Keywords: Hospital ward

10、；Paging system；Singlechip；Wireless communication1目 录摘 要IABSTRACTII目 录1第1章 绪论21.1 医院病房传呼系统的现状21.2 医院病房传呼系统发展趋势21.3 医院病房传呼系统的研究意义3第2章 系统总体框架32.1 医院病房传呼系统的需求分析32.2 医院病房传呼系统的设计思路32.3 医院病房传呼系统的实现方案4第3章 硬件部分设计53.1 主机硬件电路设计53.2 分机硬件电路设计10第4章 系统软件设计184.1 开发软件介绍及使用184.2 系统软件设计说明204.3 系统主机软件设计204.4 分机系统设计214.

11、5 通信方式的分析与选择234.6 发送端测试244.7 接收端测试254.8 走廊LED显示屏设计27总结与展望29参考文献30致谢31武汉工程大学本科毕业（设计）论文第1章 绪论 当前，医院设备设施的更新换代正在如火如荼的进行中，其中，对医院的病房传呼系统的改善与改进也就显得很有必要而且据调查发现其还具有相当大的研究价值和发展前途。1.1 医院病房传呼系统的现状随着现代电子信息科技的发展，人们之间的相互交流越来越便利。电视，电话，手机等通信设备进如了我们的日常生活，可以说现代通信技术已经和我们息息相关，科技的飞速发展让我们的生活变得更加舒适更加便利。无线通信的应用也遍布在我们的生活中，应用

12、在生活中各个领域。在医疗机构也有大量的应用，其中医院的寻呼系统就是其中一个典型的应用。医院传呼系统是病人需要治疗护理的通信工具，是医院的必不可少设备之一，在各大医院的普遍的引用。目前,按布线的方式来说，医院里的传呼叫统可以分为很多种,市面上比较多的有以下3种1：(1)星形结构布线：这种产品的优点是系统性能优越，但缺点是布线相对来说很麻烦，对于布局布线的要求比较高，成本也比较大，不大不利于实际设计与搭建；(2)总线制：这种呼叫产品的优点是布局布线简单，设计搭建方便，但不足之处是比较容易出现故障，一旦某一节点出现问题,则整个呼叫系统将就无法正常运行； (3)无线技术：这种呼叫系统的设计搭建比较容易

13、,能够随时随地改变位置，系统扩充简便。由于这种系统相对来说比上两种具有优势，即使出现故障也可以立即修理整顿，所以这个方案比前两种方案要好，因此在本次的医院病房传呼统中采用这种技术。 1.2 医院病房传呼系统发展趋势对于国内的病房呼叫系统，无线呼叫很早就已经是一种相当普遍的解决医院病房就医的方法。虽然无线寻呼系统设计成本相对低，但是它的开发和设计方案却有很多种，其中基于单片机的无线寻呼系统是最常见的，大部分简易的呼叫装置是将单片机和无线通信模块结合在一起，实现了主分机之间的通信。当对于一个简以无线传呼系统进行功能拓展时，只要添加语音通话模块就可以对病人进行无线诊断，也能方便医生和护士的交流沟通，

14、有利于护士快速的向医生提供病人的一系列信息，为医生快速准确做出诊断提供了安全保障，有效的避免了因为护士对于病人情况的了解不够快速准确的汇报而导致的医疗事故。目前在国内，这种无线通信系统的设计已经被广泛的应用到了各个医疗机构，例如养老院看护系统：在养老院，给老年人的宿舍安装这个系统，可以有效避免老人发生意外时而无法求救，给老人的生命安全提供了一定的保障。居民小区监护系统：在无线寻呼系统中加入可视模块，可以用来保障小区住宅安全，监视小区四周的情况，给小区居民的生命财产安全提供了有效的保障。等等，这些都是无线传呼系统的二次开发。总之，对于无线寻呼系统简易开发并且可以适用于生活的各个领域，发展前景相当

