单片机STC89C52RC_病床呼叫控制系统毕业设计论文

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1、前言我国进行单片机工程开发已经有二十多年的历史，在此期间所进行的单片机开发工程已经由简单到复杂，由小型系统到大型综合系统。单片机应用也越来越广泛，从开始的工作控制，到现在的航空航天、消防平安、工作数据采集、石油地质勘探、铁路交通运输以及楼宇自动化等，甚至目前的许多家电中都有单片机的应用。随着计算机技术的飞速开展，单片机已逐渐开展成为一门关键的技术学科。而随着社会的进步和开展，医疗水平的不断提高，现代医院护理需要简易及时地获知并处理病人的突发病况。基于单片微型计算机设计的医院病床呼叫控制系统能同时监控64号病床，防止了人工呼叫的不便与效果差等缺点，它是现代医院必不可少的设备。有了病床呼叫控制系统

2、，医院的护理工作变得更加方便全面，不用再为人手缺乏或未能及时发现突发病况而烦恼。本文实现了对病床呼叫控制系统的设计，详细介绍了51系列单片机应用中的数据转换原理、中断原理、串行口的结构与工作原理、键盘扫描电路与原理、数码显示管驱动电路等知识，从而学习、了解单片机相关指令在各方面的应用，进一步提高单片机相关电子电路的设计和开发能力。该系统由AT89S52、数码显示管、74HC164、按键、二极管、三极管、蜂鸣器等重要元器件构成，布线简单、功能先进，性能稳定，程序精简。文章中有电路原理图，PCB电路图、系统程序清单、各数据存储单元的定义表，各存放器的定义表、输入输入出口的定义表等，以供读者参考。1

3、病床呼叫控制系统的功能和设计方案1.1 病床呼叫控制系统的功能与设计要求本设计以单片微型计算机的监测与控制为目标，设计一台模拟病床呼叫控制器。能够对多个病床进行监控，对于病床的呼叫作出及时的声音告警并能准确的显示出所呼叫的病床床号，使医护人员能及时准确地赶到病床，给予病人及时的救护与医疗。具体的设计目标和要求如下：I.对40个以上的病床的呼叫作出检测；II.病床呼叫后，病床呼叫控制器能发出声音告警医护人员；III.用数码管显示出所呼叫的病床床号；IV形成实验模拟装置。1.2 设计方案8052单片机呼叫开关电路床号显示电路呼救告警电路一床号显示复位按键复位、时钟等辅助电路系统设计方案图如图1.2

4、所示，单片微型计算机控制完成对40个以上的病床的呼叫情况的巡回检测、呼叫开关电路输出病床呼叫的信息、数码管显示出所呼叫的病床床号、床号显示复位按键给医护人员查看呼叫床号并实现去除已确定的呼叫床号、呼救告警电路用于当有病床呼叫时的声音告警等。本设计系统能连续性地存储和读出显示呼叫的病床床号等等。1.2.1 微处理器AT89S52是美国ATMEL公司生产的一种低功耗、高性能CMOS 8位微处理控制器，片内含有8K字节存储容量，在系统可编程Flash 存储器和256字节的随机存取数据存储器。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

5、程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。AT89S52具有以下标准功能：8k字节Flash，256字节RAM，32 位I/O口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直

6、到下一个中断或硬件复位为止。CPU是单片机的核心部件。它由运算器和控制器等部件组成。 运算器运算器的功能是进行算术运算和逻辑运算。可以对半字节4位、单字节等数据进行操作。例如能完成加、减、乘、除、加1、减1、BCD码十进制调整、比拟等算术运算和与、或、异或、求补、循环等逻辑操作，操作结果的状态信息送至状态存放器。8051运算器还包含有一个布尔处理器，用来处理位操作。它是以进位标志位C为累加器的，可执行置位、复位、取反、等于1转移、等于0转移、等于1转移且清0以及进位标志位与其他可寻址的位之间进行数据传送等位操作。也能使进位标志位与其他可位寻址的位之间进行逻辑与、或操作。1） 程序计数器PC程序

