基于51单片机的病号呼叫系统设计与制作

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目录

1产品功能分析.........................................................................................................1

2设计方案遴选.........................................................................................................1

2.1单片机的选择..........................................................................................1

2.2通讯方式的选择......................................................................................1

2.3系统框图设计..........................................................................................1

3产品硬件设计.........................................................................................................2

3.1STC89C52RC单片机核心电路设计.............................................................2

3.2按键电路设计..........................................................................................3

3.3LCD1602液晶显示模块电路.......................................................................4

4产品软件设计.........................................................................................................4

4.1主程序流程图..........................................................................................5

4.2LCD1602液晶显示程序设计.......................................................................6

4.3产品程序清单..........................................................................................6

5产品使用说明.........................................................................................................7

5.1产品装配图..............................................................................................7

5.2产品调试..................................................................................................9

5.3产品使用说明..........................................................................................9

6、产品设计技术标准.................................................................................................9

7参考资料.................................................................................................................10

附录.............................................................................................................................11

附录1元器件清单.............................................................................................11

附录2原理图.....................................................................................................12

附录3PCB设计图...............................................................................................13

附录4产品实物图.............................................................................................14

附录5主程序代码.............................................................................................15

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基于51单片机的病号呼叫系统设计与制作

1产品功能分析

病人按下按键时，护士值班室通过单片机接收到指令，发出呼叫警报，同

时液晶上显示对应的病床号，当护士按键应答，停止呼叫警报，液晶显示已应

答，警报由定时器控制关闭。当有多个病人呼叫没有及时答应时，对应显示各

床床位号，同时报警。

2设计方案遴选

以原理图为基础，在万能板上搭建最简易的电路，合适产品的零件位置，

需要发挥各零件的基本功能。在考虑产品最基本的功能效果之后，要考虑他的

经济成本，做到物美价廉。

2.1单片机的选择

本设计是基于STC89C52单片机设计的病房呼叫系统设计，该系统就是以

Atmel公司的STC89C52单片机作为主控器，包括键盘输入电路，显示电路，

以及晶振复位电路等来实现病房呼叫系统。

2.2通讯方式的选择

系统以STC89C52单片机为核心辅以矩阵键盘、LCD1602示电路和部分简

单模拟和数字电路组成的能够实现病人和医护人员之间信息。

2.3系统框图设计

1

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应答按键

声音报警

按键模块指示灯单片机

液晶显示

图2.1系统框图

3产品硬件设计

由STC89C52单片机所组成的系统，其中按键模块、指示灯模块、1602显

示模块、蜂鸣器模块。

3.1STC89C52RC单片机核心电路设计

功能强大STC89C52单片机可为您提供许多高性价比的应用场合，可灵

活应用于各种控制领域，其主要功能有：

①与MCS-51产品指令系统完全兼容

②全静态操作:0Hz-24MHz

③三级加密程序存储器

④128×8字节内部RAM

⑤32个可编程I/O口线

⑥2个16位定时/计数器

⑦5个中断源

⑧可编程串行UART通道

2

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图3.1STC89C52RC单片机原理图

图3.2STC89C52RC单片机实物图

3.2按键电路设计

独立式按键是指直接用I/O口线构成的单个按键电路。每个独立式按键单

独占有一根I/O口线，每根I/O口线的工作状态都不会影响其他I/O口线的工

作状态。

3

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图3.3独立按键原理图

3.3LCD1602液晶显示模块电路

液晶显示模块已作为很多电子产品的通过器件，如在计算器、万用表、电

子表及很多家用电子产品中都可以看到，液晶显示器都是数字式的，和单片机

系统的接口更加简单可靠，操作更加方便。这也是此系统选用LCD1602液晶的

原因。

图3.4液晶显示器原理图

图3.5液晶显示器实物图

4产品软件设计

对于STC89C52的控制设计，以Keilc软件编程环境，以proteus软件为

4

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电路仿真设计环境。二者的结合为该系统的设计提供有利条件。