15、广阔。可以应用于咖啡厅点饮品、学校安全、商场监控等一系列呼叫系统。无线就是它的长处通过小小的一根天线，为人们带来生活的帮助，带来便利。1.3 医院病房传呼系统的研究意义自从改革开放以来，社会的发展变化是翻天覆地的，无论是科技水平还是医疗水平都取得了长足的进步，然而在科技如此发达的今天，不少病人都免不了遇到“看病难”的问题。在看病就医的过程中，漫长的等待是很痛苦的。因此建立一个行之有效的医院病房传呼是极其有必要的。一个高效的医院病房传呼系统不仅可以是医生护士免于繁忙的工作也给病人提供了舒适安逸的就医体验，大大的提高了人民大众的幸福感。如何提高看病的效率和减轻病人的焦虑心理是本次设计最核心的问题2

16、。这次设计主要着眼点在于提高医生护士的看病效率和减轻病患的就医困难问题，这次采用无线通信技术手段，为每次病房安装三个分机，并在一定程度上扩展了分机的功能，更为有效的为病人提供了更为有效的就医服务，也体现了医院的人性化的一面。通过对医院病房传呼系统的设计与研究可以使我们对于整个大学四年所学习到知识技能进行一个总和行的运用，这是判断我们是否在这个大学生涯真正学习到了专业知识和专业技能的表现。1 第2章 系统总体框架2.1 医院病房传呼系统的需求分析随着社会的高速发展和科技日新月异的革新以及国家政府对民生工程的大力扶持，从上个世纪九十年代至今，人民生活可以说是取得了翻天覆地的变化，其中，尤以医疗产业

17、的飞速发展最为瞩目。以前的“老三难”问题至今仍然历历在目：看病难，就医难，养老难。20世纪初年，在国内基础经济建设取得了不错的发展之后，政府相继出台一系列的基本的医疗保险制度来保障人民的基本看病问题，其中有：城镇职工医疗保险制度，新型农村合作医疗保险制度，城镇基本居民基本医疗保险制度等。虽然这些制度从一定程度上缓解了广大群众的“看病难”问题，但是基础的医院基础设施更新还是相对比较慢，尤其在一些经济比较落后的偏远山区。因此，对于医院基础设施的更新换代的问题也就显得迫在眉睫。此次我的主要目的在于解决医院病房传呼系统的构建与优化问题，在经过一系列的科研调查和平时生活的接触中发现，一些医院的病房呼叫系

18、统存在着一些值得改进的地方，如众多患者同时呼叫时的忙堵拥挤问题，忙时患者的焦急等待问题，护士不能及时获取病人信息问题而导致的效率低下等问题。鉴于以上的医院呼叫系统的一些值得改善的地方，我在传统的医院病房传呼系统基础上做出了一些改动，来对整个系统做出一些优化，从而方便广大人民的就医问题和缓解医生护士的劳累程度3。通过上述的一系列分析可以看出，本次的医院病房传呼系统的研究具有相当大的研究价值，从一定程度上可以改善医院的医疗水平和提高医院的治疗效率从而改善居民的就医体验。2.2 医院病房传呼系统的设计思路本次传呼系统的主机部分采用AT89C524作为控制器，AT89C52是一款经典的51单片机系列的

19、一个，具有经济适用的特点，它是一种增强型的CMOS8位单片某些的低成本设计以及高校研究中具有不错的应用价值和市场价值，具有相当高性价比。分机的控制器采用PIC12F169，是由Microship公司开发研制的，具有功耗低，体积小等优点，极其适用于一些小型通话系统中。本次通信常用无线通信技术，避免了传统的有线繁琐和更新维修不便等等问题。另外显示屏部分放在护士走廊处便于及时查看。2 这次系统的设计尽量体现“经济节约”的原则，所采用的芯片仪器尽量都采用性价比比较高，能够较好的适用于整个系统。在系统的设计中，先从硬件部分出发，采用“模块化”的设计思想，把整个系统分为三个部分，主机部分、分机部分、显示屏

20、部分，单独构建，然后待整个部分搭建完成之后再进行总体调试，协调各个模块的并行工作。在本次医院病房传呼系统的设计中尽量秉承人性化、信息化以及创新化的原则，使的本次病房传呼系统的设计尽量贴合病人的实际需求，另外这次系统的设计也会从医生护士的角度出发，尽量提高医生护士的工作效率，降低他们的误诊率，使医生护士也可以从繁忙的工作中得到一丝解脱。2.3 医院病房传呼系统的实现方案这次系统的设计将先从主机部分开始，通过无线通信技术连接到分机从而实现主分机之间的通信，进而将呼叫结果显示在显示屏上。同时，还将在主机上实现数据库的连接，从而使护理护士及时的获取病人的信息以避免可能出现的用错药问题。主机拨号所采用的