7、计数器PC用来存放即将要执行的指令地址，共16位，可对64K程序存储器直接寻址。执行指令时，PC内容的低8位经P0口输出，高8位经P2口输出。2） 令存放器指令存放器中存放指令代码。CPU执行指令时，由程序存储器中读取的指令代码送入指令存放器，经译码后由定时与控制电路发出相应的控制信号，完成指令功能。本设计采用ATMEL的AT89S52微处理器，主要基于以下几个因素：1) AT89S52为51内核，仿真调试的软硬件资源丰富；2) 性价比高，货源充足；3) 功耗低，功能强，灵活性高；4) DIP40封装，体积小，便于产品小型化；5) 为EEPROM程序存储介质，1000次以上擦写周期，便于编程调

8、试；6) 工作电压范围宽：2.7V6V，便于交直流供电；1.2.2 数码显示电路对于数字显示电路，通常采用液晶显示或数码管显示。对于一般的段式液晶屏，需要专门的驱动电路，而且液晶显示作为一种被动显示，可视性差，不适合远距离观看；对于具有驱动电路和单片机接口的液晶显示模块(字符或点阵)，一般多采用并行接口，对单片机的接口要求较高，占用资源多；另外，AT89S52单片机本身无专门的液晶驱动接口。而数码管作为一种主动显示器件，具有亮度高、响应速度快、防潮防湿性能好、温度特性极性、价格廉价、易于购置等优点，而且有远距离视觉效果，很适合夜间或是远距离操作。因此，本设计的显示电路采用7段数码管作为显示介质

9、。 数码管接口有静态接口和动态接口两种。1、静态接口为固定显示方式，无闪烁，其电路可采用一个并行口接一个数码管，数码管的公共端按共阴或共阳接地或电源正极。这种接法占用接口多。2、动态接口采用各数码管循环轮流显示的方法，当循环显示的频率较高时，利用人眼的暂留特性，看不出闪烁显示现象，这种显示需要一个接口完成字形的输出(字形选择)，另一接口完成各数码管的轮流点亮(数位选择)。为了节约接口资源和简化电路，本设计采用了串行口输出方式，将利用移位存放器扩展并行输出接口，驱动共阳数码显示管工作，通过在数码显示管的阳极串行接口假设干个二极管到达整体降压的效果，防止参加大量电阻的麻烦。74HC164为8位左移

10、移位存放器,有串行输入并行输出的功能。当去除端CLEAR为低电平时，输出端QAQH均为低电平。串行数据输入端A，B可控制数据。当A、B任意一个为低电平，那么禁止新数据输入，在时钟端CLOCK脉冲上升沿作用下Q0为低电平。当A、B有一个为高电平，那么另一个就允许输入数据，并在CLOCK上升沿作用下决定Q0的状态。其引脚图如图8所示：引出端符号：CLK：时钟输入端 CLR：同步去除输入端低电平有效 A，B：串行数据输入端 QAQH：输出端 极限值：电源电压 7V 输入电压 5.5V 真值表如图9：H：高电平 L：低电平X：任意电平 ：低到高电平跳变图9真值表QA0,QB0,QH0 ：规定的稳态条件

11、建立前的电平 QAn,QGn ：时钟最近的前的电平 51系列单片机的串行口是一个可编程的全双工串行通信接口，通过软件编程，它可以作为通用异步接收和发送器，也可作为同步移位寄位器。本设计串行口的工作方式为方式0。在方式0工作时，串行数据通过RXD输入或输出，TXD输出频率为fosc/12频率的时钟脉冲。数据格式为8位，低位在前，高位在后，波特率固定：波特率fosc/12fosc/12为单片机外接的晶振频率。发送过程以写SBUF存放器开始，当8位数据传送完，TI被置为“1，方可再发送下一帧数据。接收必须预先置REN=1允许接收和RI=0,当8位数据接收完，RI被置为“1,此时，可通过读SBUF指令