4.1主程序流程图

主程序

初始化

N

清零键按下否？按

键

Y总

数

显示屏清零显

示

程

序

调键盘子程序流

程

图

调按键总数子程序

N

1S定时到否？

Y

清除1S定时标志

调循环显示床号子程序

图4.1主程序流程图

5

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4.2LCD1602液晶显示程序设计

开始

N

标志位是

否为？

1

N

Y

定时是否

达到

1S？

Y

调显示子程序

循环显示病床号

图4.21602显示子程序流程图

4.3产品程序清单

6

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头文件Reg51.h

定时器初始

化

主程序

voidinit_1602()Main.c

lo口定义

lcd1602初始

化voidtime0()interrupt1

LED灯控

定时器0中断程序制lo口

图4.3软件程序清单

5产品使用说明

5.1产品装配图

产品是以单片机，LCD1602液晶显示模块、按键模块、指示灯模块、蜂鸣

器模块组成。

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电源

独立按键

自锁开关

发光二极管

蜂鸣器

电容

单片机

晶振

1602液晶

图5.1产品装配图

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5.2产品调试

图5.2产品软件编译图

5.3产品使用说明

病人按呼叫键时，通过单片机控制处理，护士值班室发出呼叫警报，同时

1602液晶上显示相应的床位号；

当护士按键应答，呼叫报警停止，液晶显示以应答，警报由定时器控制关

闭；

当有多个病人呼叫没有及时应答时，对应显示各床床位号，同时报警。

6、产品设计技术标准

[1]J-STD-001E电气与电子组件的焊接要求

[2]IPC-A-610D(中文版)，IPC-A-610E电子组件的可接受性要求

[3]IPC-7711/21电子组件和电路板的返工&返修

[4]GB/T11457-2006信息技术软件工程术语；

[5]GB/T8566-2007信息技术软件生存周期过程标准；

[6]GB/T8567-2006计算机软件文档编制规范。

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7参考资料

1]王意岗.病房呼叫系统[J].建筑电气，2004

[2]朱艳华，田行军，李夏青.基于PL3105的病床呼叫系统设计[J].北京石油化工学院学

报，2009

[3]邬春明，王艳茹.基于低压线载波技术的病床呼叫系统[J].电子技术应用，2005

[4]何立民.《单片机初级教程-单片机基础》[M].北京：北京航空航天大学出版社，2006

[5]李朝青.单片机原理及接口技术[M].北京：北京航空航天大学出版社，2005

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附录

附录1元器件清单

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附录2原理图

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附录3PCB设计图

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附录4产品实物图

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附录5主程序代码

#include<reg52.h>//调用单片机头文件

#defineucharunsignedchar//无符号字符型宏定义变量范围0~255

#defineuintunsignedint//无符号整型宏定义变量范围0~65535

sbitrs=P2^7;//寄存器选择信号H:数据寄存器L:指令寄存器

sbitrw=P2^6;//寄存器选择信号H:数据寄存器L:指令寄存器

sbite=P2^5;//片选信号下降沿触发

sbitbeep=P2^4;//蜂鸣器IO口定义

sbitkey_quxiao=P2^0;//取消键IO口定义

bitflag_300ms;//300ms的标志位

sbitled1=P1^0;//第1号病房指示灯

sbitled2=P1^1;//第2号病房指示灯

sbitled3=P1^2;//第3号病房指示灯

sbitled4=P1^3;//第4号病房指示灯

sbitled5=P1^4;//第5号病房指示灯

sbitled6=P1^5;//第6号病房指示灯

sbitled7=P1^6;//第7号病房指示灯

sbitled8=P1^7;//第8号病房指示灯

sbitkey1=P3^0;//按键1定义

sbitkey2=P3^1;//按键2定义

sbitkey3=P3^2;//按键3定义

sbitkey4=P3^3;//按键4定义

sbitkey5=P3^4;//按键5定义

sbitkey6=P3^5;//按键6定义

sbitkey7=P3^6;//按键7定义

sbitkey8=P3^7;//按键8定义

uchardis_lcd[8];//8个病房数据显示的缓冲区

ucharbr_geshu;//报警病人数

/********************************************************************

*名称:delay_1ms()

*功能:延时1ms函数

*输入:q

*输出:无

***********************************************************************/

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voiddelay_1ms(uintq)

{

uinti,j;

for(i=0;i<q;i++)

for(j=0;j<120;j++);

}

/***********************延时函数************************/

voiddelay_uint(uintq)

{

while(q--);

}

/***********************lcd1602写命令函数************************/

voidwrite_com(ucharcom)

{

rs=0;//写命令

rw=0;//对1602写操作

P0=com;//P0口对1602写命令数据

delay_uint(25);

e=1;//e=1使能信号

delay_uint(100);//延时一下等1602完成操作

e=0;

}

/***********************lcd1602写数据函数************************/

voidwrite_data(uchardat)

{

rs=1;//写数据

rw=0;//对1602写操作

P0=dat;//P0口对1602写数据

delay_uint(25);

e=1;//e=1使能信号

delay_uint(100);//延时一下等1602完成操作

e=0;