21、脉冲编码方式5，呼叫器由扬声器和麦克风组成，当主机需要对分机进行呼叫时则通过键盘来完成。构成主机硬件电路部分的器件如下所示：键盘、时钟电路、语音调频电路、LED显示电路、多频译码电路、用户线接口电路、接口驱动电路、铃声提醒电路、存储电路、显示屏电路和MAX232电平转换电路等。主机的呼叫器是由扬声器、麦克风和语音调频电路所构成的，主要负责主机对各个分机的呼叫。时钟电路为整个系统提供时钟信息并保证各个部分组件之间的正常运行。2 第3章 硬件部分设计3.1 主机硬件电路设计3.1.1 主机硬件电路分析主机的控制器是整个传呼系统最为核心的部分，承担重任及为重要的职责，由于要实现诸多功能以及跟众多跟你

22、那个模块相连接，因此主机的控制器必须有相当多的引脚来实现与其他模块之间的连接。同时，也应该具有一定的拓展能力，以便未来的新功能引入。3.1.2 主机硬件电路的组成主机是由主控制器AT89C52，显示屏，电源和按键部分等组成，总体框架如图3-1所示：图3-1 主机硬件电路框架图3.1.3 主控制器组成本次系统的主控制器采用美国芯片巨头ATMEL研发的89系列单片机的AT89C52芯片，这是一种低电压、低功耗、高性能的8位单片机，由于其较高的性价比，在一些日常生活和高校研究场所具有极其普遍的适用性，因此在本次的系统设计当中我采用了这个单片机作为本次的主控制器。AT89C52芯片引脚分布示意图如图3

23、-2所示：2 图3-2 AT89C52芯片引脚分布示意图 3.1.4 电源部分组成电源部分是由开关电源和变压器组成的。开关电源具有两路，分别为20V/1.2A、3V/1.2A,其中5V作为主控。变压器为36v交流/3w。以上三种输出用途如下： （1）3V:3V电压主要给核心控制芯片部分供电，作为开关电源的主控电压，并且输出额定电流1.2A。为单片机内部提供了一个稳定的工作环境； (2)20V:20V电压是用来给显示屏电路和分机电路供电用的，由于医院病房分机较多，所以对于20V部分应当具有较高的电流输出能力； (3)36V:36V电压主要给主分机进行通话时和呼叫铃声提醒时提供电压6。3.1.5

24、键盘键盘是医生护士用来掌握和了解病人实时信息的重要输入工具，是最有效直接的控制手段。由于这次所设计的是一个简易的医院病房传呼系统，所以对所使用的键盘的功能没有什么太大的需求，只需要可以进行一些简单查询和输入输出即可。根据实际项目的需求，在以节约成本的前提下我采用了4*3的矩形键盘。4*3键盘只有12个键，而在实际应用中我们也只需使用这12个键，0-9,确认和返回。矩阵键盘内部工作方式是扫描式的。这次设计中键盘是用来对分机进行拨号和控制显示屏的显示的。当处于正常工作模式时，显示屏上所显示的时实际时间。而当病人有需求进行呼叫的时候，则显示屏上显示所叫号的房间号和病房号，当医生或护士对此情况进行处理

25、的时候则可以通过键盘对显示屏进行操作使显示屏显示此时所呼叫的床号正在处理中，当医生或者护士工作完成是则可以通过键盘将显示屏上的正在处理模式调为已处理模式，此时，显示屏进入空闲模式。当有多段呼叫时，道理同样，各个呼叫分机号轮流闪烁，提醒护士前去处理7。1 3.1.6 语音调频解调电路这次设计中的语音调频解调电路所采用的芯片是LM5678,具有抗噪能力强，性能优越的特点，在众多小型的系统研究中都有广泛的应用。之所以选择这一个芯片是因为这个芯片在整个调频电路中具有相当好的调频解调能力，比较设本次系统的设计与构建。同时它还具有较强的稳定性，在众多的调幅调相电路中也有相当广泛的应用。LM567的常用电路

