基于51单片机的病房呼叫系统.docx
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基于51单片机的病房呼叫系统.docx
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大庆师范学院
本科生毕业论文
基于单片机的病房呼叫系统
院 (系)物理与电气信息工程学院
专 业电子信息工程(自动化方向)
研
究
方
向
学
学
生
姓
名
号
控制
指导教师姓名
指导教师职称
2013 年5 月20 日
摘要
病房呼叫系统是住院病人及其家属在需要医务人员帮助时,请求值班护士进行护理的重要呼叫工具,它主要用于协助医院里的病人在病床上方便地呼叫值班人员,可以快速的将病人的请求传送给值班人员,是提高医院的病房护理水平的必备设备之一。
随着社会节奏的不断加快,医院行业的竞争越来越激烈,对经济效益的追逐成为很多私立医院的生存第一要位,提升服务水平和服务质量迫在眉睫,陪护问题一直是医患矛盾的主要体现,也是长期以来困扰广大医务服务者的大问题,使用病房呼叫系统,方便患者迅速而快捷的找到医生,以节约患者的珍贵时间
系统的核心是at89c51单片机。
还有其它辅助硬件电路,矩阵键盘、LED显示电路.地址锁存器以及译码器等。
个个房间的病人要呼叫护士可以按自己床边的按键,此时值班室会有蜂鸣器响,相应的指示灯亮,并且在值班室的数码管上显示床位号。
信号通过矩阵键盘进行输入,在用高级语言编写程序时,对键盘信号的获取非常重要。
在本篇论文之中每个病房的病床旁都有一个呼叫按钮,当患者有需要医务人员帮助时,按下呼叫键,此时值班室的显示屏可显示此患者的床位号,多人使用时可以根据病人是否是重症病床而产生优先级别,医护人员按下“响应”键取消当前呼叫。
关键词:
AT89C51;矩阵键盘;LED;病床呼叫;蜂鸣器
I
大庆师范学院本科毕业论文(设计)
Abstract
Wardcallsysteminpatientrequestthedutydoctorornursecareemergencycallcommunicationtools,itismainlyusedtoassistpatientsinhospitalstoeasilycallthedutyofficerinthebed,thepatient'srequestsenttothestaffonduty,necessaryequipmenttoimprovethelevelofhospitalwardcare.Withtheacceleratingpaceofsocial,increasinglyfiercecompetitioninthehospitalindustry,thepursuitofmoneytothesurvivalofmanyprivatehospitalsfirst,improveservicelevelsandqualityofserviceisimminentaccompanytheissuehasbeenthemainmanifestationofthedoctor-patientconflicts,isalsoabigproblemhaslongplaguedthemajorityofmedicalservices,wardcallsystemtofacilitatethequickandfastpatientstofindadoctortosavethepatient'sprecioustime
ThecoreofthesystemistheAT89C51microcontroller.Aswellasotherauxiliaryhardwarecircuit,matrixkeyboard,LEDdisplaycircuitaddresslatchanddecoder.Patientsinalltheroomyouwanttocallthenursebyhisbedsidebutton,thedutyroomwillbethebuzzersounds,thecorrespondingindicatorlight,andthenumberofbedsinthedutyroomofthedigitaltubedisplay.Matrixkeyboardinputsignal,whichisthekeytoprogramming.
Inthisdesign,eachbedhasabutton,whenpatientsareinurgentneed,pressthebutton,thedisplayofthedutyroomtodisplaythepatient'sbednumber,peoplecanuseisbasedonthepatienttotheintensivecarebedapriority,healthcareworkers"Response"keyispressedtocancelthecurrentcall.