}

/***********************lcd1602上显示这字符串函数************************/

voidwrite_string(ucharhang,ucharadd,uchar*p)

{

if(hang==1)

write_com(0x80+add);//1602写第一行的地址

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else

write_com(0x80+0x40+add);//1602写第二行的地址

while(1)

{

if(*p=='\0')break;//\0字符串的结尾标志break结束while循环结束

写字符

write_data(*p);//写数据

p++;//指针地址加1

}

}

/***********************lcd1602上显示这字符函数************************/

voidwrite_string_ge(ucharhang,ucharadd,uchar*p,ucharge)

{

uchari;

if(hang==1)

write_com(0x80+add);//1602写第一行的地址

else

write_com(0x80+0x40+add);//1602写第二行的地址

for(i=0;i<ge;i++)

{

write_data(0x30+*p);//写数据

p++;//指针地址加1

}

}

/***********************lcd1602初始化设置************************/

voidinit_1602()//lcd1602初始化设置

{

write_com(0x38);//显示模式设置：16×2显示，5×7点阵，8位数据接口不检测

忙信号

write_com(0x0c);//开显示不显示光标

write_com(0x06);//当写一个字符是，地址指针加1

write_string(1,0,"bingfanghujiao");//初始化显示

write_string(2,0,"wubingren");//初始化显示

}

/*********************定时器0、定时器1初始化******************/

voidtime0_init()

{

EA=1;//开总中断

TMOD=0X01;//定时器0、工作方式1

ET0=1;//开定时器0中断

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TR0=1;//允许定时器0定时

TH0=0X3C;

TL0=0XB0;//50ms

}

/********************独立按键程序*****************/

ucharkey_can;//按键值

voidkey()//独立按键程序

{

key_can=0;//按键值还原

if(key1==0)//按键按下

{

delay_1ms(1);//延时按键消抖动

if(key1==0)//确认是按键按下

key_can=1;//得到按键值

}

if(key2==0)//按键按下

{

delay_1ms(1);//延时按键消抖动

if(key2==0)//确认是按键按下

key_can=2;//得到按键值

}

if(key3==0)//按键按下

{

delay_1ms(1);//延时按键消抖动

if(key3==0)//确认是按键按下

key_can=3;//得到按键值

}

if(key4==0)//按键按下

{

delay_1ms(1);//延时按键消抖动

if(key4==0)//确认是按键按下

key_can=4;//得到按键值

}

if(key5==0)//按键按下

{

delay_1ms(1);//延时按键消抖动

if(key5==0)//确认是按键按下

key_can=5;//得到按键值

}

if(key6==0)//按键按下

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{

delay_1ms(1);//延时按键消抖动

if(key6==0)//确认是按键按下

key_can=6;//得到按键值

}

if(key7==0)//按键按下

{

delay_1ms(1);//延时按键消抖动

if(key7==0)//确认是按键按下

key_can=7;//得到按键值

}

if(key8==0)//按键按下

{

delay_1ms(1);//延时按键消抖动

if(key8==0)//确认是按键按下

key_can=8;//得到按键值

}

}

voidkey_qx()//取消按键程序

{

if(key_quxiao==0)//按键按下

{

delay_1ms(1);//延时按键消抖动

if(key_quxiao==0)

{//确认是按键按下

key_can=9;//得到按键值

while(key_quxiao==0);//等待按键松手

}

}

}

/**********************按键处理函数************************/

voidkey_with()

{

uchari;

if((key_can>0)&&(key_can<9))

{

if(key_can==1)

led1=1;//1号病房灯亮

if(key_can==2)

led2=1;//2号病房灯亮

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if(key_can==3)

led3=1;//3号病房灯亮

if(key_can==4)

led4=1;//4号病房灯亮

if(key_can==5)

led5=1;//5号病房灯亮

if(key_can==6)

led6=1;//6号病房灯亮

if(key_can==7)

led7=1;//7号病房灯亮

if(key_can==8)

led8=1;//8号病房灯亮

if(br_geshu<8)

{

if(br_geshu==0)//第一次清除显示屏

write_string(2,0,"");

br_geshu++;//呼叫病人的人数加1

for(i=7;i>0;i--)

dis_lcd[i]=dis_lcd[i-1];//把病人的数据向后移一位

dis_lcd[0]=key_can;//把病人的号码保存起来

write_string_ge(2,0,dis_lcd,br_geshu);//显示出来

}

}

if(key_can==9)//取消键的处理

{

if(br_geshu>0)

{

if(dis_lcd[br_geshu-1]==1)

led1=0;//1号病房灯灭

if(dis_lcd[br_ges