26、如图3-3所示：图3-3 LM567电路示意图3.1.7 时钟电路本次系统的构建是按照模块组成的，所以如何合理的协调各个部分的有效统一运行也就显得尤其重要。因此构建一个高效稳定的时钟电路是一个极其重要的环节。这次我所采用的时钟电路芯片是DS12887，DS128879是由DALLAS公司所生产处的，高性能，低功耗，并具有断电保护功能。3.1.8 用户线接口电路用户线接口电路是连接主机和分机之间的通讯线路，各个信息的传送和呼叫都要通过接口电路来完成。这次我所采用的芯片是由通信机头爱立信公司所开发研制的PBL3871010，支持多种呼叫铃声，在某些内部构件上节省了很多传统器件，有效的减小了体积降低

27、了成本，在实际设计中具有相当高的性价比。接口电路芯片如图3-4所示：2 图3-4 PBL38710芯片分布图 3.1.9 分机接口驱动电路分机接口驱动电路是用来给分机提供电源的，同时也进行着信息的交换，发送和识别传输过来的号码11。分机接口电路图如图3-5所示： 图3-5 分机接口电路图 2 3.1.10 显示屏接口电路 走廊上的显示屏接口电路作用之一是给显示屏提供电源，使显示屏能够进行基本的正常工作，另外提供时钟信号和分机号码信息12。显示屏接口电路图如图3-6所示： 图3-6 显示屏接口电路3.1.11 C存储电路 C存储电路总线13是美国半导体公司飞利浦开发的二线式串行总线，作用是连接微

28、控制器和和一些外围设备。C存储电路总线芯片如图3-7所示： 图3-7 存储电路总线芯片 3.1.12 MAX232接口电路MAX232接口电路14是用来进行接口转换的电路，连接电脑和硬件底层进行软硬件联调的。MAX232接口电路如图3-8所示：2 图3-8 MAX232接口电路3.2 分机硬件电路设计3.2.1 分机整体结构介绍分机所采用的核心控制器是美国半导体公司Microship公司生产的PIC12F62915,功耗低，性价比高，比较适用这次的系统设计。分机整体结构框图示意图如图3-9所示： 图3-9 分机电路总体框图3.2.2 分机主控芯片 PIC12F62916具有体积小，性价比高，适

29、用于简易系统的的开发与实现，是由美国半导公司Microship公司所研发的。PIC12F629芯片示意图如图3-10所示 2 图3-10 PIC12F629芯片示意图各个引脚的的功能说明如表3.1所示，内部存储结构如下所示:表3.1 PIC62F629引脚参考表 (1) 程序存储结构2 PIC12F629具有13位PC,用来寻址系统的程序存储空间，当发生计数溢界时则在第一个1K*14存储空间内循环17。PIC12F629程序存储结构如图3-11所示： 图3-11 PIC12F629程序存储结构图(2) 数字存储器由通用寄存器和特殊功能寄存器两个存储区组成。存储区的前32位是通用寄存器由中央处理

30、器控制执行相应操作的的寄存器。寄存器内20h5Fh存储单元是通用寄存器区，可以同时映射到两个寄存器区并以静态的RAM形式展现出来18。PIC12F629数字存储器结构示意图如图3-12所示:2 图3-12 PIC12F629数字存储器结构示意图3.3 显示屏电路设计显示屏电路由接口驱动电路，控制电路，数码管电路组成，PIC12F629作为控制器的核心部分，接口驱动电路是对电源进行极性保护，对接收到的信号进行预处理19。显示屏电路示意图如图3-13所示：2 图3-13 显示屏电路图示意图3.3.1 接口电路设计 显示屏的整流电路是为了避免电源反接所造成的一系列不利影响的，对整个显示屏电路起着保护

31、作用。在R1的一端存在一个5V的稳压管，当传输过来的电压是18V的时候，稳压管起着一个分压的作用将电压控制在5V左右，此时为1电平，当传输过来的电压为12V是左右，由于稳压管的分压作用其电压为3V左右，此时为0电平；VEE为整个显示屏电路供压，电压值大约为18V左右；R2电阻后面的控压电路，为整个电路提供工作电压20。显示屏接口电路示意图如图3-14所示： 图3-14 显示屏接口电路示意图2 3.3.2 数码管驱动电路数码驱动电路所使用的芯片较多，有CD4017、CD4019、ULN2004和ULN2982A21等。其中CD4017是脉冲分配器（十进制），CD4019是8位移位存储寄存器，主要