Keywords:
AT89C51;matrixkeyboard;LED;Callofbeds;buzzer
III
目录
第一章前言
1
第二章系统整体设计
2
2.1功能与方案确定
7
2.1.1功能要求
2
2.1.2方案论证
2
2.1.3总体结构框图
3
第三章系统硬件设计
4
3.1硬件构成示意图
4
3.2单片机简介
4
3.3主要单元模块介绍
5
3.3.1控制器AT89C51
5
3.3.2键盘电路设计
7
3.3.3显示电路设计
8
3.3.4报警电路设计
12
3.3.5控制电路设计
13
第四章系统软件设计
13
4.1系统软件环境介绍
13
4.1.1KEIL_C
13
4.2系统程序设计
14
4.2.1系统主程序流程图
14
4.2.2线反转法流程图
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第五章系统调试与结果
16
5.1硬件组成图及其功能说明
17
5.2功能实现组成图及其功能说明
18
结论
21
参考文献
22
谢辞
22
附录
23
第一章前言
病床呼叫系统是一种紧急呼叫工具,在医院等公共场所有着广泛的应用,用来保持住院病人和医务人员取得联系的重要呼叫工具,能够在很大程度上提高医院的人文服务质量,有利于创建和谐医院。
病床呼叫系统的优劣直接影响到病员的安危,以及病人对医院服务的满意程度,对于服务是否到位的问题受到了许多医院的广泛关注。
它要求及时、准确可靠、简便可行、利于推广。
现在国内一些大型医院都有了比较智能的病房呼叫系统,但是有些小医院还没有安装病房呼叫系统,这不仅仅影响了医院的服务质量,也给住院人及他们的家属带来了很多的弊端。
有时甚至出现病人紧急情况时,而找不到值班医生或护士,在医院重症住院的病人,在家人不在身边的一段时间内想在点滴后寻找人来拔针,如果这时没有病房呼叫系统,病人将会出现血液倒流的现象,将会及其危险。
病房呼叫系统一般分为两大类,一类是接线的,一类是无线的,无线的病房呼叫系统由于没有线路连接的问题,使得接线变得极其简单,但是由于其没有线路连接,可靠性较差,而且对于一些小型医院使用无线呼叫系统也是比较昂贵的一种手段,并且无线电波会干扰其他医疗仪器设备。
该篇文章采用有线病房呼叫系统,成本较低,对于一些收入较少的小型医院,是非常好的选择之一,但受到布线较多,影响外观观察效果,故不适宜较大的医院进行使用。
病床呼叫系统方便住院病人能够在第一时间找到护士,极大的减少了等待的时间。
以便病人能够在第一时间得到最有效的帮助,当今病房呼叫系统正在逐步地向智能化发展,它可以和摄像机,以及通话机一起使用,当病人按下开关时,在护士值班室的屏幕上第一时间看到病以及其周边的情况,并且可以通过对讲机等设备,直接和住院人员进行及时快捷沟通。
1
大庆师范学院本科毕业论文(设计)
第二章系统整体设计
2.1功能与方案确定
2.1.1功能要求
本课设希望病床呼叫系统实现以下功能:
1.任一病房的任意病床呼叫,护士值班室马上能显示其房间号.病床号
,并且蜂鸣器响。
2.若有多个病床呼叫就循环显示;如是重症室患者按铃则可以优于其他普通患者。
3.护士按下接收键后数码管熄灭,铃声停止。
2.1.2方案论证
方案一:
使用at89c51单片机外加作地址锁存用的两块地址锁存器74HC573芯片,以及两块共阴极八段数码管,可构成一个基本的显示电路。
再配32个独立按键构成的输入电路,数码管采用静态驱动方式,所谓静态驱动方式是指,每一个数码管连接一个地址锁存器,而每一个地址锁存器又占用了8个IO口,两个地址锁存器就占用了16个IO口,led显示器工作在静态显示方式时,各位的共阴极连接在一起并接地,每位的8个断码线分别与一个8位的输出锁存器相连接。
对于键盘采用独立式键盘接口,对于该种接法,使得编程变得非常简单,但是由于我们在该次课设中需要大量按键,所以我们还要使用大量外扩电路来增加IO口的数目。
方案二:
用at89c51[1]自身身接口实现数码管静态显示和键盘扫描,使用at89c51单片机外加一片地址锁存用的三态地址锁存器锁存器74HC573以及一片3,8译码器74ls138芯片,以及一块两位一体的共阴极数码管,可构成一个完整的显示电路。
以此为基础,以配置以4行4列矩阵键盘的输入电路,数码管以动态形式显示,不但可以节约外部芯片而且还可以节省 IO口,只是在软件编程较静态显示方式较难一些,同时键盘变为矩阵键盘可以将原来由16个IO口控制的独立按键,来变成由8个IO口控制的行列式4*4矩阵键盘,在按键的识别的方法上来使用线反转发,这样的话就可以不扩展 I/O芯片而由
11
at89c51自身I/O口实现上述功能,即用P1口的八个端口作为LED的段选,用P2口的做键盘电路的接口。
用P3^5,P3^6,P3^7作为数码管的片选线。
综上所述,方案一中键盘显示采用独立按键形式,其软件实现起来比较简单,但硬件电路过于复杂,没有合理利用单片机的 I/O[2].在用静态方式驱动数码管时,也有过多的外围硬件,虽然编程方面简单了许多,但是大量的外围电路,为系统的设计增加了不少障碍,而方案二外围电路非常简单易懂,虽然软件实现起来比较困难,但是这有利于我们对编程语言的学习,综合比较几个方面来看本文选取第二个方案。
2.1.3总体结构框图
输入部分
键盘输入
控制器
AT89C51
输出部分
LED显示
图2-1病房呼叫系统结构框图
框架模块功能描述:
1.输入部分包括矩阵键盘输入,病人按键输入相当于一个外界的信号,用于向单片机传输命令。
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