32、起着数据的输入输出操作变换。ULN2004是Dalinton阵列驱动器，可以提高电路的负载能力。ULN2982A是一个源驱动器，能够增加电路的驱动电压。 图3-15 CD4017电路图 CD4017电路图如图3-15所示所示，按照不同的方式连接可以构成不同的进制的计数分频器。当EN=0时，从CP端的上升沿开始计数，在时钟脉冲的作用下，Q0-Q9均输出为高电平。显示屏的控制端可以根据实际要求依次从Q1-Q9依次选取。 图3-16 CD4019芯片示意图CD4019是具有输出锁和三态设置的串入/并出高速转换器，具有低功耗、性价比高等优点。如图所示，1脚为锁存端，2脚为串行数据输入端，3脚为串行时钟

33、端。当1脚为11 电平时，8位并行输出口随着串行输入的变化而变化；当1脚为0电平时，输出锁定。此时，CD4019芯片是作为数码管的段驱动。CD4019芯片示意图如图3-16所示。3.3.3 数字信号传输（1） 主机向分机传送信号。在图3-17中，“1”端和“2”都可以发送编码信号，如果“1”端有效，则在脉冲信号的作用下，三极管Q4端的0电平的电压为9V,三极管Q4端的1电平的电压为0V,此时脉冲编码在电路中以0V、9V的形式发送出去。如果“2”端有效，在脉冲信号的作用下，三极管Q5在0电平的作用下电压为9V,三极管在Q5端的作用下维持在5V左右。这时，脉冲编码在线路中以5V、9V的形式在电路中

34、运行。（2） 分机向主机传送信号。当按下分机的呼叫按钮时，单片机G0脚输出信号，此时，在0电平的作用下，截止线路中的电压为9V,在1电平的作用下，电路中的电压为为0V。因此分机的的脉冲信号以0V、9V的形式传输到线路中。（3） 主机向显示屏发送信号。在图3-15中，时钟信号、分机信号通过OUT3端传送到接口电路上，当OUT3端为0电平时，D9脚导通，Q6处导通，Q5处截止，18V的电压通过R18的1V分压，由于稳压管具有6V的压降，此时电路端口的电压为15V。当OUT3端为1电平时，D9端截止导致Q6处截止，Q5处导通，此时端口处的电压大致为18V。因此，主机向显示屏的信号是在21V的基础上，

35、以15V、18V的电压的形式传送出去的22。 图3-17 传呼系统分机示意图2 3.3.4 全双工语音信号的传输（1） 主机语音信号的输入与输出在图3-17中，3端和4端都可以能传送语音信号，当把3端作为输入端的时候，主机发送到分机的语音信号通过麦克风内的一级放大电路，接着跟射极跟随器的的电压叠加输出出去。在把4端作为输入端时，则主机传送到分机的信号通过麦克风的滤波电路去除杂音跟随器的电压传播出去。分机传送到主机的语音信号先通过电容和电感组成的谐振电路，调频信号被解调出来，然后输出到图3-18的LB05调频输入端，接着此输入信号进入解调电路被解调出来。（2） 分机语音信号的输入与输出分机传送到

36、主机的信号的时候，在麦克风和扬声器的放大作用下，经过LM386的解调作用下，此时就可以接收到从主机传送过来的信号了。当主机信号传送到分机时，分机对所收到的信号进行判定与识别，若此信号的尾码与本机相同，则单片机的GP3脚输出高电平是的Q8端导通，此时扬声器和麦克风处于接通状态。分机的语音信息经过调制电路被升频到120KHz,语音信号则通过换相电路传送到主机接收器11。 图3-18 调频信号解调电路2 第4章 系统软件设计4.1 开发软件介绍及使用4.1.1 Keil C软件的介绍 Keil是德国Keil 软件公司生产的单片机集成开发软件，这款软件具有极高的兼容性，能够支持51单片机的的大部分机型

37、。Keil内具有C编译器、连接器、宏汇编、库管理器和一个具有相当强大功能的仿真调试器并且提供了一个较为完备的开发方案。在集成开发环境（uVision3）将这些部分集成在一起23。Keil的软件界面由四大部分组成，即菜单栏、工程栏、文件栏和输出窗口如下图所示。以下对Keil软件做一些简单的介绍：(1)菜单栏：菜单是标准的Windows窗口模式，uVision3中设置了11个下拉菜单。(2)工程管理窗口：工程管理窗口是用来管理工程文件目录的，它具有5个子窗口，能够通过击下方的的标签在他们之间进行切换。(3)文件窗口：文件窗口的作用是用来显示所打开的文件程序，通过点击下方的文件的标签可以在他们之间进

38、行切换。 (4)输出窗口：输出窗口的作用是用来输出编译过程中所产生的信息，可以在下方的标签来对三个子窗口进行切换。此外，为了让用户能够直观明显的了解单片机中各个部件如定时器、中断、并行端口等一些部件的使用情况，Keil软件还提供了一些外围就对话框。 图4-1 Keil编译环境启动界面2 4.1.2 Altium Designer 14软件的介绍 本次设计主要使用的是Altium Designer 1424进行电路图和PCB板的绘制，Altium Designer 14作为一种功能强大的工程软件，其重要功能包括支持柔性和软硬件结合设计、支持嵌入式元件、Ibis模型实现编辑器、图形用户界面和与独特

39、的3D高级电路板设计工具的融合应用等方面。值得注意的是，Altium Designer 14是一套经过悉心设计的板卡级设计系统，实现了在单个应用程序中的实际集成。这个完善的设计系统的极其有效的支持了整个电路图和PCB的设计流程，为电子设计自动化提供了一个非常有利的开发环境和开发工具。Altium Designer的核心着眼点在于PCB设计技术，以客户为中心，提供了一个舒适便利的全新平台，为Altium Designer在PCB设计领域保持了霸主地位。在不断的更新换代中，Altium Designer在FPGA和其他可编程器件的设计中也渐渐有了一席之地。在Altium Designer 14新增

40、的功能中涵盖了一系列的电路板设计增强技术，使用了全新的差分布线工具，阻抗始终保持不变当跟踪差距发出变化是时。另外，Matlab软件中还有以一个重要的组件，即Ibis模型实现编辑器，Ibis模型编辑器是为了加强IC管脚的，当在原理图上为元器件设计一个执行程序时，IBIB模型通常默认的被导入了AD软件自带的信号完备性模型格式。本次设计的电路图编译仿真的模块也可以运用IBIS的元件进行实现。 图4-2 Altium Designer 14软件的登录界面2 4.2 系统软件设计说明 在让串行口工作之前，首先应对串口进行初始化处理，初始化主要内容是设置单片机产生波特率的定时器1以及串行端口的控制和中断的

41、控制。其步骤如下： (1)编程TMOD寄存器，确定T1的工作方式； (2)计算定时器的初值，设定TH1和TL1的值； (3)编程TCON中的TR1位，启动定时器1； (4)编程SCON寄存器，确定串行口如何控制； 当串口在中断方式中工作时，可以编程IE、IP寄存器，进行中断的优先级设置。4.3 系统主机软件设计 在系统通电之后，首先便是对主控芯片和一些外围芯片进行初始化处理，并且对这些芯片均设置为默认的中断使能。主机的显示屏上显示实时的时钟，然后将实时的时钟信号传送到走廊上的LED显示屏。接着运行在主机程序中的中断和实时扫描程序，如果判断产生中断，则此时分机呼叫主机，同时在主机的显示屏上显示所

42、呼叫的分机号码并将所呼叫分机的病床号信息传送到走廊的LED显示屏上；当医生或护士处理完相应的病号信息时，在分机上按下确认键表示已完成对该分机呼叫的处理，此时主机和走廊的显示屏重新显示实时时钟信号；如果判断按键被按下的时候，此时说明主机将要对分机进行呼叫，此时，分机上显示主机要呼叫的信息。主机程序流程图如图4-3所示：2 图4-3 主机程序流程图4.4 分机系统设计 在分机系统上电之后，就对分机主控制器PIC12F629单片机进行初始化处理，然后就开GP2端的上升沿中断功能。 对分机的按键进行是否按下的判断，当第一次被按下的时候，此时开始进行flag位的判定，然后根据所得到的结果来进入不同的子程

43、序。当第一次按键被按下时会出现两种情况： （1）分机呼叫主机：当达成统一通话确认的模式的时候，此时两端的扬声器和麦克风进入工作状态，主机和分机此时进入通话状态；(2)分机挂断：此时扬声器和麦克风停止工作，主机和分机均恢复到初始状态。 触发中断时具有两种情况： （1）主机呼叫分机：当分机接收到主机传送过来的脉冲信号时，分机进行判定，若是与分机的号码相同时，则主机和分机达成握手模式，主机和分机进入通话模式，此时扬声器和麦克风同时工作； （2）主机挂断：当分机接收到主机的挂断信号时，停止的工作模式，分机系统回复2 到初始的待机状态。分机程序流程图如图4-4所示： 图4-4 分机程序流程图 4.5 通

44、信方式的分析与选择 4.5.1 当前市场上常用的通信方式在初期的市场中，医院病房在技术手段的制约下和经济条件的束缚下，最常使用的通信方式高低电平式的脉冲传码方式。随着科学技术的飞速发展和人民需求的日益增长，传统的通讯方式以经渐渐显得不能满足人们的基本需求了。一些比较经典的通讯方式也就随着而来的出现在市场当中了，其中一些常见的有频移键控（FSK）、相移键控（PSK）、幅移键控（ASK）和双音频(DTMF)等。以下逐步介绍这些通讯方式。（1） 频移键控（FSK）：频移键控出现的比较早，在上个世纪八十年代在某些欧洲国家便以率在通信系统中使用。频移控的基本原理是用数字信号去调制稳定性较高易于传输的载波

45、信号。频移键控相对比较容易实现，稳定性较好，抗衰减能力强，在数据规模较小的传输系统中得到了很普遍的应用。常见的频移键控法分为2进制频移键控和多进制频移键控。常用的解调方法有相干法和非相干法。（2） 相移键控（PSK）：相移键控法是利用载波的相位变化来传递数字信息的通信方式。用相移键控法来调制信号常用的方法有两种：调相法和选择法。而解调通常采用相干调解法。同样的，相移键控也分为2进制相移键控（2PSK）和多进制相移键控(MPSK)。（3） 幅移键控（ASK）：幅移键控又称为振幅键控，是利用载波的振幅变化来传递数字信息的并且其频率和初始相位保持不变的通讯方式。通常的，幅移键控也分为2进制幅移键控(

46、2ASK)和多进制幅移键控（MASK）。比较典型的2进制幅移键控方式有通断键控（OOK）。（4） 双音频（DTMF）：双音频通讯方式是指将拨号时产生的数字信号转化为双音信号再进行发送的一种通讯方式。因此，一个双音频信号是由两个不同频率的音频信号叠加而成的。随着科技的迅速发展，双音频技术已经渐渐的取代了传统的频移键控通信方式。在我们日常生活中使用的座机，手机都是采用的这种双音频的通信方式的。DTMF通讯方式的优点很明显：识别率高，拨号率快，适用于一些远程的信号传输。同时，双音频的缺点也有不少，比如：抗干扰能力差，比较难以搭建系统，进行链路控制时比较难以控制。通过以上的介绍与分析发现，双音频通讯方

47、式相较于其他的通信方式具有明显的优处，虽然双音频在可靠性和传输速度上相较于其他三种通讯方式来较差，但是其较高的性价比和高识别率极其适用于本次通信系统的构建。4.5.2 主分机之间握手信号的设定当主机和分机之间要进行通话时必须要进行一定的统一标志号来确定，用专业的术语来讲，便是确立握手信号。（1） 当主机向分机呼叫时，握手信号为12+分机号码，分机做出响应：12+分机号码；（2） 当分机向主机呼叫时，握手信号为10+主机号码，主机做出响应：10+呼叫分机号码；（3） 主分机之间的挂断信号：8+8。4.5.3 主分机之间脉冲编码的设定 在主分机之间进行呼叫或者通话时所发送的脉冲编码规定单个脉冲的时钟周期为10ms,各个相邻组之间的脉冲间隔设置为300ms。例如，“1”用5个脉冲表示，这样发送一个“1”的脉冲信号就得需要50ms。在对时钟信号的设置上，我规定没30S为一个时钟2 检测周期，即每30s更新一次数据，对于脉